Компоненты для счетчиков ресурсов · 2019. 8. 2. · drv8801:...
Transcript of Компоненты для счетчиков ресурсов · 2019. 8. 2. · drv8801:...
Компоненты для счетчиков ресурсов
Юрий ЗахаровИнженер по применению ЭК
08.02.2012
Счетчик электроэнергии
Измерительные микросхемы
• Точность измерения выше 1%
• Вычисление активной мощности
• I, U, cosφ (опционально)
• Драйвер LCD (опционально)
• ПО от производителя
2 … 3 ΣΔ128 …160 LCD , до 120kBFE42xA, F42xA, FE42x2, F47x3, F471x3
MSP430AFE
2-phase
Память до256kB+
F67xx
4 ΣΔ 160 LCD, до 64kBF47x4
6 … 7 ΣΔ160 LCD, до 120kBRTC
1-phase
Время
Сте
пень
инт
егра
ции
Class 0.1 Exceeds IEC62053/ ANSI C12.20
Измерители от TI
F471xx
3× ΣΔ + ADC10 320 LCD , до 128kBНовые часы RTC с термокомпенсациейДо 3 UARTs
Оптимизированный по цене1 … 3 ΣΔ, до 16kB USART
MSP430™ |AFE2xx – 1 фаза
Serial Interfaces
Converters
Peripherals
Memory
Debug
Timers
Power & Clocking
Connectivity
Производительность• 16-bit RISC архитектура, 12 МГц• Сверх низкое энергопотребление
Особенности• Низкое напряжение питания 1.8-3.6V• Малое время пробуждения <1 μs• 3 независимых 24-битных ΣΔ АЦП• USART• 24-pin TSSOP (PW)
Преимущества• Оптимизированное по цене решение для
электросчетчиков и систем мониторинга электропитания измерений
• Точность измерения выше 0.1% в динамическом диапазоне 2400:1
• Самое низкое энергопотребление
Инструменты• Плата разработчика MSP-TS430PW24• Отладочная плата однофазного счетчика• Законченное ПО измерения для отладочной
платы
• 16-bit Multiplier• 15/16 bit Watch Dog Timer
• 3x Sigma Delta
16/8/4 kB Flash512/512/256 B RAM
Real Time JTAG / SBWEmbedded emulation
11 I/Os
Clock System:•High Frequency Crystal Osc•Digitally Controlled Osc (DCO)•VLOPower:•Power on Reset•Brownout Reset•Supply volt Supervisor
• 16 Bit Timer A with 3 Cap-comp regs
MSP430AFE2xxUltra Low Power16 – bit MCU
12MHz
• USART (UART,SPI)
Схема включения
UTXD0 UART or SPI
V1-/Vref(O)
SPI
Vref(I)
URXD0
XT2IN
XT2OUT
Analog to Digital
I In
V In
From utility
CT
V1+
I1+
I1-
I2+
I2-
N L
RSTVSS
VCC MSP430 AFE
Application interface
LOAD
V1-VREF
PULSE1
PULSE2
MSP430™ |F67xx – 1 фаза
Serial Interfaces
Converters
Peripherals
Memory
Debug
Timers
Power & Clocking
Connectivity
Производительность• 16-bit RISC архитектура, 25 МГц• Сверх низкое энергопотребление
Особенности• Низкое напряжение питания 1.8-3.6V• RTC с термокомпенсацией и выводом для
батарейного питания• 3 независимых 24-битных ΣΔ АЦП• LCD драйвер на 320 сегментов• 3 UARTs; eUSCI; ADC10; CRC16• 100-pin QFP (PZ); 80-pin QFP (PN)
Преимущества• Отдельный вывод напряжение питания для
RTC• Контроль тока нейтрали• SD24_B обеспечивает уменьшение
потребления на 50% во время измерения
Инструменты• Плата разработчика MSP-TS430PZ100• Отладочная плата однофазного счетчика• Законченное ПО измерения для отладочной
платы
• 32-bit Multiplier• 15/16 bit Watch Dog Timer
• 3x Sigma Delta• 10-bit ADC
128/96/64/48/32/16 kB Flash8/4/2/1kB RAM
Real Time JTAG / SBWEmbedded emulation
Boot Strap Loader
• 3 x eUSCI_A (UART,IrDA,SPI)
• 1 x eUSCI_B(SPI,I2C)
69 I/Os; 52 I/Os
