2.1 CS5460A功能概述
CS5460A是一个包含有两个△∑模一数转换器(ADC)、高速电能计算功能和一个串行接口的高集成△∑模一数转换器。它可以精确测量和计算有功电能、瞬时功率、IRMS和VRMS,可用于研制开发单相二线或三线电表。CS5460A可以使用低成本的分流器或电流互感器来测量电流,而使用分压电阻或电压互感器测量电压。CS5460A具有与微控制器通讯的双向串口。芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比。此外,CS5460A还具有方便的片上AC/DC系统校准功能。“自引导”的特点使CS5460A能独自工作,可在系统上电后自动初始化。在自引导模式,CS5460A可从一个外部:EEPROM中读取校准数据和启动指令。使用该模式时,CS5460A在工作时不需要外加微控制器,因此,当电表用于大批量住宅电能测量时,可降低电表的成本。
CS5460A可以提供瞬时电压/电流,功率数据采样以及有功能量、IRMS、VRMS的周期计算结果。为适应低价测量应用,CS5460A也能在给定引脚上输出脉冲串,其输出的脉冲数与有功能量寄存器的数值成正比。同时,CS5460A还专为功率测量进行了优化,非常适合与分流器或电流互感器相连来测量电流:或与分压电阻或电压互感器相连来测量电压。为适应不同电平的输入电压,其电流通道集成有一个增益可编程的放大器(PGA),从而使输入电平满量程可选择为±250 mVRMS或±50 mV RMS。电压通道的PGA可适应±250mV的输入电压范围。对于VA+和VA-两端接单+5V电源的情况.两个通道的差模输入引脚间所加的共模信号电压为-0.25 V到+5 V。另外,设计时可以在某一个信道或两个信道实现双端差模输入,此时,输入信号的共模电压加在AGND上。
CS5460A每通道都有一个高速数字滤波器,可将两个△∑调制器的输出衰减10倍并积分。滤波器以(MCLK/K)/1024的字输出速率(OWR)输出24位数据。为了方便与外部微控制器的通讯,CS5460A还集成有一个简单的三线串行接口,该串口与SPPM和MicrowireTM标准兼容。串口的串行时钟(SCL)和RESET引脚内包含的一个施密特触发器,允许使用上升速度较慢的信号。
CS5460A特性如下:
◇电能数据的线性度在1000∶1动态范围内为±0.1%:
◇片内可以测量电能(有功)、I*V、IRMS和VRMS,并具有电能一脉冲转换功能;
◇可以从串行EEPROM智能“自引导”,不需要微控制器:
◇可AC或DC系统校准:
◇具有机械计度器/步进电机驱动器:
◇符合IEC687/1036,JIS工业标准;
◇功耗<12mW:
◇带有优化的分流器接口:
◇具有V对I的相位补偿:
◇单电源地参考信号
◇片内带有2.5 V参考电压(最大温漂60ppm/℃);
◇有简单的三线数字符串行接口和看门狗定时器:
◇内带电源监视器:
◇电源配置为VA+=+5 V;VA-=0V;VD+=+3.3V~+5 V
图2所示为CS5460A在单电源单相二线系统的功率测量方案电路图。该电路可用监控电源线电流的电阻分流器联接在电源的火线端。