71M6533 – высокоинтегрированная микросхема класса «система на кристалле» третьего поколения для трёхфазных счётчиков электроэнергии.
Микросхема предназначена для использования в электронных трёхфазных счётчиках средней и повышенной производительности класса точности до 0.2.
Микросхема является усовершенствованной версией систем на кристалле Teridian предыдущих поколений и отличается повышенной производительностью, расширенной функциональностью и высокой помехоустойчивостью метрологических узлов.
Микросхема спроектирована с целью концентрации в одном кристале всех аппаратно-программных средств необходимых для производства электронного счётчика электроэнергии и требует минимальное колличество дополнительных электронных компонентов для осуществления всех своих функций.
Кристалл микросхемы комплектуется высокоточной метрологической схемой, запатентованной Teidian,
и полноценным набором сервисных аппаратных узлов, включающим микроконтроллер серии 8051, оперативную память 4 Кбайт, память программ Флеш 128 Кбайт, таймер реального времени, драйвер ЖКИ до 228 точек.
Синхронизация работы всех вычислительных процессов микросхемы осуществляется от недорого «часового» 32 КГц кварцевого резонатора, при этом тактовая частота работы микроконтроллера микросхемы может быть увеличена до 10 МГц с помощью встроенного умножителя частоты.
Запатентованная метрологическая схема является наиболее важным конкурентным преимуществом Teridian, позволяя с помощью минимального количества аппаратно-программных средств минимизировать и затраты за высокую точность измерений.
Метрологическая схема 71M6533 состоит из коммутатора на 7 аналоговых входов, выход которого подключён к 22-х разрядному Дельта-Сигма АЦП. Дельта-Сигма АЦП взаимодействует на уровне обмена информации с 32-х разрядным независимым вычислителем-процессором CE (Computation Engine), обеспечивающим обработку поступающей с АЦП информации с использованием заложенных в его память метрологических формул из области измерений параметров потребляемой электрической энергии. Оформленный в цифровом виде результат измерений поступает на микроконтроллер 8051, а для контроля работы на импульсные выходы в соответствие с существующей в отрасли электроэнергетики практикой.
Мощный 32-х разрядный вычислитель-процессор CE является важнейшим узлом микросхемы. Снабжённый собственной памятью программ и оперативной памятью он обеспечивает всему устройству лучшую в отрасли гибкость в использовании. Программы управляющие его работой являются собственностью Teridian и защищены от модификаций сторонними пользователями. Однако по запросу производителей счётчиков, разработчики Teridian всегда готовы предоставить специализированный код под специальные требования. Именно благодаря наличию такого CE микросхемы 71M6533 способны работать с различными типами датчиков: шунтом, трансформаторами тока и катушками Роговского, в том числе и в нестандартных модификациях.
По сравнению с прототипной микросхемой первого поколения 71M6513 микросхема 71M6533 имеет новые свойства и усовершенствования, наиболее существенные из которых наличие SPI- интерфейса, дифференциальные аналоговые входы по току, улучшенный менеджмент питания обеспечивающий менее 1 мкА в спящем режиме, повышенная 10 МГц тактовая частота микроконтроллера 8051, большая частота выборок измерений, гибкая система к памяти с общим доступом от СЕ и от микроконтроллера, увеличенный до 128K объём Флеш памяти, большее количество точек драйвера ЖКИ. Энергопотребление в рабочем режиме у 71M6533 повышенное по сравнению с 71M6513 и составляет 39 мВт.
Микросхема 71M6533 выпускается в корпусе 100 LQFP и в двух модификациях по точности измерений: 71M6533H – с точностью 0,1% и 71M6533 – с точность лучше 0,5%.
Последняя редакция фирменного технического описания микросхемы 71M6533 вышла в марте 2009 года REV1.0.Список для выбора микросхем 71M6533:
71M6533-IGT/F – микросхема класса система на кристалле для трёхфазных счётчиков электроэнергии, точность 0,5%, корпус 100-LQFP изготовленный по безсвинцовой технологии, упаковка «на поддоне» 90 штук.
71M6533-IGTR/F – микросхема класса система на кристалле для трёхфазных счётчиков электроэнергии, точность 0,5%, корпус 100-LQFP изготовленый по безсвинцовой технологии, упаковка «на ленте» 1000 штук.
71M6533H-IGT/F – микросхема класса система на кристалле для трёхфазных счётчиков электроэнергии, точность 0,1%, корпус 100-LQFP изготовленный по безсвинцовой технологии, упаковка «на поддоне» 90 штук.
71M6533H-IGTR/F – микросхема класса система на кристалле для трёхфазных счётчиков электроэнергии, точность 0,1%, корпус 100-LQFP изготовленный по безсвинцовой технологии, упаковка «на ленте» 1000 штук.
Общие технические характеристики 71M6533:
Точность измерения активной энергии в рабочем диапазоне температур и диапазоне измерений 2000:1
менее 0,1% для 71M6533H
менее 0,5% для 71M6533
- Соответствует стандартам IEC62053 / ANSIC12.20.
- Семь входов датчиков включая менеджмент нейтрали
- Импульсные выходы Wh/VARh с низким джитером плюс два дополнительных тестовых импульсных выхода со счётчиком импульсов (всего 4 выхода, 10 Кгц максимум)
- Четырёхквадрантное измерение
- Фазовое упорядочивание
- Счётчик частоты сети для Таймера реального времени.
- Цифровая температурная компенсация
- Независимый 32-х разрядный вычислитель-процессор
- Детектор «провалов» сети
- Независимый 32-х разрядный вычислитель-процессор
- 46-64 Гц диапазон напряжений сети без дополнительной калибрации
- Фазовая компенсация (±7 градусов)
- Три режимы переключения на питание от батарейки:
режим «прерывистой работы» (ток потребления 82 мкА)
режим только индикации ЖКИ (ток потребления 21 мкА, ЦАП активен)
спящий режим (ток потребления 0,7 мкА)
- Отображения потребления энергии при выключенном питании
- Режим подключения батарейки к ОЗУ и Таймеру реального времени
- 39 мВт – потребляемая мощность в рабочем режиме при 3,3 В и 614 кГц тактовой частоте микроконтроллера
- 22-х разрядный Дельта-Сигма АЦП
- 8-ми разрядный микропроцессор серии 80515 с однотактными командами, 10 МГц тактовая частота, интегрированный отладчик
- ЖКИ драйвер на 228 точек
- I2C/Microwire EEPROM интерфейс
- Высокоскоростной Slave SPI интерфейс для данных ОЗУ
- Аппаратный таймер реального времени для функций датировки событий с регистром подстройки частоты
- Аппаратный сторожевой таймер, монитор пропадания питания
- 4-ре выделенных плюс 35 многофункциональных портов ввода-вывода I/O общего назначения
- 128KB Flash память с защитой кода и возможностью модификации «на ходу»
- 4 Кбайт RAM
- Два последовательных интерфейса UART для ИК коммуникаций и АСКУЭ, ИК драйвер с модуляцией
- Промышленный температурный диапазон
- 100 выводной LQFP корпус
Блок-схема счётчика с микросхемой 71M6533 в составе:
