1、 三通道 ， 单相功率 / 电能 IC 特性 ： 电能数据线性 ： 1000 ： 1 的动态范围内线性度为 0.1 片内功能 ： 电压和电流测量 有功 ， 无功 ， 和视在功率 / 电能 RMS 电压和电流计算 电流故障和电压下跌检测 校准 相位补偿 温度传感器 电能脉冲输出 符合 IEC,ANSI, 和 JIS 工业标准 低功耗 篡改检测和修正 单电源地参考输入 片内 2.5V 参考 （ 典型温漂 25 ppm / C) 电源监控功能 三线串行接口微控制器或 E2PROM 电源配置 : GND ： 0 V, VA+: +5 V, VD+: +3.3 V to +5 V 概述 ： CS5464
2、 是一个片上瓦时计量 。 测量线电压和电流和计算有功 ， 无功 ， 视在功率 ， 电能 ， 功率因素和 RMS 电压和电流 。 有两个独立的输入去测量线 , 地 ， 和 / 或中线电流使仪表检测篡改并继续运行 。 如果电压测量被篡改中止 ， 可以使用一个内部 RMS 电压参考 。 4 个 模 - 数转换器用于测量电压 ， 两路电流和温度 。 CS5464 可以连接多个电压和电流传感器 ， 附加性能包括系统 电平校准 ， 电压下跌和电流故障检测 ， 峰值检测 ， 相位补偿和电能脉冲输出 。 定货信息请见第 44 页 。http:/ Copyright Cirrus Logic, Inc. 200
3、7 Honestar Technologies Co.,LTD (All Rights Reserved) 021-54071701 MAR 07 DS682F1 CS5464 2 DS682F1 目录 1. 综述 5 2. 引脚描述 6 时钟 发生器 6 控制引脚和串行数据 I/O . 6 模拟输入输出 6 电源连接 6 其它引脚 6 3. 特性与规格说明 . 7 推荐操作环境 7 模拟输入 ( 所有输入 ) 7 模拟输入 ( 电流输入 ) 7 模拟输入 ( 电压输入 ) 8 温度 8 电源 8 参考电压 9 参考输出 9 参考输入 9 数字特性 10 主时钟特性 10 滤波器特性 10 输
4、入输出特性 10 开关特性 11 启动 11 串口时序 11 SDI 时序 . 11 SDO 时序 . 11 E2PRON 模式时序 11 E1,E2,E3 时序 13 绝对最大额定值 . 13 4. 信号通道描述 14 4.1 模数转换器 14 4.2 低通滤波器 14 4.3 相位补偿 14 4.4 DC 偏移和增益修正 . 15 4.5 高通滤波器 15 4.6 低速计算 15 4.7 RMS 结果 . 15 4.8 功率和电能结果 16 4.9 电压和电流峰值 16 4.10 功率偏移 . 16 5 引脚描述 17 5.1 模拟引脚 17 5.1.1 电压输入 17 5.1.2 电流
5、1 和电流 2 输入 17 5.1.3 功率故障监控输入 17 CS5464DS682F1 3 5.1.4 参考电压输入 17 5.1.5 参考电压输出 17 5.1.6 晶体振荡器 17 5.2 数字引脚 . 17 5.2.1 复位输入 17 5.2.2 CPU 时钟输出 . 17 5.2.3 中断输出 17 5.2.4 能量脉冲输出 17 5.2.5 串行接口 18 6. 配置 CS5464 . 19 6.1 时钟分频 19 6.2 CPU 时钟转换 . 19 6.3 中断引脚行为 19 6.4 电流输入增益范围 19 6.5 高通滤波器 19 6.6 周期计数器 19 6.7 能量脉冲输
6、出 19 6.8 无负载阀值 20 6.9 能量脉冲宽度 20 6.10 能量脉冲速率 . 20 6.11 失压 / 电流故障检测 20 6.12 Epsilon 21 6.13 温度测量 . 21 7. 应用 CS5464 . 22 7.1 初始化 22 7.2 下电状态 22 7.3 篡改检测和修正 22 7.4 命令接口 23 7.5 寄存器页 23 7.6 命令 24 8. 寄存器描述 . 28 8.1 页寄存器 28 8.2 0 页寄存器 . 28 8.3 1 页寄存器 . 33 8.4 2 页寄存器 . 38 9. 系统校准 . 39 9.1 校准 39 9.1.1 偏移校准 .
