基本信息

中文名稱ATT7022釋義一顆高精度三相電能專用計(jì)量芯片適用范圍三相三線和三相四線應(yīng)用 集成電路六路二階、數(shù)字信號(hào)處理等測量參數(shù)無功功率、視在功率、相角等參數(shù)接口一個(gè)SPI接口目錄1簡介2管腳說明3系統(tǒng)功能

折疊編輯本段簡介集成了六路二階sigma-delta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數(shù)以及頻率測量的數(shù)字信號(hào)處理等電路。能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功能量以及無功能量，同時(shí)還能測量各相電流、電壓有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)，充分滿足三相復(fù)費(fèi)率多功能電能表的需求。支持全數(shù)字域的增益、相位校正，即純軟件校表。有功、無功電能脈沖輸出CF1、CF2提供瞬時(shí)有功、無功功率信息，可以直接接到標(biāo)準(zhǔn)表，進(jìn)行誤差校正。詳細(xì)校表方法請(qǐng)參考第三部分校表方法 ?？梢詫?duì)基波有功、無功功率進(jìn)行測量，提供脈沖輸出CF3和CF4提供瞬時(shí)基波有功功率以及基波無功功率信息，可直接用于基波的校正。提供兩類視在能量輸出，RMS視在能量以及PQS視在能量，CF3和CF4也可被配置為視在能量脈沖輸出。 提供一個(gè)SPI接口，方便與外部MCU之間進(jìn)行計(jì)量參數(shù)以及校表參數(shù)的傳遞。折疊編輯本段管腳說明1 RESET 輸入 ATT7022B 復(fù)位管腳低電平有效內(nèi)部有 47K 上拉電阻

內(nèi)部結(jié)構(gòu)2 SIG 輸出 ATT7022B 上電復(fù)位或者異常原因重新啟動(dòng)時(shí)，SIG 將變?yōu)榈碗娖?。?dāng)外部 MCU 通過 SPI 寫入較表數(shù)據(jù)后，SIG 將立即變?yōu)楦唠娖?,4 V1P/V1N 輸入 A 相電流信道正，負(fù)模擬輸入引腳。完全差動(dòng)輸入方式，正常工作最大輸入 Vpp 為 ± 1.5V，兩個(gè)引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路,最大承受電壓為± 6V5 REFCAP 輸出 基準(zhǔn) 2.4V，可以外接;該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 0.1uF 電容進(jìn)行去耦6,7 V3P/V3N 輸入 B 相電流信道正，負(fù)模擬輸入引腳。完全差動(dòng)輸入管腳圖方式，正常工作最大輸入 Vpp 為 ± 1.5V，兩個(gè)引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路,最大承受電壓為± 6V8 AGND 電源 模擬電路(即ADC 和基準(zhǔn)源)的接地參考點(diǎn)9,10 V5P/V5N 輸入 C 相電流信道正，負(fù)模擬輸入引腳。完全差動(dòng)輸入方式，正常工作最大輸入Vpp為± 1.5V， 兩個(gè)引腳內(nèi)部都有ESD保護(hù)電路,最大承受電壓為± 6V11 REFOUT 輸出 基準(zhǔn)電壓輸出，用作外部信號(hào)的直流偏置12 AVCC 電源 該引腳提供 ATT7022B 模擬電路的電源，正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V ± 5%，為使電源的紋波和噪聲減小至最低程度，該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 0.1uF 電容進(jìn)行去耦13,14 V2P/V2N 輸入 A 相電壓信道的正、負(fù)模擬輸入引腳。完全差動(dòng)輸入方式，正常工作最大輸入 Vpp 為± 1.5V， 兩個(gè)引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路,最大承受電壓為± 6V15 AGND 電源 模擬電路(即ADC 和基準(zhǔn)源)的接地參考點(diǎn)16,17 V4P/V4N 輸入 B 相電壓信道的正、負(fù)模擬輸入引腳。完全差動(dòng)輸入方式，正常工作最大輸入 Vpp 為± 1.5V， 兩個(gè)引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路,最大承受電壓為± 6V18 AVCC 電源 該引腳提供 ATT7022B 模擬電路的電源，正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V ± 5%，為使電源的紋波和噪聲減小至最低程度，該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 0.1uF 電容進(jìn)行去耦19,20 V6P/V6N 輸入 C 相電壓信道的正、負(fù)模擬輸入引腳。