Clock System:•Digital Freq Lock Loop•Internal Trmed LF Osc•External 32 KHz Clk•High Freq Crystal OscPower:•Power on Reset•Brownout Reset•Supply volt Supervisor•2 Aux. Power Supplies LDO
• 4x16 Bit Timer A with 2Cap-comp regs
• RTC w/ Backup Battery• 16-Bit basic Timer
MSP430F67xxUltra Low Power16-bit MCU
25MHz
MSP430™ |F471xx – 3 фазы
Serial Interfaces
Converters
Peripherals
Memory
Debug
Timers
Power & Clocking
Connectivity
Производительность• 16-bit RISC архитектура, 16 МГц• Сверх низкое энергопотребление
Особенности• Низкое напряжение питания 1.8-3.6V• RTC• До 7 независимых 16-битных ΣΔ АЦП• LCD драйвер на 160 сегментов• 4 USCI (UART, IrDA, SPI, I2C);• 100-pin LQFP
Преимущества• Богатая переферия• Высокая степень интеграции
Инструменты• Отладочная плата трехфазного счетчика• Законченное ПО измерения для
отладочной платы
• 32-bit Multiplier• 15/16 bit Watch Dog Timer
• 7x Sigma Delta
120/116/92 kB Flash8/4 kB RAM
Real Time JTAG / SBWEmbedded emulation
Boot Strap Loader
• 4 x USCI
68/72 I/Os
Clock System:•Digital Freq Lock Loop•Internal Trmed LF Osc•Internal Dig’ly Cntrl Osc•External 32 KHz Clk•High Freq Crystal OscPower:•Power on Reset•Brownout Reset•Supply volt Supervisor
• 1x16 Bit Timer A with 3Cap-comp regs
• 1x16 Bit Timer B with 3Cap-comp regs
• RTC• 16-Bit basic Timer
MSP430F67xxUltra Low Power16-bit MCU
16MHz
Архитектура систем на кристалле от компании Maxim
22бит- АЦП
1:2000
Single ConverterArchitecture™
Мул
ьтип
лекс
ор
32-р
азр.
ЦС
ПC
ompu
te E
ngin
e (C
E)
8051 MCU1 такт на
инструкцию
Флэш-памятьТермокомпенсация
2 х UARTs
Real TimeClock
LCD &GPIO
6531/324K RAM
128-256KB Flash Differential inputs
68-QFN, 100-LQFP
6543/H5KB RAM
64KB FLASHAdv. Sensing
100-LQFP
Sampling
Development
Production
6551/52x32 bit MCU core32 bit MetrologyUp to 1MB Flash
6553x32 bit MCU core32 bit MetrologyUp to 1MB Flash
6533/34/H4KB RAM
128-256KB FlashDifferential inputs100/120-LQFP
Ядро 32-bit
1PH SOC
3PH SOC
3PH AFE
65212KB RAM
8 -32KB Flash64-LQFP, 68-QFN
6511/H7KB RAM
64KB FLASH64-LQFP
6513/H7KB RAM
64KB FLASH100-LQFP
6545/HAFE
ProgrammableAdv. Sensing
SPI I/F, 64-LQFP
Ядро 8-bit 8051
6515HAFE
ProgrammableUART I/F, 64-LQFP
6541/2G3-5KB RAM
128KB FLASHAdv. Sensing64/100-LQFP
6543G/H5KB RAM
128KB FLASHAdv. Sensing64/100-LQFP
Измерители от Maxim 71M65xx
6541/423-5KB RAM
32-64KB FLASHAdv. Sensing64/100-LQFP
12
71M6541 – 1 фаза
Производительность• Ядро 8051, 5 МГц
Особенности• Напряжение питания 3.0-3.6V• Точность измерения выше 0.5% в
динамическом диапазоне 2000:1• 3 канала 22-битного ΣΔ АЦП• LCD драйвер на 210 сегментов• До 64кб flash• 2 UART, SPI, I2C;• 64-pin LQFP
Преимущества• Аппаратный 32-х разрядный вычислитель• RTC с термокомпенсацией, 2 вывода для
батарейного питания• Контроль тока нейтрали• Высокая степень интеграции
Инструменты• Отладочная плата• Несколько вариантов ПО счетчика
электроэнергии
71M6543 - 3 фазы
MCUTIMERS
XIN
XOUT
V3.3A V3.3D
VBAT
V2.5
GNDA GNDD
Power FaultComparator
OSC/PLL
LCD SEG
DIO
COMPUTEENGINE
FLASHMemory
ICE
REGULATOR71M65xx
TEMPSENSOR
AMR
IR
VREF
RX
TX
TXRX
SPI Interface &
UARTs RTC
RAM
POWERFAULT
etc.