7、39 9.1.1.1 DC 偏移校准 39 9.1.1.2 AC 偏移校准 39 9.1.2 增益校准 . 40 9.1. 2.1 AC 增益校准 40 9.1.2.2 DC 增益校准 40 9.1.3 校准顺序 . 40 9.1.4 温度传感器校准 . 40 9.1.4.1 温度偏移校准 40 4 DS682F1 9.1.4.1 温度增益校准 . 40 10. E2PRON 操作 . 41 10.1 E2PRON 配置 . 41 10.2 E2PRON 模式 . 41 10.3 哪种 E2PRON 可用 ? 41 11. 基本应用电路 . 41 12. 封装尺寸 . 41 13. 定货信息
8、. 41 14. 环境 , 生产 AGND = DGND = 0 V; VREFIN = +2.5 V. 所有电压相对于 0V。 MCLK = 4.096 MHz。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 精度 有功功率 所有增益范围 (注释 1) 输入范围 0.1% - 100%PActive - 0.1 - % 无功功率 所有增益范围(注释 1和 2) 输入范围 0.1% - 100% QAvg - 0.2 - % 功率因素 所有增益范围(注释 1和 2) 输入范围 0.1% - 100%输入范围 0.1% - 1.0% PF - - 0.2 0.27 - - % % 电流有效值 所有增
9、益范围(注释 1) 输入范围 0.1% - 100%输入范围 0.1% - 1.0% IRMS - - 0.1 0.17 - - % % % 电压有效值 所有增益范围(注释 1) 输入范围 5% - 100%VRMS - 0.1 - % 模拟输入 (所有引脚 ) 共模抑制比 (DC, 50,60 Hz) CMRR 80 - - dB 共模 + 信号 -0.25 - VA+ V 模拟输入 (电流输入 ) 差分输入范围 (增 益 = 10)(IIN+) (IIN-) (增益 = 50) IIN - - 500 100 - - mVp - p mVp-p 总谐滤失真 (增益 = 50) THD 80
10、 94 - dB 满量程输入时对电压通道的串扰 (50, 60 Hz) - -115 - dB 输入电容 IC - 27 - pF 等效输入阻抗 EII 30 - - k? 噪声 (参考输入 ) (增益 = 10)(增益 = 50) NI - - - - 22.5 4.5 Vrms Vrms 偏移漂移 (无高通 滤波器 ) OD - 4.0 - V/C 增益误差 (注释 3) GE - 0.4 % 注 释 : 1. 适用于高通滤波器使能 。 2. 适用于当线频率等于输出字速率的 Epsilon 值 . CS5464 DS682F1 8 模拟特性 (续 ) 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单
11、位 模拟输入 (电压输入 ) 差分输入范围 (VIN+) (VIN-) VIN - 500 - mVP - P 总谐滤失真 THD 65 75 - dB 满量程输入时对电流通道的串扰 (50, 60 Hz) - -70 - dB 输入电 容 所有增益范围 IC - 2.0 - pF 等效输入阻抗 EII 2 - - M? 噪声 (参考输入 ) NV - - 140 Vrms 偏移漂移 (无高通滤波器 ) OD - 16.0 - V/C 增益误差 (注释 3) GE - 3.0 % 温度 温度精度 T - 5 - C 供应电源 电源电流 (一般模式 ) IA+ I D+ (VA+ = VD+ =
12、 5V) ID+ (VA+ = 5 V, VD+ = 3.3 V)PSCA PSCD PSCD - - - 1.5 3.5 2.3 - - - mA mA mA 功耗 一般模式 (VA+ = VD+ = 5 V) (注释 4) 一般模式 (VA+ = 5 V, VD+ = 3.3 V)待机模式睡眠模式PC - - - - 25 15 7 10 33 20 - - mW mW mW uW 电源抑制比 (50, 60 Hz) (注释 5) 电压电流 (增益 = 50x) 电流 (增益 = 10x)PSRR 48 68 60 55 75 65 - - - dB dB dB 电压监视 器低电压阀值 (