完全差動(dòng)輸入方式正常工作最大輸入Vpp為± 1.5V， 兩個(gè)引腳內(nèi)部都有ESD保護(hù)電路,最大承受電壓為± 6V21，22 V7P/V7N 輸入 第七路 ADC的正、負(fù)模擬輸入引腳。完全差動(dòng)輸入方式，正常工作最大輸入Vpp為± 1.5V,兩個(gè)引腳內(nèi)部都有ESD保護(hù)電路,最大承受電壓為± 6V23 GND 電源 數(shù)字地引腳24 TEST 輸入 測試管腳，正常應(yīng)用接地。 內(nèi)有 47K 下拉電阻25 NC --- 不連接26 SEL 輸入 三相三線低電平，三相四線高電平選擇。 內(nèi)部 300K 上拉電阻27 CF1 輸出 有功電能脈沖輸出，其頻率反映合相平均有功功率的大小，常用于儀表有功功率的校驗(yàn)，也可以用作有功電能計(jì)量28 CF2 輸出 無功電能脈沖輸出，其頻率反映合相平均無功功率的大小，常用于儀表無功功率的校驗(yàn)也可以用作無功電能計(jì)量29 NC --- 不連接30 CF3 輸出 CF3:基波有功電能脈沖輸出，其頻率反映基波的合相平均有功功率的大小，常用于儀表基波有功功率的校驗(yàn)，也可以用作基波有功電能計(jì)量 CF3 也可配置為 RMS 視在電能脈沖輸出31 CF4 輸出 CF4:基波無功電能脈沖輸出,其頻率反映基波的合相平均無功功率的大小,常用于儀表基波無功功率的校驗(yàn),也可以用作基波無功電能計(jì)量。 CF4 也可配置為 PQS 視在電能脈沖輸出。32 NC --- 不連接33 VDD 電源 內(nèi)核電源輸出 3.0V。外接 10F 電容并聯(lián) 0.1uF電容進(jìn)行去耦34 VCC 電源 數(shù)字電源引腳;正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V ± 5%，該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 0.1uF 電容進(jìn)行去耦35 CS 輸入 SPI 片選信號(hào)，低電平有效，內(nèi)部上拉 200K 電阻36 SCLK 輸入 SPI 串行時(shí)鐘輸入(施密特)， 注意:上升沿放數(shù)據(jù)，下降沿取數(shù)據(jù)37 DIN 輸入 SPI 串行數(shù)據(jù)輸入(施密特)，內(nèi)部下拉 200K 電阻38 DOUT 輸出 SPI 串行數(shù)據(jù)輸出，CS 為高時(shí)高阻輸出39 VDD 電源 內(nèi)核電源輸出 3.0V。外接 10uF 電容并聯(lián) 0.1uF電容進(jìn)行去耦40 REVP 輸出 當(dāng)檢測到任意一相的有功功率為負(fù)時(shí)，輸出高電平;當(dāng)檢測到各相有功功率都為正時(shí)，該引腳的輸出又將復(fù)位到低電平41 VCC 電源 數(shù)字電源引腳;正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V ± 5%，該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 0.1uF 電容進(jìn)行去耦42 OSCI 輸入 系統(tǒng)晶振的輸入端或是外灌系統(tǒng)時(shí)鐘輸入晶振頻率為24.576MHz43 OSCO 輸出 晶振的輸出端44 GND 電源 數(shù)字地引腳折疊編輯本段系統(tǒng)功能折疊電源監(jiān)控電路電源特性ATT7022B片內(nèi)包含一個(gè)電源監(jiān)控電路，連續(xù)對(duì)模擬電源(AVcc)進(jìn)行監(jiān)控。電源電壓低于4V ± 5%時(shí)，芯片將被復(fù)位。這有利于電路上電和掉電時(shí)芯片的正確啟動(dòng)和正常工作。 電源監(jiān)控電路被安排在延時(shí)和濾波環(huán)節(jié)中， 這在最大程度上防止了由電源噪聲引發(fā)的錯(cuò)誤。為保證芯片正常工作應(yīng)對(duì)電源去耦，使AVcc的波動(dòng)不超過5V±5% 。折疊系統(tǒng)復(fù)位ATT7022B提供兩種復(fù)位方式:硬件復(fù)位和軟件復(fù)位。硬件復(fù)位通過外部引腳RESET完成，RESET引腳內(nèi)部有47K電阻上拉，所以正常工作時(shí)為高電平，當(dāng)RESET出現(xiàn)大于20us的低電平時(shí)，ATT7022B進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)RESET變?yōu)楦唠娖綍r(shí)ATT7022B將從復(fù)位狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。