集成谐波和基波信息的
多相多功½电½计量IC
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878
产品特性
高精度；支持EN
50470-1、EN 50470-3、IEC 62053-21、
IEC 62053-22和IEC 62053-23标准
兼容三相三线或三相四线(三角½或星½)及其它三相配½
测量各相及整个系统的总(基波和谐波)有功/无功(ADE7878、
ADE7868和ADE7858)/视在功率和基波有功/无功功率
(仅限ADE7878)
T
A
= 25°C时，在1000:1的动态范围内有功和无功功率误差小
于0.1%
T
A
= 25°C时，在3000:1的动态范围内有功和无功功率误差小
于0.2%
支持电流互感器和微分(di/dt)电流传感器
零 线 电 流 输 入 采 用 专 用
ADC通
道
(仅
限
ADE7868和
ADE7878)
T
A
= 25°C时，在1000:1的动态范围内电压和电流有效值误差
小于0.1%
提供所有三相及零线电流的波½采样数据
总有功/无功功率和基波有功/无功功率，以及视在功率的
空½½阀值分别独立并可配½
½功耗电池模式通过监控相电流实现防窃电检测(仅限
ADE7868和ADE7878)
支持电池电源输入，可在全失压的情况下工½
电流和电压通道的相½角测量误差典型值为0.3°
½工½电压范围：2.4
V至3.7 V
基准电压源：1.2
V(典型漂移量为+5 ppm/°C)且具有外部过
驱功½
3.3 V单电源
40引脚引线框芯片级无铅封装(LFCSP)
工½温度：−40°C至+85°C
灵活的I
2
C、SPI和HSDC串行接口
现 总
(基
波 和 谐 波
)有
功
/无
功
(ADE7878、
ADE7868和
ADE7858)/视在功率测量和有效值计算，以及基波有功/无
功功率测量(ADE7878)和有效值计算。一个固定功½数字
信号处理器(DSP)负责实现这种信号处理。DSP程序存储在
内部ROM存储器中。
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878适合测量各种三
线、四线的三相配½有功/无功/视在功率，例如星½或三
角½等。各相均具有系统校准功½，即有效值偏移失调校
正、相½校准和增益校准。CF1、CF2和CF3逻辑输出可提
供许多功率信息：总有功/无功/视在功率、电流有效值和
值或基波有功/无功功率。
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878提供波½采样寄存
器，允许访问所有ADC输出。这些器件还提供电½质量监
测，如瞬时½压或高压检测、瞬时高电流变化、线电压周
期测量以及相电压与电流之间的角度等。利用SPI和I
2
C等
两个串行接口可以与ADE78xx通信，同时专用高速接口、
高速数据采集(HSDC)端口可以与I
2
C配合½用，以访问
ADC输出和实时功率信息。这些器件还有两个中断请求引
脚IRQ0和IRQ1，用来指示一个½½的中断事件已经发生。
对于ADE7868/ADE7878，½器件遭遇窃电篡改时，三种专
门设计的½功耗模式可确保电½累计的连续性。有关快速
参 考 图 ， 请 参 阅 表
1，
其 中 列 出 了 各 器 件 及 其 功 ½ 。
ADE78xx提供40引脚LFCSP无铅封装。
表1. 器件比较
WATT
是
是
是
是
VAR
是
是
是
否
IRMS、
VRMS
和VA
是
是
是
是
di/dt
是
是
是
是
基波WATT和
VAR
是
否
否
否
防窃电检测
和½功耗
模式
是
是
否
否
应用
电½计量系统
产品型号
ADE7878
ADE7868
ADE7858
ADE7854
概述
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878均为高精度、三相
电½计量IC，采用串行接口，并提供三路灵活的脉冲输出。
ADE78xx器件内½多个二阶Σ-∆型模数½换器(ADC)、数字
积分器、基准电压源电路及所有必需的信号处理电路，实
Rev. H
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的最新英文版数据手册。
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878
目½
产品特性
..........................................................................................1
应用....................................................................................................1
概述....................................................................................................1
修订历史
...........................................................................................3
功½框图
...........................................................................................5
技术规格
...........................................................................................9
时序特性....................................................................................12
绝对最大额定值............................................................................15
热阻
............................................................................................15
ESD警告.................................................................................... 15
引脚配½和功½描述
...................................................................16
典型性½参数
................................................................................18
测试电路
.........................................................................................21
术语..................................................................................................22
电源管理
.........................................................................................23
PSM0—正常功耗模式(所有器件)........................................23
PSM1—降耗模式(仅限ADE7868和ADE7878)...................23
PSM2—½功耗模式(仅限ADE7868和ADE7878) ..............23
PSM3—休眠模式(所有器件).................................................24
上电流程....................................................................................26
硬件复½....................................................................................27
½件复½功½
...........................................................................27
工½原理
.........................................................................................28
模拟输入....................................................................................28
模数½换....................................................................................28
电流通道ADC
..........................................................................29
di/dt电流传感器和数字积分器 ............................................31
电压通道ADC
..........................................................................32
更换相电压数据路径..............................................................33
电½质量测量
...........................................................................34
相½补偿....................................................................................39
参考电路....................................................................................41
数字信号处理器.......................................................................42
有效值测量
...............................................................................43
有功功率计算
...........................................................................47
无功功率计算—仅限ADE7858、
ADE7868和ADE7878...............................................................52
视在功率计算
...........................................................................57
波½采样模式
...........................................................................60
电½频率½换
...........................................................................60
无负½½条件
...............................................................................64
校验和寄存器
...........................................................................65
中断
............................................................................................66
串行接口....................................................................................68
快速设½为电表.......................................................................75
布局指南....................................................................................75
晶振电路....................................................................................76
ADE7878评估板 .......................................................................76
芯片版本....................................................................................76
硅片异常
.........................................................................................77
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878功½问题...........77
功½问题....................................................................................77
第1部分.