13、注释 6) PMLO 2.3 2.45 - V 电压监视器高电压上电点 (注释 7) PMHI - 2.55 2.7 V 注 释 : 3. 适用于系统校准前 。 4. 所有输出空载 。 所有输入为 CMOS电平 。 5. PSRR测量方法 : VREFIN 接 VREFOUT, VA+ = VD+ = 5 V, a 150 mV (零到峰值 ) (60 Hz) 正弦波强加到 VA+ 和 VD+引脚的 +5 V DC供应电源上 。 正负输入通道与 AGND短接 ， 然后 CS5461A 置于连续采样转换模式 ,采集这个通道的数字输 出数据测试 。 正弦波的输出信号值 (零到峰值 )已经确定 。
14、这个值转换为转换为正弦波的电压值 (零到峰值 ,mv测量 ),这个值会应用在通道的输入端 ,为了得到相同的数字正弦波的输出 。 这个电压称为 Veq. PSRR 可得 (单位 dB): PSRR=20 log Veq150 6. 当 PFMON上电压跌落 ,LSD位是 0时 ,电压 LSD位被置 1。 7. 如果 LSD位已经置 1, (因为 PFMON 电压已经低于 PMLO), 这是使 LSD位复位为 0不变 ,PFMON上的一个电压值 。 CS5464DS682F1 9 参考电压 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 参考输出 输出电压 VREFOUT +2.4 +2.5 +2.6
15、V 温度系数 (注释 8) TCVREF - 25 60 ppm/C 负载调节 (注释 9) ?VR - 6 10 mV 参考输入 输入电压范围 VREFIN +2.4 +2.5 +2.6 V 输入电容 - 4 - pF 输入 CVF 电流 - 100 - nA 注 释 : 8. VREFOUT 的电压在整个温度范围内测量 。 VREFOUT的温度系数的测量可以通过以下的公式来计算 : TC VREF =( )100.1)(1)()( 6 MINTMAXTVREFOUTVREFOUTVREFOUTAAAVGMINMAX 9. 给定的最大的电流输出为 1 A, 输入或输出 。 CS5464 10
16、 DS682F1 数字特性 最小最大值特性和规格在推荐工作条件范围内保证能够工作 。 典型特性和规格在 TA=25C,电压为表中典 型值下测得 。 VA+ = VD+ = 5 V 5%; AGND = DGND = 0 V; VREFIN = +2.5 V. 所有电压相对于 0V。 MCLK = 4.096 MHz。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 主时 钟特性 主时钟频率 内部振荡器 (注释 11) DCLK 2.5 4.096 20 MHz 主时钟占空比 40 - 60 % CPUCLK 占空比 (注释 12 注释 13) 40 - 60 % 滤波器特性 相位补偿范围 (60 H
17、z, OWR = 4000 Hz) -5.4 - +5.4 输入采样率 DCLK = MCLK/K - DCLK/8 - Hz 数字滤波器输出字速率 (双通道 ) OWR - DCLK/1 024 - Hz 高通滤波器极频率点 -3 dB - 0.5 - Hz 满量程校准范围 (参考输入 ) (注释 14) FSCR 25 - 100 %FS Channel-to-channel时间漂移误差 r (注释 15) 1.0 s 输入 /输出特性 高电平输入电压 除 XIN,SCLK 和 RESET以外所有引脚XINSCLK 和 RESETVIH 0.6 VD+ (VD+) 0.5 0.8 VD+
18、- - - - - - V V V 低电平输入电压 (VD = 5 V) 除 XIN,SCLK 和 RESET以外所有引脚XINSCLK 和 RESETVIL - - - - - - 0.8 1.5 0.2 VD+ V V V 低电平输入电压 (VD = 3.3 V) 除 XIN,SCLK 和 RESET以外所有引脚XINSCLK 和 RESETVIL - - - - - - 0.48 0.3 0.2 VD+ V V V 高电平输出电压 Iout = +5 mA VOH (VD+) - 1.0 - - V 低电平输出电压 Iout = -5 mA (VD = +5V) Iout = -2.5
