寄存器芯片组

典型应用电路NEUTRALPHASECISOLATIONBARRIERLOADPHASEAEARTHPHASEBDIGITALINTERFACEPHASEAADE7932/ADE7933IPIMV1PVMV2PGNDMCUGNDISO_A3.
3VPHASEBADE7932/ADE7933IPIMV1PVMV2PGNDMCUGNDISO_B3.
3VPHASECADE7932/ADE7933IPIMV1PVMV2PGNDMCUGNDISO_C3.
3VNEUTRALLINEADE7932/ADE7933(OPTIONAL)IPIMV1PVMV2PGNDMCUGNDISO_N3.
3VADE7978ENERGYMETERINGICGNDMCU3.
3V3.
3VSYSTEMMICROCONTROLLERGNDMCUI2C/HSDCORSPIIRQ0,IRQ111116-001图1.
三相四线电表,采用4个ADE7933/ADE7932器件和1个ADE7978ADE7978/ADE7933/ADE7932用于三相分流电表的隔离式电能计量芯片组产品特性支持分流电流传感器用于三相电能计量抗磁场干扰高精度;支持EN50470-1、EN50470-3、IEC62053-21、IEC62053-22、IEC62053-23、ANSIC12.
20和IEEE1459标准兼容三相三线或三相四线(三角形或星形)电表及其它三相配置计算各相以及整个系统的有功功率、无功功率和视在功率TA=25°C时,在2000:1的动态范围内有功和无功功率误差小于0.
2%TA=25°C时,在500:1的动态范围内电压有效值误差小于0.
1%TA=25°C时,在500:1的动态范围内电流有效值误差小于0.
25%电能质量测量包括THD3.
3V单电源工作温度:40°C至+85°C灵活的I2C、SPI和HSDC串行接口安全和法规认证(申请中)UL认证依据UL1577,1分钟5,000VrmsCSA元件验收通知#5AIEC61010-1:400VrmsVDE合格证书DINVVDEV0884-10(VDEV0884-10):2006-12VIORM=846V峰值应用基于三相电流检测电力质量监控太阳能逆变器过程监控防护器件隔离传感器接口工业PLC1受美国专利5,952,849号、6,873,065号、7,075,329号、6,262,600号、7,489,526号和7,558,080号保护,其他专利正在申请中.
Rev.
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analog.
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Rev.
0|Page2of120目录产品特性.
1应用.
1典型应用电路1修订历史.
3概述.
4功能框图.
5技术规格.
7系统规格,ADE7978和ADE7933/ADE7932.
7ADE7978规格9ADE7933/ADE7932规格.
13绝对最大额定值.
16热阻16ESD警告.
16引脚配置和功能描述.
17典型性能参数21测试电路.
26术语.
27工作原理.
30ADE7933/ADE7932模拟输入.
30模数转换.
30电流通道ADC32电压通道ADC35更换相电压数据路径.
39基准电压电路.
39相位补偿.
40数字信号处理器.
41电能质量测量42过零检测.
42周期测量.
44相电压骤降检测.
45峰值检测.
46过压和过流检测.
47零线电流失配.
48有效值测量.
49电流有效值计算.
49电压有效值计算.
50三角形配置中的电压有效值.
51有功功率计算52总有功功率计算.
52基波有功功率计算53有功功率增益校准53有功功率失调校准54有功功率计算的符号.
54有功电能计算.
54稳定负载下的积分时间55电能累计模式.
56线路周期有功电能累计模式.
56无功功率计算58总无功功率计算.
58基波无功功率计算58无功功率增益校准58无功功率失调校准58无功功率计算的符号.
59无功电能计算.
59稳定负载下的积分时间60电能累计模式.
61线路周期无功电能累计模式.
61视在功率计算62视在功率增益校准62视在功率失调校准62使用VNOM计算视在功率.
62视在电能计算.
63稳定负载下的积分时间64电能累计模式.
64线路周期视在电能累计模式.
64功率因数计算和总谐波失真计算.
65功率因数计算.
65总谐波失真计算.
66波形采样模式67电能频率转换68TERMSELx[2:0]位.
68CFxSEL[2:0]位68电能频率转换过程69ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page3of120使电能寄存器与CFx输出同步.
69各种累计模式下的电能寄存器和CFx输出.
70CFx数据路径中相功率之和的符号.
72空载条件.
73基于总有功/无功功率的空载检测73基于基波有功/无功功率的空载检测.
73基于视在功率的空载检测.
74中断.
75通过MCU使用中断.
76电源管理.
77DC-DC转换器.
77磁场抗扰度78上电程序.
79芯片组初始化.
79硬件复位.
80ADE7978/ADE7933/ADE7932芯片组软件复位81ADE7933/ADE7932软件复位.
81低功耗模式81应用信息.
82ADE7978和ADE7933/ADE7932用于三相电表.
82将ADE7978快速设置为电表.