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878
功½问题....................................................................................79
寄存器列表.....................................................................................80
外½尺寸
.........................................................................................98
订购指南....................................................................................98
Rev. H | Page 2 of 100
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878
修订历史
2014年4月—修订版G至修订版H
更改“上电流程”部分....................................................................26
更改“晶振电路”部分....................................................................76
2013年10月—修订版F至修订版G
更改产品标题和产品特性部分
...................................................1
更改表2
.............................................................................................9
删除表6中的结温..........................................................................15
更改NC和CLKIN引脚描述.........................................................16
更换“典型性½参数”部分
...........................................................18
向“测试电路”部分添加文字.......................................................21
更改“术语”部分.............................................................................22
更改“PSM2—½功耗模式(仅限ADE7868和
ADE7878)”部分，增加图25........................................................24
更改“更换相电压数据路径”部分和图42
.................................33
更改“参考电路”部分；增加图56、图57、图58；
重新排序
.........................................................................................41
更改“电流有效值补偿”部分.......................................................44
更改“电流平均绝对值计算—仅限ADE7868和
ADE7878”部分和图60..................................................................45
更改“电压有效值失调补偿”部分
..............................................47
更改“线路周期有功功率累计模式”部分.................................51
更改“快速设½为电表”部分和图95..........................................75
更改图96和图97；增加“晶振电路”部分
.................................76
更改表33中的地址0xE520描述..................................................84
更改表43中的½11、½12、½13描述
.....................................91
更新“外½尺寸”.............................................................................99
2012年10月—修订版E至修订版F
更改图1
.............................................................................................4
更改图2
.............................................................................................5
更改图3
.............................................................................................6
更改图4
.............................................................................................7
更改表2
.............................................................................................8
更改图5
...........................................................................................11
表6下方增加文字..........................................................................14
更改图9和表8
............................................................................... 15
更改“上电流程”部分....................................................................24
更改图31和图32
............................................................................28
更改图39
.........................................................................................30
更改“电压波½增益寄存器”部分
..............................................31
更改图41
.........................................................................................32
更改“相½补偿”部分....................................................................37
更改“数字信号处理器”部分.......................................................39
更改公式12.....................................................................................40
更改“电流有效值失调补偿”部分
..............................................42
更改“电压通道有效值计算”部分
..............................................43
更改“电压有效值失调补偿”部分和图59
.................................44
更改公式20和公式21
...................................................................45
更改“有功功率计算”部分
...........................................................46
更改图62和随后的文字；更改公式25.....................................47
更改公式32、公式34和“无功功率增益校准”部分................50
更改“无功电½计算”部分
...........................................................51
更改图66
.........................................................................................52
更改“电½累计模式”部分和图67的标题
.................................53
更改公式40.....................................................................................54
更改“½用VNOM计算视在功率”部分.....................................55
更改“各种累计模式的CF输出”部分.........................................60
更改“CFx数据路径中相功率之和的符号”和公式47.............61
更改公式48.....................................................................................62
更改“校验和寄存器”部分和表23
..............................................63
更改图81
.........................................................................................66
更改图82
.........................................................................................67
更改“SPI兼容接口”部分
..............................................................68
修改“HSDC接口”部分
.................................................................70
更改图88
.........................................................................................71
更改图89，增加“快速设½为电表”部分、
“布局指南”部分和图90；重新排序..........................................72
增加图91和图92
............................................................................73
更改表30
.........................................................................................78
更改表33
.........................................................................................79
更改表46
.........................................................................................90
2011年4月—修订版D至修订版E
更改表2中的输入时钟频率参数
...............................................10
更改“电流有效值失调补偿”部分
..............................................42
更改“电压有效值失调补偿”部分
..............................................44
更改表30的注释2..........................................................................77
更改表33中的地址0xE707...........................................................80
更改表45
.........................................................................................87
更改表46
.........................................................................................88
更改表54中½½½7:3的默认值.................................................92
2011年2月—修订版C至修订版D
更改图1
.............................................................................................4
更改图2
.............................................................................................5
更改图3
.............................................................................................6
更改图4
.............................................................................................7
更改表2
.............................................................................................8
表5中的“SCLK沿”更改为“HSCLK沿”、
..................................13
更改“电流通道HPF”部分............................................................28
更改“di/dt电流传感器和数字积分器”部分
.............................30
更改“数字信号处理器”部分.......................................................39
更改图59
.........................................................................................44
更改图62
.........................................................................................47
更改图65
.........................................................................................49
更改图66
.........................................................................................52
Rev. H | Page 3 of 100
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878
更改“线路周期无功电½累计模式”部分和图67
...................53
更改“基于总有功/无功功率的空½½检测”部分......................