19、mA (VD = +3.3V) VOL - - - - 0.4 0.4 V V 输入漏电流 (注释 16) Iin - 1 10 A 三态 漏电流 IOZ - - 10 A 数字输出引脚电容 Cout - 5 - pF 注 释 : 10. 所有测量都是在静态条件下进行的 。 11 果用晶体 ,那么 XIN引脚频率必须维持在 2.5 MHz - 5.0 MHz 之间 。 如果用外部晶振 , XIN引脚频率范围在 2.5 MHz - 5.0 MHz 之间 ,但必须设置 K让 MCLK在 2.5 MHz - 5.0 MHz 之间 。 12 果用到外部 MCLK,那么占空比必须在 45% 和 55%之
20、间才能满足该参数的要求 。 13 CPUCLK的频率和 MCLK相同 。 14 FSCR 最小值受增益寄存器最大允许值限制 ,FSCR最大值受满量程信号用于通道输入限制 。 15 配置寄存器位 PC6:0被设置为 “0000000”。 16 ODE引脚被芯片内部电阻下拉 。 CS5464DS682F1 11 开关特性 最小最大值特性和规格在推荐工作条件范围内保证运行 。 典型特性和规格在 TA=25C,电压为表中典 型值下测得 。 VA+ = 5 V 5% VD+ = 3.3 V 5% or 5 V 5%; AGND = DGND = 0 V。 所有电压相对于 0V。 逻辑电平 ,逻辑 0=0
21、V,逻辑 1=VD+。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 上升时间 (注释 17) 任意数字信号输出trise - - - 50 1.0 - s ns 下降时间 (注释 17) 任意数字信号输出tfall - - - 50 1.0 - s ns 启动 振荡器启动时间 XTAL = 4.096 MHz (注释 17) tost - 60 - ms 串口时序 串行时钟频率 SCLK - - 2 MHz 串行时钟 脉冲高电平宽度脉冲低电平宽度t1 t2 200 200 - - - - ns ns SDI 时序 CS下降到 SCLK上升时间 t3 50 - - ns SCLK上升前数据建立时间
22、 t4 50 - - ns SCLK上升后数据保持时间 t5 100 - - ns SDO时序 CS使能到驱动 SDO t6 - 20 50 ns SCLK下降到新的数据出现 (持续时间 ) t7 - 20 50 ns CS 上升到 SDO高阻态 t8 - 20 50 ns 自引导时序 串口时钟 脉冲高电平宽度脉冲低电平宽度 t9 t10 8 8 MCLK MCLK MODE 到 RESET的上升时间 t11 50 ns RESET上升到 CS下降时间 t12 48 MCLK CS下降到 SCLK上升时间 t13 100 8 MCLK SCLK下降到 CS上升时间 t14 16 MCLK CS
23、 上升到 MODE拉低时间 t15 50 ns SDO建立时间到 SCLK上升 t16 100 ns 注 释 ： 17. 参数使用了被测波形 10%和 90%的两个点 。 输出负载为 50 pF。 18. 振荡器启动时间因晶片参数不同而不同 。 当使用外部时钟时 ,该参数无效 。 CS5464 12 DS682F1 SDI 读时序 (未按比例 ) E2PROM 模式时序 (未按比例 ) 图 1. CS5464 读写时序图 t 3 CS t 1 t 2 SCLK t 4 t 5 SDI Command Time 8 SCLKs High Byte M id Byte Low Byte SDI 写
24、时序 (未按比例 ) CS t6 High Byte Mid Byte Low Byte t8 UNKNOWN SDO t1 t2 t7 SCLK SDI Command Time 8 SCLKs SYNC0 or SYNC 1 Command SYNC0 or SYNC1 Command SYNC0 or SYNC1 Command CS5464 MODE(INPUT)RESET (INPUT)CS (OUTPUT)SC LK(OUTPUT)SDO(OUTPUT)SDI (INPUT) t11 t12 t 13 tt 14 t 15tLast 8 Bits Data from EEPROM
25、tt 1 t 1 tDS682F1 13 开关特性 (续 ) 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 E1, E2, 和 E3 时间 (注释 19 和 20) 周期 tperiod 500 - - us 脉宽 tpw 244 - - us 上升沿到下降沿 t3 6 - - us E2 建立 E1 和 /或 E3 下降沿 t4 1.5 - - us E1下降沿到 E3下降沿 t5 248 - - us 注 释 : 19. 在 DCLK = 4.096 MHz, E2MODE = 0, 和 E3MODE1:0 = 0情况下测得脉冲输出时序 。 关于脉冲输出更多信息请参考 19页 6.7能量脉冲输
26、出一节 。 20. 时序与 DCLK的频率成比例的 。 图 2. E1,E2 和 E3时序图 绝对最大额定值 警告 : 临界限制条件运行或超过限制重要条件运行 ,会导致芯片永久损坏 。 在这些极限参数下 ,不保证可靠运行 。 参数 符号 最小值 典型值 最大 值 单位 直流电源 (注释 21 和 22) 正数字正模拟VD+ VA+ -0.3 -0.3 - - +6.0 +6.0 V V 输入电流 ,除电源引脚外所有引脚 (注释 23, 24, 25) IIN - - 10 mA 输出电流 , 除 VREFOUT引脚外所有引脚 IOUT - - 100 mA 功耗 (注释 26) PD - -
27、500 mW 模拟输入电压 所有模拟引脚 VINA - 0.3 - (VA+) + 0.3 V 数 字输入电压 所有数字引脚 VIND -0.3 - (VD+) + 0.3 V 工作环境温度 TA -40 - 85 C 存储温度 Tstg -65 - 150 C 注 释 : 21.VA+ 和 AGND必须满足 (VA+) - (AGND) = + 6.0 V。 22.D+和 AGND 必须满足 (VD+) - (AGND) = + 6.0 V。 23.适用于所有引脚 ,包括在模拟输入引脚连续过压情况 。 24.100mA内的瞬间电流不会引进 SCR(可控硅 )死锁 。 25.电源引脚的最大 D
28、C输入电流是 50 mA。 26.总功耗 ,包括所有引脚输入电流和输出电流 。 CS5464 tpw tperiod E1t4t3E2 t4 tpw tperiod t5 E3 t5 t3 14 DS682F1 CS5464图 3. 测量 V1, I1, P1, Q1信号框图 4. 信号通道概述 电压和电流测量的数据流程图及其他计算见图 3 、 图4 和图 5 。 数据流程图包含两个电流通道和两个电压通道 。 两个电压通道来源于相同的差模输入引脚 。 每个电流通道有各自的差分输入引脚 。 4.1 模数转换器 电压和温度通道用 2 阶 调制 器 ， 两个电流通道用4 阶 调制器将模输入转化为数字
29、信号 。 转换取样的速率是 DCLK/8 。 高采样率提供了宽的动态范围 ， 简化了防混淆滤波器设计 。 4.2抽取滤波器 单位调制器输出数据被扩展为 24 位 ， 用低通抽取滤波器 DCLK/1024 取样 。 这些抽取滤波器是 3 阶正弦 。 通过 3阶 IIR “ anti - sinc ” 滤波器的输出以补偿抽取滤波器的幅值消耗 。 4 3 相位补偿 相位补偿通过改变抽取滤波器的取样时间来改变电流相位相对于电压的改变 。 相位转移量由通道 1 的配置寄存器 PC7:0 在和通道 2 控制寄存器的 PC7:0 在通 道 2 的控制寄存器设置 。 相位补偿的 PC7:0 是二进制补码 ，
30、在 1.0 到约 1.0 范围内输出字率取样 。 采样率是 4000Hz ， 延时范围是 250uS, 在 50Hz 相位偏移 4.5 ， 在 60Hz 相位偏移 5.4 。 50Hz 的分辨率为 0.0352 , 60Hz 的分辨率为0.0422 。 图 4. 测量 V2, I2, P2, Q2信号框图 DS682F1 15 4 4 DC偏移量和增益修正 用增益和偏移寄存器可以消除系统和芯片自身的增益和偏移误差 。 ( 见 39 页第 9 节 ， 系统校准 ) 。 每个 测量通道都有各自的寄存器 。 对于每个通道 ， IIR 过滤器的输出增加到偏移寄存器中再与增益寄存器相乘 。 4 5 高通