85ADE7978与ADE7933/ADE7932之间的位流通信86ADE7978和ADE7933/ADE7932时钟87隔离寿命.
87布局布线指南.
88ADE7978和ADE7933/ADE7932评估板.
90ADE7978芯片版本.
90串行接口.
91串行接口选择.
91通信验证.
91I2C接口.
91SPI接口.
94HSDC接口.
96校验和寄存器.
98寄存器列表.
99外形尺寸.
118订购指南.
118修订历史2013年11月—修订版0:初始版ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page4of120概述ADE7978和ADE7933/ADE7932构成一个专用芯片组,将分流器用作电流传感器进行三相电能计量.
ADE7933/ADE7932是隔离式3通道Σ-Δ型模数转换器(ADC),适合采用分流电流传感器的三相电能计量应用.
ADE7932集成2个24位ADC,而ADE7933集成3个24位ADC.
使用分流器来检测电流时,其中一个通道专门用来测量该分流器上的电压.
该通道在3.
3kHz信号带宽内提供67dB信噪比(SNR).
最多两个额外的通道专用于测量电压,通常采用电阻分压器来检测电压.
这些通道在3.
3kHz信号带宽内提供75dB的SNR.
一个电压通道可用于测量芯片温度,测量时使用内部传感器.
ADE7933内置三个通道:一个电流通道和两个电压通道.
ADE7932内置一个电流通道和一个电压通道,其他方面与ADE7933相同.
ADE7933/ADE7932集成isoPower隔离式DC-DC转换器.
该DC-DC转换器基于ADI公司的iCoupler技术,在3.
3V输入电源下提供ADC第一级所需的稳压电源.
ADE7933/ADE7932无需外部DC-DC隔离模块.
ADC第一级和第二级之间的逻辑信号利用iCoupler芯片级变压器技术来隔离.
因此可提供小尺寸、完全隔离的解决方案.
ADE7933/ADE7932集成数字接口,专为实现与ADE7978的对接而设计.
通过该接口,ADE7978可访问ADC输出并配置ADE7933/ADE7932的设置.
ADE7933/ADE7932采用20引脚宽体SOIC无铅封装,具有增强的爬电性能.
ADE7978是一款高精度、三相电能计量IC,采用串行接口,并提供三路灵活的脉冲输出.
ADE7978最多可与四个ADE7933/ADE7932器件接口.
ADE7978包含所有必需的信号处理,可用于实现总(基波和谐波)有功/无功/视在电能测量和有效值计算,以及仅基波有功/无功电能测量和有效值计算.
一个固定功能数字信号处理器(DSP)负责实现这种信号处理.
ADE7978可测量各种三相四线、三相三线配置的有功/无功/视在电能,例如星形或三角形等.
ADE7978各相具有系统校准功能,可进行增益校准和可选失调校正.
相位补偿虽然可行,但是由于电流采用分流器进行检测,因而没有必要.
CF1、CF2和CF3逻辑输出可提供许多功率信息:总有功/无功/视在功率、电流有效值和值或基波有功/无功功率.
ADE7978提供电能质量测量,例如:短时低压或高压检测、短时高电流变化、线路电压周期测量以及相位电压与电流之间的角度等.
可使用两种串行接口(SPI和I2C)来与ADE7978通信.
专用高速数据采集(HSDC)端口可以与I2C配合使用,以访问ADC输出和实时功率信息.
ADE7978还有两个中断请求引脚IRQ0和IRQ1,用来指示一个使能的中断事件已经发生.
它采用28引脚LFCSP无铅封装.
请注意,在整篇数据手册中,多功能引脚(如SCLK/SCL)由整个引脚名称或引脚的单个功能表示;例如SCLK即表示仅与此功能相关.
ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page5of120功能框图HPFENBITHPFX2211LPFAPGAINAV1GAINAPHCALHPFAIGAINHPFENBITHPFENBITHPFCOMPUTATIONALBLOCKFORTOTALREACTIVEPOWERAPGAINAVAROSCOMPUTATIONALBLOCKFORFUNDAMENTALACTIVEANDREACTIVEPOWERAPGAINAFWATTOSAPGAINAFVAROSPHASEA,PHASEB,PHASECDATADFCCF1DEN:DFCCF2DEN:DFCCF3DEN:151413CF1CF2CF3/HSCLKPORLDO222120VDDGNDLDO23DGND12RESETAV2GAINATEMPAV2RMSATGAINATEMPOSSELECTIONBITVB/TEMPSENSOR27AV2RMSOSATEMP0TEMPCO1AIRMSOSX2AVRMSLPFX2AIRMSLPFAVRMSOSAPGAINAWATTOSLPFACTIVE/REACTIVE/APPARENTTOTALENERGIESANDVOLTAGE/CURRENTRMSCALCULATIONFORPHASEB(SEEPHASEAFORDETAILEDDATAPATH)ACTIVE/REACTIVE/APPARENTTOTALENERGIESANDVOLTAGE/CURRENTRMSCALCULATIONFORPHASEC(SEEPHASEAFORDETAILEDDATAPATH)DIGITALSIGNALPROCESSORSPIORI2CANDHSDC17SCLK/SCL19MOSI/SDA18MISO/HSD16SS/HSA11IRQ110IRQ026ZX/DREADY25XTALIN24XTALOUT1VT_B2DATA_B4CLKOUT5SYNC6VT_C7DATA_C8VT_N9DATA_N27VT_A28DATA_A3RESET_ENDIGITALBLOCKX2LPFHPFENBITHPFNIGAINNIRMSTEMPCONIRMSOSNTEMPNTEMP01ADE797811116-002图2.