EEPROM
BATTERY
POWER SUPPLY
3/5V LCD
KVAR
PULSES
32 kHz
ADC and MUX
IA
VA
IB
VB
IC
VC
A
B
C
N
LOAD
CT
Host
Производительность• Ядро 8051, 5 МГц
Особенности• Напряжение питания 3.0-3.6V• Точность измерения 0.1% в динамическом
диапазоне 2000:1• 7 каналов 22-битного ΣΔ АЦП• До 128 кб flash• LCD драйвер на 336 сегментов• 2 UART, SPI, I2C;• 100-pin LQFP
Преимущества• Аппаратный 32-х разрядный вычислитель• RTC с термокомпенсацией, 2 вывода для
батарейного питания• Контроль тока нейтрали• Высокая степень интеграции
Инструменты• Отладочная плата• Несколько вариантов ПО счетчика
электроэнергии
SENSORINTEGRATION
Нет токовых трансформаторов
Меньше проводов
Меньше корпусУдобный монтаж
Ниже влияние магнитного поля на
измерение
Технология изоляции шунта
Teridian6xxx
VAVA
IA
VBVBIB
BATTERY (CORE)BATTERY (CORE)BATTERY (RTC) BATTERY (RTC)
ADC
(2V x 2I) 71M6542F
UART (2)IR (1)
PULSE (4)6xxx I/F
CE
METROLOGYENGINE
MPU
(8-bit, 5MHz)
DIO
LCD DRIVER
RTC
RAM (5KB)
FLASH (64KB) I2C
POWERMANAGMNT
PLL ICE SPI(S)
Импульсный трансформатор
Удаленныйизмеритель
Шунт
Шунт
Применение удаленного измерителя
Пассивные компоненты и электромеханика
• Датчики тока
• Разъемы
• Реле
• Микропереключатели
• Тактовые кнопки
• Кварцевые
резонаторы
Архитектура датчиков давления
Измерительный элемент
AMP Processor
Интеллектуальный датчик
AMP МК
Традиционная архитектура
Измерительный элемент AMP
4-20 TX
Беспроводной датчик
Измерительный элемент AMP РадиочастьМК
Цифровой интерфейс
Радио-интерфейс
Аналоговый интерфейс
ИнтерфейсыADC
ADC
PGA309измерительный усилитель
• Многоточечная температурная компенсация
• Схема линеаризации• Встроенный датчик
температуры• Схема обнаружения
неисправностей датчика• Встроенный источник тока• Низкий ток потребления
Измерительный элемент AMP
4-20 TX
MAX1452измерительный усилитель
• Многоточечная температурная компенсация
• Четыре 16-битных ЦАП для компенсации смещения
• Встроенный датчик температуры
• Быстрый отклик на изменение входного сигнала
• Встроенный источник тока• Низкий ток потребления
Измерительный элемент AMP
4-20 TX
ADS1247, ADS124824-х битный АЦП
• 2/4 дифференциальных входа• Двуполярное или униполярное
напряжение питания• Частота выборки от 5 до 2000
выб./сек.• Встроенный малошумящий PGA.