31、过滤器 可选的高通过滤器 ( 图 3 ， 图 4 中的 HPF ) 可以从选择的信道消除任何 DC 分量 。 随后 ， DC 可以从功率和所有低速结果上消除 。 ( 见图 5 ) 。 每个电能通道有一个电流和电压信道 。 如果 HPF 只在一个信道使能 ， 那么将相位匹配滤波器 （ PMF ） 应用于另一个信道与 HPF 的振幅和相位延迟匹配 。 更多信息 ， 请参考 19 页 6.5 高通滤波器 。 HPF 滤波器多路驱动 I1 ， V1,I2和 V2 结果寄存器 。 4 6 低速计算 低速结果来自于取样率结果综合 N 取样 ， N 是储存在周期计数寄存器例的值 。 低速间隔为取样间隔与 N
32、 相乘 。 4. 7 RMS结果 在 N 次瞬间电压和电流取样后执行均方根值计算 ， 见公式 ： NIINnNRMS=10216 DS682F1 CS5464图 5. 低速计算4.8 功率和电能结果 瞬态电压和电流的采样数据相乘 ， 得到瞬时功率（ P1 ， P2 ）（ 见图 3 和图 4 ）。 N 个瞬时功率平均计算出有功功率 。 视在功率 （ S1 ， S2 ） 由电压和电流有效值得到 ： RMSRMS IVS = 功率因数 （ PF1 ， PF2 ） 是有功功率除以视在功率 ，如下所示 。 功率因素的符号由有功功率决定 。 SPPF ACTIVE= 宽带无功功率 （ WBQ1 ， WBQ
33、2 ） 由视在功率的平方与有功功的率的平方相减 ， 在开根号得到 ： ACTIVEWB PSQ 22 = 求积功率 （ Q1 ， Q2 ） 是由瞬态电流 (I1,I2) 与瞬时求积电压相乘得到 ， 瞬时求积电压是相位转移瞬时电压(V1Q,V2Q)90 一次积分得到 。 ( 见图 3 和图 4 ) 。 这些积分的增益与相关的线频率相反的 ， 所以他们增益由基于线频率的 Epsilon 寄存器修正 。 无功功率 （ AVGQ1 ， AVGQ2 ） 是由瞬时求积功率和N 取样的积分得到 。 4.9 峰值电压和电流 峰值电流 （ PEAKI1 ， PEAKI1 ） 和峰值电压 （ PEAKV1 ，PE
34、AKV 2 ） 是在之 前的低速间隔所检测的最大的电流和电压取样值 。 4.10 功率偏移 功率偏移量寄存器 ， OFFP1 ( OFFP2 ) 可以用来偏移系统内不是来源于功率线路的错误的功率源 。 剩余的功率偏移量通常由于电压信道串扰或仪表上的波纹或芯片的电源或附近变压器的电感进入电流信道 。 这些偏移量可正可负 ， 指示通过电压输入串扰 耦合 在相位内或相位外 。 这两种情况功率偏移寄存器都可以补偿 。 利用这种特性 ， 可以用单次或者连续转换命令测量在无负载情况下的平均功率 。 从 AVGP1 （ AVGP2 ） 得到测量结果 ， 转换后写入相关的功率偏移寄存器OFFP1 ( OFFP
35、2 ) 。 DS682F1 17 5. 引脚概述 5 1 模拟引脚 CS5464 有 3 个差分输入 ： VIN ,IIN1 和 IIN2 分别是电压 ， 电流 1 和电流 2 输入 。 还有单端掉电监测输入 ，参考电压输入和参考电压输出 。 5 1 1电压输入 线电压经过电阻分压器或变压器输出连接到 CS5464 的VIN+ 和 VIN - 输入引脚 。 电流 通道配有 10 位固定增益放大器 。 可以应用到电压通道的满量程信号电平是 250mV 。如果输入信号是正弦波 ， 最大 RMS 电压是VRMS78.1762250 mVp ， 约是最大峰值电压的70.7% 。 5 1 2 电流 1和
36、电流 2输入 电流分流器或互感器的输出被连接到 CS5464 的IIN1+ (IIN2+) 和 IIN1 - (IIN2 - ) 输入引脚 。 为了适应不同的电流传感元件 ， 电流通道配有两个选择输入增益可编程的增益放大器 （ PGA ）。 电流通道的满量程信号电平是 50mV 或 250mV 。 如果输入信号是正弦波 ， 最大R MS 电压是 35.35mVRM S 或 176.78mVRMS ， 约是最大峰值电压的 70.7% 。 5 1 3 电源掉电监控输入 模拟输入 (PFMON) 是用于检测电源瞬间跌落 。 从不稳供电电源连接一个分压电阻到 PFMON 引脚 , 将会产生中断或状态寄