ADE7978功能框图ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page6of120DATASYNCEMI_CTRLV2/TEMPADCCLOCKLDOIMV1PV2PVMREFADCLDOIPGNDISODIGITALBLOCKANDADE7978INTERFACEXTAL2XTAL1GNDVDDISOGNDISOPOWERISOLATIONVDDGNDDATADATACLOCK1283456710919201218171615141311ADCISOLATIONBARRIERTEMPSENSORVREFRESET_ENDATAISOLATION11116-003ADE7933图3.
ADE7933功能框图DATASYNCEMI_CTRLV2/TEMPADCCLOCKLDOIMV1PV2PVMREFADCLDOIPGNDISODIGITALBLOCKANDADE7978INTERFACEXTAL2XTAL1GNDVDDISOGNDISOPOWERISOLATIONVDDGNDDATADATACLOCK1283456710919201218171615141311ADCISOLATIONBARRIERTEMPSENSORVREFRESET_ENDATAISOLATION11116-004ADE7932图4.
ADE7932功能框图ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page7of120表1.
参数1,2最小值典型值最大值单位测试条件/注释ADE7978/ADE7933/ADE7932有功电能测量测量误差(每相)总有功电能0.
1%在500:1的动态范围内,功率因数(PF)=1,仅增益补偿0.
2%在2000:1的动态范围内,PF=1基波有功功率0.
1%在500:1的动态范围内,PF=1,仅增益补偿0.
2%在2000:1的动态范围内,PF=1交流电源抑制VDD=3.
3V+120mVrms(50Hz/100Hz时),IP=6.
25mVrms,V1P=V2P=100mVrms输出频率变化0.
01%直流电源抑制VDD=3.
3V±330mVdc,IP=6.
25mVrms,V1P=V2P=100mVrms输出频率变化0.
01%总有功电能测量带宽3.
3kHz无功电能测量测量误差(每相)总无功功率0.
1%在500:1的动态范围内,PF=0,仅增益补偿0.
2%在2000:1的动态范围内,PF=0基波无功功率0.
1%在500:1的动态范围内,PF=0,仅增益补偿0.
2%在2000:1的动态范围内,PF=0交流电源抑制VDD=3.
3V+120mVrms(50Hz/100Hz时),IP=6.
25mVrms,V1P=V2P=100mVrms输出频率变化0.
01%直流电源抑制VDD=3.
3V±330mVdc,IP=6.
25mVrms,V1P=V2P=100mVrms输出频率变化0.
01%总无功电能测量带宽3.
3kHz有效值测量测量带宽3.
3kHz电流有效值和电压有效值电压有效值测量误差0.
1%在500:1的动态范围内电流有效值测量误差0.
25%在500:1的动态范围内基波电压有效值测量误差0.
1%在500:1的动态范围内基波电流有效值测量误差0.
25%在500:1的动态范围内波形采样采样CLKIN/2048(16.
384MHz/2048=8kSPS)电流通道参见"波形采样模式"部分信噪比(SNR)67dB信纳比(SINAD)67dB总谐波失真(THD)85dB无杂散动态范围(SFDR)88dBFS技术规格系统规格,ADE7978和ADE7933/ADE7932VDD=3.
3V±10%,GND=DGND=0V,ADE7978XTALIN=16.
384MHz,TMIN至TMAX=40°C至+85°C,TTYP=25°C.
Rev.
0|Page8of120电压通道信噪比(SNR)75dB信纳比(SINAD)74dB总谐波失真(THD)81dB无杂散动态范围(SFDR)81dBFS3dB带宽3.
3kHz相位信号之间的时间间隔测量误差0.
3度线路频率=45Hz至65Hz,HPF开启CF1、CF2、CF3脉冲输出最大输出频率68.
8kHzWTHR=VARTHR=VATHR=3,CFxDEN=1,满量程电流和电压,PF=1,仅单相占空比50%CF1、CF2或CF3频率大于6.
25Hz,CFxDEN为偶数且大于1(1+1/CFxDEN)*50%CF1、CF2或CF3频率大于6.
25Hz,CFxDEN为奇数且大于1低电平有效脉冲宽度80msCF1、CF2或CF3频率小于6.
25Hz抖动0.