40нВ при G=128• Встроенный источник опорного
напряжения 10 ppm/℃• Встроенный кварцевый резонатор
ADS1147/48 -16 бит
Измерительный элемент
AMP ProcessorAMP МК ИнтерфейсыADC
MAX11200/21024-х битный АЦП
• 1 дифференциальный вход• Двуполярное или униполярное
напряжение питания• Частота выборки от 1 до 400
выб./сек.• Встроенный PGA• Малое энергопотребление –
200мкА• Встроенный кварцевый резонатор
Измерительный элемент
AMP ProcessorAMP МК ИнтерфейсыADC
Расходомеры
Э/М расходомер
Схема электромагнитного расходомера
Инструментальный усилитель
Микроконтроллер
Драйвер катушек
Интерфейсы
Электроды
Разность потенциалов на электродах
Катушки
Дисплей
Драйверы катушек DRV88xx
Quad Low Side Driver 800mA (8.2 to 60V) 1x 1.5A PWM Ctrl
Quad Low Side Driver 4x 800mA (8.2 to 60V)1x 1.5ASerial Ctrl
DRV8803 DRV8804
2.5A (8.2 to 45V)PWM Ctrl
2A (2.75 to 10.8V)PWM Ctrl
5A (8.2 to 45V) PWM Ctrl
1A (2.75 to 6.8V) IN1/IN2 Ctrl
12A (0 to 52V) 24A (0 to 52V)
DRV8832
DRV8432DRV8412
DRV8841/43
DRV8842
Четырех канальные Двух канальные
DRV8830
1A (2.75 to 6V) I2C I/F (up to 9x)
DRV8833
4A (2.75 to 10.8V) PWM Ctrl
DRV8833
6A (0 to 52V)PWM Ctrl
12A (0 to 52V)PWM Ctrl
DRV8432DRV8412
2.5A (8.2 to 60V)Floating input buffersPWM Control
DRV8844
Quad Low Side Driver 4x 1.0A (8.2 to 60V)Open Load DetectSerial Ctrl
DRV8806
DRV8800/01- драйвер трансформаторов
Ток до 2.8 АУправления мостом
DRV8801: напряжение пропорционально току катушки
Флаг неисправностей: низкое напряжение VBB,
перегрев, короткое замыкание катушек.
Управление режимами
переключения
Ограничение тока катушки(500mV/RSENSE)
Оптимизация энергопотребления
+8В … +36В
Инструментальные усилители TI
Прецизионные - 17 шт.– нелинейность 0.002 … 0.008% (G=100, 25°C)
Низкий температурный дрейф – 11 шт.– 0.25 … 1.2μV/°C
Высокая скорость установления – 11 шт.– 3.5 … 9μs (G=100)
Малошумящие – 16 шт.– 1 …13 nV/rt Hz (1kHz, G=100)
Малый ток смещения – 4 шт.– 25fA … 50pA (25°C)
Малопотребляющие – 14 шт.- 85μA … 3mA
С Фиксированным коэффициентом усиления – 6 шт. - 1,10,100,200,500, 2000
Инструментальные усилители TI
Фиксированный коэффициент усиления
INA103 (1,100)INA110 (1,10,100,200,500) INA131 (100) INA141 (10,100)INA2141 (10,100)-DualINA166 (2000)
Малошумящие<15nV/rt Hz typ(1kHz, G=100)
INA101 (13nV/rt Hz, G=1K) INA103 (1nV/rt Hz)INA110 (10nV/rt Hz, f=10kHz)INA111 (10nV/rt Hz, G=1K) INA114 (11nV/rt Hz, G=1K)INA115 (11nV/rt Hz)INA118 (10nV/rt Hz, G=1K)INA128 (8nV/rt Hz, G=1K)INA129 (8nV/rt Hz, G=1K)INA131 (12nV/rt Hz) INA141 (8nV/rt Hz, G=1K) INA163 (1nV/rt Hz)INA166 (1.3nV/rt Hz, G=2K)INA2128 (8nV/rt Hz, G=1K)-DualINA2141 (8nV/rt Hz, G=1K)-DualINA217 (1.3nV/rt Hz)