37、存器中的低电源检测位置位来指示电压跌落 。 PFMON 输入有一个比较器和参考电压比较 。 5 1 4 电压参考输入 CS5464 需要一个用在 VREFIN 引脚的 2.5V 稳定的参考电压 。 这个参考可以从外部电压参考或从 VREFOUT 输出供给 。 VREFIN 上的旁路电容至少 0.1uF 。 5 1 5 参考电压输出 CS5464 产生 2.5V 参考电压 (VREFOUT) 。 适用于驱动 VREFIN引脚 ， 但是不推荐驱动外部电路 。 5 1 6 晶体振荡器 一个外部石英晶体可被连接到 XIN 和 XOUT 引脚 ， 如图 6 所示 。 为了减少系统成本 ， 每个引脚内提供
38、一个对地相位转移电容器 。 一个外部时钟也可以连接到 XIN 引脚 。 图 6. 振荡器连接 5 2 数字引脚 5 2 1 复位输入 当触发低有效 RESET 引脚 ， 将会暂停所有的 CS54 64操作 ， 复位内部硬件寄存器和状态 。 当断开时 ， 会开始初始化顺序 ， 设置缺省寄存器值 。 5 2 2 CPU时钟输出 在晶体频率提供逻辑电平时钟输出驱动一个外部的CPU 或微控制器时钟 。 有两相可选择 。 5 2 3 中断输出 INT 引脚表示启动的内部状态寄存器位已设置 。 状态寄存器位表示数据准备 ， 调节器振动 ， 低电源 ， 电压下跌 ， 电流故障 ， 数字溢出和结果更新 。 5
39、 2 4电能脉冲输出 CS5464 为脉冲电能输出提供 3 个引脚 (E1,E2,E3) 。 这些引脚也能被用于输出其他状态 ， 如电压符号 ， 功率故障监控 ， 或电能通道 。 18 DS682F1 5 2 5串行接口 CS5464 提供 5 个引脚 ， SCLK, SDI, SDO, CS, MODE 为在主微控制器或串行 E2PROM 和 CS5464 之间的通讯 。 MODE 为一输入 ， 为高时表示正采用串联的 E2PROM 而不是主微控制器 。 SCLK 是用于转移和限制串联数据 。 当用微控制器时 , 因内部有一个弱下拉 , 此引脚可以不连 。 SCLK 用于转移串行数据 。 串
40、行数据在 SCLK 下降沿改变 , 在上升沿期间有效 。 对主微控制器和串行 E2PRON 驱动输出 , 它是一个施密特触发器输入 。 SDI 是 CS5464 的串行数据输入 。 SDO 是来自 CS5 464 的串行数据输出 。 当 CS 为高时 , 输出驱动禁止 , 允许其它设备驱动 SDO 线 。 CS 是串行总线的芯选引脚 。 当为高电平时 , 清 SDO 和串行接口 。 一个低逻辑电平使串联接口 。 当系统不需要要多个 SDO 驱动时 , 可以将 CS 一直拉低 。 当连接到串行 E2PROM 时 ， CS 是驱动输出 。 DS682F1 19 6. 设置 CS5464 6 1 时
41、钟分频器 CS5464 的内部钟需要在 4MHz 运行 。 但是 ， 通过内部时钟分频器 ， 可以用更高的晶体频率 。 当驱动一个外部微控制器需要一个更快的时钟和用 CPUCLK 输出时这非常重要 。 K 是从晶体输入到内 部钟的分频值 ， 用配置寄存器 K3:0 位选择 。 范围从 1 到 16 。 都为零时设置为 16 。 6 2 CPU时钟反相 缺省 ,CPUCLK 从 XIN 反相 。 设定配置寄存器位 iCPU 取消反相 。 一个相位比另一个增加了更多的系统噪音时 ，它将起作用 。 6.3 中断引脚方式 INT 引脚的方式由配置寄存器内 IMODE 和 IINV 两位控制 , 如表所
42、示 。 引脚的触发方式可以被设定为低电平 （ 缺省 ）， 高电平 ， 低脉冲和高脉冲四种 。 当 IMODE 1 ， INT 脉冲的持续期将为 2 个 DCLK 周期 ，DCLK=MCLK/K 。 表 1. 中断配置 6.4电流输入增益范围 控制寄存器位 I1gain (I2gain) 选择电流输入的输入范围 。 表 2 电流输入增益范围 6.5高通过滤器 模式控制寄存器位 VHPF 和 IHPF 分别激活电压和电流通道的 HPF 。 每个电能通道有单独的 VHPF 和 IHPF 位 。 当一个高通过滤器只在一个通道内使能时 ， 一个相位匹配过滤器 （ PMF ） 应用于另一个通道 。 VHP