04%CF1、CF2或CF3频率等于1Hz,标称相电流大于满量程的10%参数1,2最小值典型值最大值单位测试条件/注释1参见"典型性能参数"部分.
2有关参数定义,请参见"术语"部分.
ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page9of120表2.
时钟输入所有规格CLKIN=16.
384MHz输入时钟频率CLKIN16.
2216.
38416.
55MHz最小值=16.
384MHz1%;最大值=16.
384MHz+1%XTALIN逻辑输入输入高电压VINH2.
4V输入低电压VINL0.
8VXTALIN总电容340pFXTALOUT总电容340pF时钟输出CLKOUT引脚的输出时钟频率4.
096MHz占空比50%输出高电压VOH2.
4VISOURCE4.
8mA输出低电压VOL0.
4VISINK4.
8mA逻辑输入—MOSI/SDA、SCLK/SCL、SS/HSA、DATA_A、DATA_B、DATA_C、DATA_N输入高电压VINH2.
4VVDD=3.
3V±10%输入电流IIN240nA输入电压=VDD=3.
3V输入低电压VINL0.
8VVDD=3.
3V±10%输入电流IIN5180nA输入电压=0V,VDD=3.
3V输入电容CIN10pF逻辑输入—复位输入高电压VINH2.
4VVDD=3.
3V±10%输入电流IIN80160nA输入电压=VDD=3.
3V输入低电压VINL0.
8VVDD=3.
3V±10%输入电流IIN8+11A输入电压=0V,VDD=3.
3V输入电容CIN10pF逻辑输出—IRQ0、IRQ1、MISO/HSD、CLKOUT、SYNC、VT_A、VT_B、VT_C、VT_N、ZX/DREADY、RESET_ENVDD=3.
3V±10%输出高电压VOH2.
4VVDD=3.
3VISOURCE4.
8mA输出低电压VOL0.
4VVDD=3.
3V±10%ISINK4.
8mACF1、CF2、CF3/HSCLK输出高电压VOH2.
4VVDD=3.
3V±10%ISOURCE8mA输出低电压VOL0.
4VVDD=3.
3V±10%ISINK8.
5mA电源额定性能VDD引脚2.
973.
63V最小值=3.
3V10%;最大值=3.
3V+10%IDD10.
615.
5mAADE7978规格VDD=3.
3V±10%,GND=DGND=0V,XTALIN=16.
384MHz,TMIN至TMAX=40°C至+85°C,TTYP=25°C.
参数1,2最小值典型值最大值单位测试条件/注释1参见"典型性能参数"部分.
2有关参数定义,请参见"术语"部分.
3XTALIN/XTALOUT总电容指各引脚上的净电容.
各电容等于引脚的寄生电容与连接在引脚和GND之间的陶瓷电容之和.
更多信息参见ADE7978和ADE7933/ADE7932时钟部分.

ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page10of120表3.
标准模式快速模式参数符号最小值最大值最小值最大值单位SCL时钟频率fSCL01000400kHz起始和重复起始条件的保持时间tHD;STA4.
00.
6SCL时钟低电平周期tLOW4.
71.
3sSCL时钟高电平周期tHIGH4.
00.
6s重复起始条件的建立时间tSU;STA4.
70.
6s数据保持时间tHD;DAT03.
4500.
9s数据建立时间tSU;DAT250100nsSDA和SCL信号的上升时间tR100020300nsSDA和SCL信号的下降时间tF30020300ns停止条件的建立时间tSU;STO4.
00.
6s停止条件和起始条件之间的总线空闲时间tBUF4.
71.
3s尖峰抑制脉冲宽度tSPN/A150nstFtRtHD;DATtHD;STAtHIGHtSU;STAtSU;DATtFtHD;STAtSPtSU;STOtrtBUFtLOWSDASCLSTARTCONDITIONREPEATEDSTARTCONDITIONSTOPCONDITIONSTARTCONDITION11116-005图5.
I2C接口时序I2C接口时序参数VDD=3.
3V±10%,GND=DGND=0V,XTALIN=16.
384MHz,TMIN至TMAX=40°C至+85°C.
1N/A表示不适用.
ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page11of120表4.
符号参数最小值最大值单位SS至SCLK边沿tSS50nsSCLK周期0.
440001SCLK低电平脉冲宽度tSL175nsSCLK高电平脉冲宽度tSH175nsSCLK边沿之后数据输出有效时间ttDAV130nsSCLK边沿之前数据输入建立时间tDSU100nsSCLK边沿之后数据输入保持时间DHD50ns数据输出下降时间tDF20ns数据输出上升时间tDR20nsSCLK上升时间tSR20nsSCLK下降时间tSF20nsSS上升沿之后MISO禁用时间tDISSCLK边沿之后SS高电平时间tSFS100nsMSBLSBLSBININTERMEDIATEBITSINTERMEDIATEBITStSFStDIStSStSLtDFtSHtDHDtDAVtDSUtSRtSFtDRMSBINMOSIMISOSCLKSS11116-006图6.