系統(tǒng)復(fù)位軟件復(fù)位通過SPI口完成，當(dāng)往SPI口寫入0xD3命令后，系統(tǒng)進(jìn)行一次復(fù)位，復(fù)位之后ATT7022B從初始狀態(tài)開始運(yùn)行。ATT7022B在復(fù)位狀態(tài)下SIG為高電平，當(dāng)ATT7022B從復(fù)位到工作狀態(tài)之后，大約經(jīng)過500us左右，SIG將從高電平變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)芯片開始進(jìn)入正常工作狀態(tài)，方可寫入校表數(shù)據(jù)，一旦寫入校表數(shù)據(jù)之后，SIG又會(huì)立刻變?yōu)楦唠娖健Ｕ郫B模數(shù)轉(zhuǎn)換ATT7022B片內(nèi)集成了6路16位的ADC，采用雙端差分信號(hào)輸入。輸入最大的正弦信號(hào)有效值是1v。建議將電壓通道Un對(duì)應(yīng)到ADC的輸入選在0.5v左右，而電流通道Ib時(shí)的ADC輸入選在0.1v左右。折疊電壓相序檢測ATT7022B可以對(duì)電壓的相序進(jìn)行檢測，三相四線與三相三線模式的電壓相序檢測依據(jù)不完全一樣。三相四線模式下電壓相序檢測按照A/B/C三相電壓的過零點(diǎn)順序進(jìn)行判斷，電壓相序正確的依據(jù)是當(dāng)A相電壓過零之后，B相電壓過零，然后才是C相電壓過零。否則電壓錯(cuò)序。另外只要當(dāng)A/B/C三相電壓中任何一相沒有電壓輸入時(shí)，ATT7022B也認(rèn)為是電壓錯(cuò)序。三相三線模式下電壓相序檢測按照A相電壓與C相電壓的夾角進(jìn)行判斷，當(dāng)A相電壓與C相電壓的夾角在300度左右時(shí)，才認(rèn)為電壓相序正常否則判斷電壓出現(xiàn)錯(cuò)序。電壓相序的標(biāo)志存放于狀態(tài)標(biāo)志寄存器SFlag中， SFlag 的Bit3為1表示A/B/C電壓出現(xiàn)錯(cuò)序， SFlag 的Bit3為0表示A/B/C電壓相序正確。折疊電流相序檢測ATT7022B可以對(duì)電流的相序進(jìn)行檢測電流相序檢測，按照A/B/C三相電流的過零點(diǎn)順序進(jìn)行判斷，電流相序正確的依據(jù)是當(dāng)A相電流過零之后，B相電流過零，然后才是C相電流過零。否則電流錯(cuò)序。另外只要當(dāng)A/B/C三相電流中任何一相電流丟失，ATT7022B也認(rèn)為是電流錯(cuò)序。電流相序的標(biāo)志存放于狀態(tài)標(biāo)志寄存器SFlag中， SFlag 的Bit4為1表示A/B/C電流出現(xiàn)錯(cuò)序， SFlag 的Bit4為0表示A/B/C電流相序正確。折疊功率方向判斷ATT7022B實(shí)時(shí)提供功率的方向指示，方便實(shí)現(xiàn)四象限功率計(jì)量。負(fù)功率指示REVP:當(dāng)檢測到三相中任意一相的有功功率為負(fù)，則REVP輸出高電平，直到下次檢測到所有相的有功功率都為正時(shí)，REVP才恢復(fù)為低電平。功率方向指示寄存器PFlag;用于指示A/B/C/合相的有功以及無功功率的方向。Bit0-3:分別表示A、B、C、合相的有功功率的方向，0表示為正，1表示為負(fù)。Bit4-7:分別表示A、B、C、合相的無功功率的方向，0表示為正，1表示為負(fù)。折疊失壓檢測ATT7022B可以根據(jù)設(shè)定的閾值電壓對(duì)A/B/C三相電壓是否失壓進(jìn)行判斷。閾值電壓可以通過失壓閾值設(shè)置寄存器FailVoltage進(jìn)行設(shè)定。ATT7022B上電復(fù)位后失壓閾值設(shè)置會(huì)根據(jù)當(dāng)前選擇的工作模式(三相三線/三相四線)默認(rèn)設(shè)置為不同的參數(shù)。在不對(duì)電壓有效值進(jìn)行校正時(shí)三相四線模式的失壓閾值在電壓通道輸入50mv左右，而三相三線模式的失壓閾值在電壓通道輸入300mv左右。如果對(duì)電壓有效值進(jìn)行了校正，則必須重新設(shè)定失壓閾值設(shè)置寄存器FailVoltage，設(shè)置方法參考失壓閾值設(shè)定部分。失壓狀態(tài)可以通過狀態(tài)標(biāo)志寄存器Sflag進(jìn)行表示。狀態(tài)標(biāo)志寄存器SFlag的Bit0/1/2=1時(shí)分別表示A/B/C三相電壓低于設(shè)定的閾值電壓;當(dāng)A/B/C三相電壓高于設(shè)定的閾值電壓時(shí)Bit0/1/2=0。