43、F IHPF 滤波器配置 0 0 电压或电源无滤波器 0 1 电流上 HPF ， 电压上 PMF 1 0 电压上 HPF ， 电流上 PMF 1 1 电流和电压上 HPF 表 3 高通滤波器配置 6 6 周期计数 低速计算 , 如平均功率和 RMS 电压和电流结合数个输出字率取样 。 平均的持续时间通过周期计度器作为设置窗口 ， 周期计数缺省值设定为 4000(1S 输出字速率为4000Hz) 。 周期计数的最小值为 10 。 6 7 电能脉冲输出 缺省 E1 输出有功功率 ， E3 无功功率 ， E2 有功和无功电能符号 。 ( 见第 13 页图 2.E1,E2,E3 的时序图 ) 模式控制
44、寄存器的 3 对位控制这些输出的操作 。 这些位为 E1MODE1:0, E2MODE 1:0, 和 E3MODE1:0 位之间互相连接 , 所以请仔细参考下表 。 E2 引脚可以输出能量符号 、 视在电能或在用电能通道 。 表 4 列出了由模式寄存器 E2MODE1 ： 0 控制的 E2 功能 。 注意 ： E2MODE1:0=3 是一个特殊模式 E2MODE1 E2MODE0 E2 output 0 0 Energy Sign 0 1 Apparent Energy 1 0 Channel in Use 1 1 Enable E1 MODE 表 4. E2引脚配置 E3 引脚可以输出无功电
45、能 ， 功率故障状态 监测 ， 电压符号 ， 或视在电能 。 表五列出了 E1MODE 禁止由模式寄存器 E3MODE1 ： 0 控制的 E3 的功能 。CS5464 20 DS682F1 E3MODE1 E3MODE0 E3 output 0 0 Reactive Energy 0 1 Power Fail Monitor 1 0 Voltage Sign 1 1 Apparent Energy 表 5 E3引脚配置 当 2 个 E2MODE 位都高 ， E1MODE 位使能 ， 使得有功 ， 视在 ， 无功 ， 或宽频带无功电能成为 E1 和 E2 的输出 。 表 6 为当 E1MODE
46、使能 E1 和 E2 的输出功能 。 E1MODE1 E1MODE0 E1 / E2 outputs 0 0 Active Energy 0 1 Apparent Energy 1 0 Reactive Energy 1 1 Wideband Reactive 表 6 E1/E2模式 当 E1MODE 位使能 ， E3 引脚为电源掉电监控状态或 E1和 E2 输出符号 。 表 7 为当 E1MODE 使能时 ， 由模式寄存器中的 E3MODE1 ： 0 控制的 E3 功能 。 E3MODE1 E3MODE0 E3 output 0 0 Power Fail Monitor 0 1 Energy
47、 Sign 1 0 not used 1 1 not used 表 7 E1MODE能使 E3引脚 6 8 无负载阈值 无负载阈值寄存器是用于如果量值少于 MINLoad 寄存器值 将 PULSEE and PULSEQ 寄存器的量归零 。 6 9 电能脉冲宽度 注意 ： 电能脉冲宽度只适用于设定输出脉冲的 E1,E2或 E3 引脚 。 当配置到输出稳定状态信号 ， 如电压符号 ， 电 能通道 ， 功率故障监控或电能符号 ， 脉冲宽度和输出率并不适用 。 图 2 中的脉宽时间 , 由集成多个采样或输出字速率的脉宽寄存器中的值设置 。 在字速率 4000Hz （ 周期 250uS ）=Pulse
48、Width x250uS 。 脉宽缺省设置为 1 。 6.10 电能脉冲速率 使能的 E1,E2,E3 引脚的满量程脉冲频率是脉冲率乘以输出字率再除以 2 。 实际脉冲频率是满量程脉冲频率乘以脉冲寄存器值 。 例 ： 如果输出字率是 4000Hz ， 脉冲率设为 0.05 ， 全速脉冲频率是 0.05 x 4000 / 2 = 100 Hz 。 如果驱动 E1 的PULSEE 寄存器是 0.4567,E1 上的脉冲输出率将为 100 Hz x 0.4567 = 45.67 Hz 。 6.11失压检测 /电流故障检测 电压下跌检测是用于决定平均电压在指定的时间间隔里何时低于预定电平 。 电流故障检测决定平均电流在指定的时间间隔里何时低于预定电平 。 指定的时间间隔 ( 持续时间 ) 是由DURSagV1 ( DURSagV 2 ) 和 DURFaultI1 ( DU