SPI接口时序SPI接口时序参数VDD=3.
3V±10%,GND=DGND=0V,XTALIN=16.
384MHz,TMIN至TMAX=40°C至+85°C.
1通过设计保证.
ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page12of120表5.
参数符号最小值最大值单位HSA至HSCLK边沿tSS0nsHSCLK周期125nsHSCLK低电平脉宽tSL50nsHSCLK高电平脉宽tSH50nsHSCLK边沿之后数据输出有效时间tDAV40ns数据输出下降时间tDF20ns数据输出上升时间tDR20nsHSCLK上升时间tSR10nsHSCLK下降时间tSF10nsHSA上升沿之后HSD禁用时间tDIS5nsHSCLK边沿之后HSA高电平时间tSFS0nsMSBLSBINTERMEDIATEBITStSFStDIStSStSLtDFtSHtDAVtSRtSFtDRHSDHSCLKHSA11116-007图7.
HSDC接口时序2mAIOL800AIOH1.
6VTOOUTPUTPINCL50pF11116-009图8.
时序规格的负载电路HSDC接口时序参数VDD=3.
3V±10%,GND=DGND=0V,XTALIN=16.
384MHz,TMIN至TMAX=40°C至+85°C.
ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page13of120表6.
参数1最小值典型值最大值单位测试条件/注释模拟输入伪差分信号电压范围IP和IM引脚之间31.
25+31.
25mVpeakIM引脚连接到GNDISOV1P和VM引脚之间以及V2P和VM引脚之间500+500mVpeakV1P和VM引脚之间以及V2P和VM引脚之间的伪差分输入,VM引脚连接到GNDISO最大VM和IM电压25+25mV串扰90dBIP和IM输入设为0V(GNDISO),V1P和V2P输入为满量程105dBV2P或V1P及VM输入设为0V(GNDISO),IP和V1P或V2P输入为满量程至GNDISO的输入阻抗(DC)IP、IM、V1P和V2P引脚480kVM引脚280k电流通道ADC失调误差2mV电压通道ADC失调误差35mVV2通道仅适用于ADE7933ADC失调温漂500+500ppm/°C仅V1通道增益误差4+4%增益温漂135+135ppm/°C电流通道65+65ppm/°CV1和V2通道交流电源抑制90dBVDD=3.
3V+120mVrms(50Hz/100Hz使),IP=V1P=V2P=GNDISO直流电源抑制80dBVDD=3.
3V±330mVdc,IP=6.
25mVrms,V1P=V2P=100mVrms温度传感器精度±5°C时钟输入所有规格XTAL1=4.
096MHz输入时钟频率,XTAL13.
64.
0964.
21MHzXTAL1占空比455055%如果ADE7933/ADE7932不与ADE7978一起使用,则适用这些值XTAL1逻辑输入输入高电压VINH2.
4V输入低电压VINL0.
8VXTAL1总电容240pFXTAL2总电容240pF逻辑输入—SYNC、V2/TEMP、RESET_EN、EMI_CTRL输入高电压VINH2.
4V输入低电压VINL0.
8V输入电流IIN15nA输入电容CIN10pF逻辑输出—数据输出高电压VOH2.
5VISOURCE=800A输出低电压VOL0.
4VISINK=2mAADE7933/ADE7932规格VDD1=3.
3V±10%,GND=0V,片内基准电压源,XTAL1=4.
096MHz,TMIN至TMAX=40°C至+85°C,TTYP=25°C.
ADE7978提供的标称值;如果ADE7933/ADE7932不与ADE7978一起使用,则适用最小值和最大值ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page14of120参数1最小值典型值最大值单位测试条件/注释电源额定性能VDD引脚2.
973.
63V最小值=3.
3V10%;最大值=3.
3V+10%IDD12.
519mA50ACONFIG3寄存器中的位6(CLKOUT_DIS)和位7(ADE7933_SWRST)设为1表7.
ULCSAVDEUL1577器件认可程序认可1CSA元件验收通知#5A批准DINVVDEV0884-10(VDEV0884-10)认证:2006-122单一保护,5000Vrms隔离电压基本绝缘符合IEC61010-1标准,400Vrms(564V峰值)最大工作电压加强绝缘,846V峰值隔离和安全相关特性表8.
安全相关的关键尺寸和材料特性参数符号数值单位测试条件/注释额定电介质隔离电压5000Vrms持续1分钟最小外部气隙(间隙)L(I01)8.
3mm最小外部爬电距离L(I02)8.
3mm测量输入端至输出端,沿壳体最短距离最小内部间隙0.
017minmm隔离距离漏电阻抗(相对漏电指数)CTI>600VIEC60112隔离组II材料组DINVDE0110,1/89,表11有关参数定义,请参见"术语"部分.
2XTAL1/XTAL2总电容指各引脚上的净电容.
各电容等于引脚的寄生电容与连接在引脚和GND之间的陶瓷电容之和.