Малопотребляющие<+/-5V min<5mA max/amplifier
INA114 (+/-2.5V, 3mA)INA115 (+/-2.5V, 3mA) INA116 (+/-4.5V, 1.4mA)INA118 (+/-1.35V, 385μA) INA121 (+/-2.25V, 525μA)INA122 (+1.3/-0.9V, 85μA) INA125 (+/-1.35V, 525μA)INA126 (+/-1.35V, 200 μA)INA128 (+/-2.5V, 750μA)INA129 (+/-2.5V, 750μA) INA131 (+/-2.5V, 3mA)INA2126 (+/-1.35V, 200μA)-DualINA2128 (+/-2.5V, 750μA)-DualINA2141 (+/-2.5V, 800μA)-DualНизкий температурный
дрейф<1.5μV/°C max Vos tempco
INA114 (0.3μV/°C)INA115 (0.3μV/°C) INA118 (0.7μV/°C)INA128 (0.7μV/°C)INA129 (0.7μV/°C)INA131 (0.25μV/°C)INA141 (0.5μV/°C)INA163 (1.2μV/°C typ) INA2128 (0.7μV/°C)-DualINA2141 (0.5μV/°C)-DualINA217 (1.2μV/°C typ)
ПрецизионныеНелинейность <0.008% max(G=100, 25°C)
INA101 (0.003%) INA103 (0.0006%)INA111 (0.005%)INA114 (0.002%)INA115 (0.002%) INA116 (0.005%) INA118 (0.002%) INA121 (0.005%) INA128 (0.002%)INA129 (0.002%) INA131 (0.002%)INA141 (0.002%) INA163 (0.0006% typ)INA166 (0.005% typ, G=2K)INA2128 (0.002%)-DualINA2141 (0.002%)-DualINA217 (0.0006% typ)
Высокая скорость установкиSettling to 0.01% <10μs typ(G=100)
INA103 (3.5 μs )INA110 (7.5μs) INA111 (4μs) INA128 (9μs)INA129 (9μs)INA141 (9μs) INA163 (3.5μs) INA166 (3.5μs)INA2128 (9μs)-DualINA2141 (9μs)-DualINA217 (3.5μs)
Малый ток смещения<100pA max, 25°C
INA110 (50pA)INA111 (20pA)INA116 (25fA) INA121 (50pA)
INA129прецизионный малопотребляющий ИУ
• Низкое напряжение смещения: 50 мкВ max
• Температурный дрейф: 0,5 мкВ/C max
• Ток смещения: 5нA max
• КОСС: 120 дБ min
• Защита входов до 40В
• Широкий диапазон питающего напряжения 2,25В … 18В
• Ток потребления 700мкA
• Опционально –55 ℃ … 210 ℃
INA129
Ультразвуковые расходомеры(информация по запросу)
Индикаторы
Типы индикаторов
Символьные LCD Графические LCD TFT панели VFD индикаторы Светодиодные индикаторы Символьный OLED от WINSTAR
Заказные (Customer design)
Большой склад:Сегодня доступно 218 тыс. штук
Элементы питания
• Емкость 25…1000 мА*ч
• Саморазряд меньше 2% в год от номинальной емкости при комнатной температуре
• Широкий температурный диапазон -20…+70 С, -40…+70 С° для батарей с лазерной герметизацией
Литий-тионилхлоридные батареи(L i-SOCl2)
Литий-диоксидмарганцевые батареи (Li-MnO2)
• Емкость 400…36000 мА*ч
• Саморазряд меньше 1% в год от номинальной емкости при комнатной температуре
• Широкий температурный диапазон -55…+85 С° (до +150 С ° для батарей с расширенным температурным диапазоном)
Серия CR Серия ER
Спасибо!