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!