更多信息参见ADE7978和ADE7933/ADE7932时钟部分.
法规认证(申请中)ADE7933/ADE7932正在申请表7所列机构的认可.
关于特定交叉隔离波形和绝缘水平下的推荐最大工作电压的更多信息,请参阅表12和"隔离寿命"部分.
1依据UL1577,每个ADE7933/ADE7932都经过1秒钟绝缘测试电压≥6000Vrms的验证测试(漏电流检测限值为10μA).
2依据DINVVDEV0884-10(VDEV0884-10):2006-12,每个ADE7933/ADE7932都经过1秒钟绝缘测试电压≥1,590V峰值的验证测试(局部放电检测限值为5pC).
器件标识中的星号(*)表示通过DINVVDEV0884-10(VDEV0884-10):2006-12认证.
测量距离从输入端至输出端,沿PCB安装层的空气最短距离,作为PCB布局的辅助手段ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page15of120表9.
说明测试条件/注释符号特性单位DINVDE0110装置分类额定电源电压≤150VrmsI至IV额定电源电压≤300VrmsI至IV额定电源电压≤400VrmsI至III环境分类40/105/21污染度(DINVDE0110,表1)2最大工作绝缘电压VIORM846V峰值输入至输出测试电压,方法B1VIORM*1.
875=Vpd(m),100%生产测试,tini=tm=1秒,局部放电1093.
000.
51.
01.
52.
02.
5020015010050SAFELIMITINGPOWER(W)AMBIENTTEMPERATURE(C)11116-010图9.
热减额曲线,依据DINEN60747-5-2获得的安全限值与壳温的关系DINVVDEV0884-10(VDEV0884-10):2006-12隔离特性ADE7933/ADE7932适合安全限制数据范围内的加强电气隔离.
通过保护电路保持安全数据.
ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page16of120表10.
参数额定值ADE7978VDD至GND0.
3V至+3.
7V数字输入电压至DGND0.
3V至VDD+0.
3V数字输出电压至DGND0.
3V至VDD+0.
3VADE7933/ADE7932VDD至GND0.
3V至+3.
7V模拟输入电压至GNDISO、IP、IM、V1P、V2P、VM2V至+2V基准输入电压至GNDISO0.
3V至VDD+0.
3V数字输入电压至GND0.
3V至VDD+0.
3V数字输出电压至GND0.
3V至VDD+0.
3V共模瞬变1100kV/s至+100kV/s工作温度工业范围40°C至+85°C存储温度范围65°C至+150°C引脚温度(焊接,10秒)2ADE7978300°CADE7933/ADE7932260°C表11.
热阻封装类型θJAθJC单位28引脚LFCSP(ADE7978)29.
31.
8°C/W20引脚SOIC(ADE7933/ADE7932)48.
06.
2°C/W表12.
ADE7933/ADE7932支持最短50年寿命的最大连续工作电压1参数最大值单位适用认证交流电压,双极性波形564V峰值所有认证,50年使用寿命直流电压基本绝缘600V峰值ESD警告ESD(静电放电)敏感器件.
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电.
尽管本产品具有专利或专有保护电路,但在遇到高能量ESD时,器件可能会损坏.
因此,应当采取适当的ESD防范措施,以避免器件性能下降或功能丧失.
绝对最大额定值除非另有说明,TA=25°C.
1指隔离栅上的共模瞬变.
超过绝对最大额定值的共模瞬变可能导致闩锁或永久损坏.
2ADI公司建议RoHS兼容器件焊接使用的回流焊温度曲线应符合JEDECJ-STD20.
有关该标准的最新版本,请参见JEDEC.
注意,超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏.
这只是额定最值,并不能以这些条件或者在任何其他超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下,推断器件能否正常工作.
长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性.
热阻θJA和θJC针对最差条件,即器件焊接在电路板上以实现表贴封装.
1指隔离栅上的连续电压幅度.
更多信息参见"隔离寿命"部分.
ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page17of120引脚配置和功能描述1VT_B2DATA_B3RESET_EN4CLKOUT5SYNC6VT_C7DATA_C17SCLK/SCL18MISO/HSD19MOSI/SDA20GND21VDD16SS/HSA15CF3/HSCLK8N_TV9DTAN_A010QRI111QRI21TESER311FC412FC42XTTUOLA52XTNILA62DAERD/XZY72_TVA82DTA_AA32DNGD22ODLADE7978TOPVIEW(NottoScale)NOTES1.
CREATEASIMILARPADONTHEPCBUNDERTHEEXPOSEDPAD.
SOLDERTHEEXPOSEDPADTOTHEPADONTHEPCBTOCONFERMECHANICALSTRENGTHTOTHEPACKAGE.
CONNECTTHEPADSTODGNDANDGND.
11116-011图10.
引脚配置(ADE7978)ADE7978/ADE7933/ADE7932表13.
ADE7978引脚功能描述引脚编号引脚名称说明1VT_B2DATA_B3RESET_EN4CLKOUT4.
