原创 电能计量芯片ADE7755简介、工作原理

电能计量芯片ADE7755

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1、ADE7755与AD7755的区别

ADE7755是AD7755的增强版，解决了AD7755的F1、F2与CF端输出不同步以及低功率下无输出的问题。也即AD7755在负载在8-13mA时F1、F2无输出而CF有输出，在小于8mA的负载下两者均无输出，造成较大计量误差。两者在其他方面基本没有差别，先AD7755已经停产，ADE7755的数据手册基本沿用以前的AD7755，略有改动而已。

2、ADE7755特性

高准确度，满足50Hz/60Hz IEC 687/1036标准要求，在500：1的动态范围内误差小于0.1%；

有功功率平均值从ADE7755的F1，F2以频率的形式输出；

有功功率瞬时值从CF以较高的频率方式输出；CF与F1/F2输出引脚与AD7755兼容；

逻辑输出引脚REVP指示负功率或错线；

F1/F2能直接驱动计度器或步进电机；

电流通道的程控放大器（PGA）允许使用小阻值的分流电阻；

在环境和时间变化很大的情况小，采用拥有专利技术的模数转换器（ADC）以及数字信号处理器（DSP）依然可以保证较高的准确度；

片内设有电源监控电路，片内带有防潜动功能（空载阀值），带有能为外部电路提供基准的2.5V±8%片内基准（工业级典型值30ppm/℃）；

单电源5V供电，低功耗（典型值15mV），低成本CMOS工艺。

3、ADE7755简介

ADE7755是一种高准确度电能计量集成电路，其技术指标超过了IEC1036规定的准确性要求。

ADE7755只在模数转换器（ADC）与基准源中使用模拟电路，所有其他信号处理（如相乘舆滤波）都使用数字电路，这使ADE7755在恶劣的环境下依然能保持较高的准确度和长期稳定性。

ADE7755引脚F1和F2以较低频率形式输出有功功率平均值，能直接驱动机电式计度器或MCU接口。引脚CF以较高频率形式输出有功功率瞬时值，用于校验或与MCU接口。

ADE7755内部包含一个对AVdd电源引脚监控电路。当Avdd上升到4V之前，ADE7755一直保持在复位状态。当AVdd下降到4V以下，ADE7755也被复位，此时F1,F2和CF都没有输出。

内部相位匹配电路使电压和电流通道的相位始终是匹配的（45-65Hz范围内相位误差不大于±0.1度），无论通道1内的高通滤波器（HPL）是接通还是断开的。内部的空载阀值特性保证ADE7755在空载时没有潜动。

ADE7755是标准的SSOP24封装，分为商业级（后缀为A）与工业级（后缀为B）。A级与B级的区别仅在于基准源的温漂系数不同。

3、ADE7755工作原理

两个模数转换器（ADC）对来自电流和电压传感器的电压信号进行数字化，这两个ADC都是16位二阶Σ-Δ模数转换器，过采样速率达900kHz。ADE7755的模拟输入结构具有宽动态范围，大大简化了传感器接口（可与传感器直接连接），也简化了抗混叠滤波器的设计。电流通道中的程控放大器（PGA）进一步简化了传感器接口。电流通道中的高通滤波器（HPF）滤掉电流信号中的直流分量，从而消除了由于电压或电流失调所造成的有功功率计算上的误差。

有功功率是从瞬时功率信号推到计算出来的，瞬时功率信号时用电流和电压信号直接相乘得到的。为了得到有功功率分量（即直流分量），只要对瞬时功率信号进行低通滤波就可以了。

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上图示出了瞬时功率新好哦啊进行如何通过对瞬时功率信号进行低通滤波来获取有功功率，这个设计方案也能正确计算非正弦电流和电压波形在不同的功率因数情况下的有功功率。所有的信号处理都是由数字电路完成的，因此具有良好的温度和时间稳定性。

ADE7755的低频输出是通过对上述有功功率信息的累计产生，即在两个输出脉冲之间经过长时间的累加，因此输出频率正比于平均有功功率。当这个平均有功功率信息进一步被累加（例如通过计度器累加），就能获得电能计量信息。CF输出的频率较高，累加时间较短，因此CF的输出频率正比于瞬时有功功率，这对于在稳定负载条件下进行系统校验时很有用的，当然也可以进行进一步累加而获得电能计量信息。