61
更改公式50.....................................................................................63
更改“HSDC接口”部分
.................................................................70
更改图87和图88
............................................................................71
更改图89
.........................................................................................72
更改表30
.........................................................................................77
更改表46
.........................................................................................88
2010年11月—修订版B至修订版C
更改表1中的信纳比(SINAD)参数...............................................9
更改图18
.........................................................................................18
更改图22
.........................................................................................19
更改“硅片异常”部分
...................................................................72
“硅片异常”部分增加表28 ...........................................................73
2010年8月—修订版A至修订版B
更改图1
.............................................................................................4
更改图2
.............................................................................................5
更改图3
.............................................................................................6
更改图4
.............................................................................................7
更改表8
...........................................................................................16
更改“上电流程”部分....................................................................23
更改公式6和公式7........................................................................33
更改公式17.....................................................................................43
更改“有功功率失调校准”部分
..................................................45
更改图63
.........................................................................................46
更改“无功功率失调校准”部分
..................................................49
更改图82
.........................................................................................65
增加“硅片异常”部分，后续表格重新编号
........................... 71
2010年3月-修订版0至修订版A
增加ADE7854、ADE7858和ADE7878................................. 通篇
重新组织布局
...........................................................................
通篇
增加表1，重新排序
.......................................................................1
增加图1；重新排序
.......................................................................3
增加图2
.............................................................................................4
增加图3
.............................................................................................5
更改“技术规格”部分......................................................................7
更改图9和表8
................................................................................14
更改“典型性½参数”部分
...........................................................16
更改图22
.........................................................................................18
更改“电源管理”部分....................................................................20
更改“工½原理”部分....................................................................25
更改图31和图32
............................................................................27
更改公式28.....................................................................................47
更改图83
.........................................................................................66
更改图86
.........................................................................................68
更改“寄存器列表”部分................................................................72
更改“订购指南”
............................................................................91
2010年2月—修订版0：初始版
Rev. H | Page 4 of 100
功½框图
RESET
17
26
25
24
5
6
REF
IN/OUT
VDD
AGND
AVDD
DVDD
DGND
4
AIRMSOS
ADE7854
AVAGAIN
AIRMS
2
PM0
3
PM1
CLKIN
27
POR
LDO
LDO
LPF
X
2
CLKOUT
28
X
2
AIGAIN
AVRMSOS
ADC
HPF
AWGAIN
AWATTOS
AVGAIN
LPF
ADC
HPF
PHASE A,
PHASE B,
AND
PHASE C
DATA
APHCAL
HPFDIS
[23:0]
LPF
AVRMS
HPFDIS
[23:0]
DIGITAL
INTEGRATOR
1.2V
REF
CF1DEN
IAP
7
PGA1
IAN
8
DFC
:
CF2DEN
33
CF1
VAP
23
PGA3
DFC
:
CF3DEN
34
CF2
IBP
9
ADC
DFC
PGA1
08510-204
图1.
ADE7854功½框图
ADC
TOTAL ACTIVE/APPARENT
ENERGIES AND VOLTAGE/
CURRENT RMS CALCULATION FOR
PHASE B
(SEE PHASE A FOR DETAILED
DATA PATH)
ADC
ADC
TOTAL ACTIVE/APPARENT
ENERGIES AND VOLTAGE/
CURRENT RMS CALCULATION FOR
PHASE C
(SEE PHASE A FOR DETAILED
DATA PATH)
Rev. H | Page 5 of 100
IBN
12
:
35
CF3/HSCLK
VBP
22
PGA3
29
IRQ0
32
IRQ1
36
SCLK/SCL
38
MOSI/SDA
ICP
13
PGA1
ICN
14
VCP
19
PGA3
VN
18
SPI
OR
I
2
C/HSDC
37
MISO/HSD
ADE7854/ADE7858/ADE7868/ADE7878
DIGITAL SIGNAL
PROCESSOR
39
SS/HSA