096MHz输出时钟信号.
此引脚连接到ADE7933/ADE7932器件的XTAL1引脚.
5SYNC6VT_C7DATA_C8VT_N9DATA_N10,11IRQ0,IRQ1中断请求输出.
这些引脚都是低电平有效逻辑输出.
有关可触发中断的事件信息,参见"中断"部分.
12RESET复位输入,低电平有效.
要触发硬件复位,此引脚应保持低电平至少10s(参见"硬件复位"部分).
13,14,15CF1,CF2,CF3/HSCLK16SS/HSASPI端口的从机选择/HSDC端口有效.
17SCLK/SCL选择B相ADE7933/ADE7932的第二电压输入(V2P)或温度测量.
此引脚连接到B相ADE7933/ADE7932的V2/TEMP引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测B相(例如三相三线三角形配置),此引脚应保持不连接.
接收来自B相ADE7933/ADE7932的位流.
此引脚连接到B相ADE7933/ADE7932的DATA引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测B相(例如三相三线三角形配置),此引脚应连接到VDD.
复位输出使能.
此引脚连接到ADE7933/ADE7932器件的RESET_EN引脚.
ADE7978使用此引脚复位ADE7933/ADE7932器件(参见"硬件复位"部分).
时钟输出(1.
024MHz).
此引脚是与ADE7933/ADE7932器件串行通信所用的时钟.
此引脚连接到ADE7933/ADE7932器件的SYNC引脚.
选择C相ADE7933/ADE7932的第二电压输入(V2P)或温度测量.
此引脚连接到C相ADE7933/ADE7932的V2/TEMP引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测C相,此引脚应保持不连接.

接收来自C相ADE7933/ADE7932的位流.
此引脚连接到C相ADE7933/ADE7932的DATA引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测C相,此引脚应连接到VDD.
选择零线ADE7933/ADE7932的第二电压输入(V2P)或温度测量.
此引脚连接到零线ADE7933/ADE7932的V2/TEMP引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测零线,此引脚应保持不连接.

接收来自零线ADE7933/ADE7932的位流.
此引脚连接到零线ADE7933/ADE7932的DATA引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测零线,此引脚应连接到VDD.
校准频率(CF)逻辑输出.
这些输出提供功率信息,可以在正常工作和校准时使用.
CF3可以和HSDC端口的串行时钟输出复用.
SPI端口的串行时钟输入/I2C端口的串行时钟输入.
此引脚具有施密特触发输入,可以与光隔离器输出等具有较慢边沿转换时间的时钟源配合使用.
此引脚的默认功能为SCL.
Rev.
0|Page18of12018MISO/HSDSPI端口的数据输出/HSDC端口的数据输出.
19MOSI/SDASPI端口的数据输入/I2C端口的数据输出.
此引脚的默认功能为SDA.
20GND输入电路的接地基准.
21VDD22LDO23DGND数字电路的接地基准.
24XTALOUT25XTALIN26ZX/DREADY27VT_A28DATA_AEPExposedPad引脚编号引脚名称说明接收来自A相ADE7933/ADE7932的位流.
此引脚连接到A相ADE7933/ADE7932的DATA引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测A相,此引脚应连接到VDD.
应在裸露焊盘下方的PCB上创建一个相似的焊盘,然后将裸露焊盘焊接到PCB上的焊盘,以将其机械强度赋予封装.
这些焊盘连接到DGND和GND.
数字低压差(LDO)稳压器的1.
8V输出.
用一个4.
7F电容和一个100nF陶瓷电容并联将此引脚去耦.
不要将外部有源电路连接至此引脚.
电源电压.
此引脚提供电源电压.
额定工作条件下,应将电源电压维持在3.
3V±10%.
用一个10F电容和一个100nF陶瓷电容并联将此引脚去耦到GND.
此引脚和XTALIN引脚上可连接一个最大驱动功率为0.
5mW、等效串联电阻(ESR)为20Ω的晶体,以便为ADE7978提供时钟源.
主时钟.
可以通过此逻辑输入提供外部时钟.
或者,XTALIN和XTALOUT上可连接一个最大驱动功率为0.
5mW、等效串联电阻(ESR)为20Ω的晶体,以便为ADE7978提供时钟源.
额定工作性能要求的时钟频率为16.
384MHz.
更多信息参见ADE7978和ADE7933/ADE7932时钟部分.
过零(ZX)输出引脚.
ZX引脚在所选相电压过零的趋正边沿变为高电平,在过零的趋负边沿变为低电平(更多信息参见"过零检测"部分).
DREADY是低电平有效信号,在STATUS0寄存器的位17(DREADY)置1后约70ns时产生.
此引脚的频率为8kHz,每个周期保持低电平10s.
此引脚的默认功能为DREADY.
选择A相ADE7933/ADE7932的第二电压输入(V2P)或温度测量.
此引脚连接到A相ADE7933/ADE7932的V2/TEMP引脚.
如果不使用ADE7933/ADE7932来检测A相,此引脚应保持不连接.

ADE7978/ADE7933/ADE7932Rev.
0|Page19of120ADE7932/ADE7933TOPVIEW(NottoScale)VDDISO1GNDISO2V2P3V1P4GND20VDD19EMI_CTRL18V2/TEMP17VM5RESET_EN16IM6DATA15IP7XTAL214LDO8XTAL113REF9SYNC12GNDISO10GND1111116-012图11.
引脚配置(ADE7933/ADE7932)表14.
ADE7933/ADE7932引脚功能描述1VDDISO2,10GNDISO隔离副边的接地基准.
此引脚为所有模拟电路提供接地基准.
所有模拟电路都应使用此无噪声接地基准.
3,4,5V2P,V1P,VM6,7IM,IP8LDO9REF11,20GND主接地基准.
12SYNC13XTAL114XTAL215DATA16RESET_EN17V2/TEMP隔离副边电源电压.
通过该引脚可以使用3.
3V片内隔离电源.
不要将外部有源电路连接至此引脚.
用一个10F电容和一个0.
1F陶瓷电容并联将此引脚去耦.
模拟低压差(LDO)稳压器的2.
5V输出.
用一个4.
7F电容和一个100nF陶瓷电容并联将此引脚去耦到GNDISO(引脚10).
不要将外部有源电路连接至此引脚.
电压通道的模拟输入.
这些通道与电压传感器配合使用,在本数据手册中称为电压通道.
这些输入都是伪差分电压输入,对于额定操作,最大信号电平为VM±0.
5V.
这些引脚配合相关的输入电路使用,如图34所示.
仅ADE7933提供第二电压通道(V2P).
如果ADE7933上的V1P或V2P引脚不使用,应将其连接到VM引脚.
对于ADE7932,V2P引脚必须连接到VM引脚.
电流通道的模拟输入.
此通道与分流器配合使用,在本数据手册中称为电流通道.
这些输入都是伪差分电压输入,最大差分电平为±31.
25mV.
这些引脚配合相关的输入电路使用,如图34所示.
基准电压源.
通过该引脚可以使用片内基准电压.
片内基准电压源的标称值为1.
2V.
用一个4.
7F电容和一个100nF陶瓷电容并联将此引脚去耦到GNDISO(引脚10).
同步引脚.
ADE7978产生的4.
096MHz时钟信号用于ADE7933/ADE7932和ADE7978之间的串行通信.
ADE7933/ADE7932SYNC引脚连接到ADE7978的SYNC引脚.
主时钟.
此引脚连接到ADE7978CLKOUT引脚.
额定工作性能要求的时钟频率为4.
096MHz.
ADE7933/ADE7932和ADE7978用作芯片组时,ADE7933/ADE7932必须与ADE7978同步工作,因此,ADE7933/ADE7932的XTAL1引脚必须连接到ADE7978的CLKOUT引脚.
如果ADE7933/ADE7932用作独立芯片,XTAL1和XTAL2上可连接一个最大驱动功率为0.
5mW、ESR为20Ω的晶体,以便为ADE7933/ADE7932提供时钟源.
额定工作性能要求的时钟频率为4.
096MHz,但可以使用最低为3.
6MHz的频率.
更多信息参见ADE7978和ADE7933/ADE7932时钟部分.
如果ADE7933/ADE7932与ADE7978一起使用,此引脚应保持开路.
如果ADE7933/ADE7932用作独立芯片,XTAL1和XTAL2上可连接一个最大驱动功率为0.
5mW、ESR为20Ω的晶体,以便为ADE7933/ADE7932提供时钟源.
用于与ADE7978通信的数据输出.
DATA引脚应连接到ADE7978的以下引脚之一:DATA_A、DATA_B、DATA_C或DATA_N.
A相ADE7933/ADE7932的DATA引脚连接到ADE7978的DATA_A引脚,依此类推.
复位输入使能,低电平有效.
将RESET_EN引脚设为低电平,并以4.
096MHz的频率将V2/TEMP引脚切换4次,即可复位ADE7933/ADE7932.
当此引脚和V2/TEMP引脚设为高电平时,复位结束(参见"硬件复位"部分).
此输入引脚选择要在ADE7933的第二电压通道上转换的信号.
(在ADE7932中,第二电压通道始终转换温度传感器.
)此引脚为高电平时,检测电压输入V2P;此引脚为低电平时,测量温度传感器.
V2/TEMP引脚也用于ADE7933/ADE7932复位程序.
对于ADE7933和ADE7932,V2/TEMP引脚必须连接到ADE7978的以下引脚之一:VT_A、VT_B、VT_C或VT_N.
A相ADE7933/ADE7932的V2/TEMP引脚连接到ADE7978的VT_A引脚,依此类推.
更多信息参见"第二电压通道"和"温度测量"部分.