71M6532 – высокоинтегрированная микросхема класса «система на кристалле» третьего поколения для однофазных счётчиков электроэнергии.
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 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 до 256 Кбайт, таймер реального времени, драйвер ЖКИ до 156 точек.
Синхронизация работы всех вычислительных процессов микросхемы осуществляется от недорого «часового» 32 КГц кварцевого резонатора, при этом таковая частота работы микроконтроллера микросхемы может быть до 10 МГц.
Запатентованная метрологическая схема является наиболее важным конкурентным преимуществом Teridian, позволяя с помощью минимального количества аппаратно-программных средств минимизировать затраты за высокую точность измерений.
Метрологическая схема 71M6532 состоит из коммутатора на 4 аналоговых входа, выход которого подключён к 22-х разрядному Дельта-Сигма АЦП. Дельта-Сигма АЦП взаимодействует на уровне обмена информации с 32-х разрядным вычислителем, 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.
Кроме перечисленных системообразующих узлов микросхема 71M6532 содержит значительное количество сервисных блоков: схему подключении внешнего батарейного питания к ОЗУ таймера реального времени, два последовательных интерфейса UART с поддержкой ИК драйвера с модуляцией, один интерфейс I2C, компаратор питания, аппаратный сторожевой таймер и ряд других узлов и блоков.
По сравнению с прототипной микросхемой первого поколения 71M6511 микросхема 71M6532 имеет новые свойства и усовершенствования, наиболее существенные из которых наличие SPI- интерфейса, дифференциальные аналоговые входы по току для датчиков, 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 256K объём Флеш памяти, большее количество точек драйвера ЖКИ. Энергопотребление в рабочем режиме у 71M6532 повышенное по сравнению с 71M6511 и составляет 39 мВт.
Микросхема 71M6532 выпускается в корпусе 100-LQFP в двух модификациях по объёму памяти Флеш: 71M6532D – 128 КБайт и 71M6532F – 256 Кбайт.
Последняя редакция фирменного технического описания микросхемы 71M6532 вышла в марте 2009 года REV V1.0.Список для выбора микросхем 71M6532:
71M6532D-IGT/F – микросхема класса система на кристалле для однофазных счётчиков электроэнергии, точность лучше 0,4%, память программ 128 Кбайт Флеш, корпус 100-LQFP, упаковка «на поддоне» 160 штук.
71M6532D-IGTR/F – микросхема класса система на кристалле для однофазных счётчиков электроэнергии, точность лучше 0,4%, память программ 128 Кбайт Флеш, корпус 100-LQFP изготовленный по безсвинцовой технологии, упаковка «на ленте» 1000 штук.
71M6532F-IGT/F – микросхема класса система на кристалле для однофазных счётчиков электроэнергии, точность лучше 0,4%, память программ 256 Кбайт Флеш, корпус 100-LQFP изготовленный по безсвинцовой технологии, упаковка «на поддоне» 160 штук.
71M6532F-IGTR/F – микросхема класса система на кристалле для однофазных счётчиков электроэнергии, точность лучше 0,4%, память программ 256 Кбайт Флеш, корпус 100-LQFP изготовленный по безсвинцовой технологии, упаковка «на ленте» 1000 штук.
Общие технические характеристики 71M6532:
- Точность измерения активной энергии в рабочем диапазоне температур и диапазоне измерений 2000:1
менее 0,4%
- Соответствует стандартам IEC62053 / ANSIC12.20.
- Два аналоговых дифференциальных входа датчиков по току и три однополярных входа по напряжению
- Импульсные выходы Wh/VARh с низким джитером плюс два дополнительных тестовых импульсных выхода (всего 4 выхода 10 КГц максимально)
- Счётчик импульсов для импульсных выходов
- Четырёхквадрантное измерение
- Детектор воровства (подключение трансформатора тока, катушки Роговского или шунта)
- Счётчик частоты сети для Таймера реального времени.
- Цифровая температурная компенсация
- Детектор «провалов» сети по фазам A и B
- Независимый 32-х разрядный вычислитель-процессор
- 46-64 Гц диапазон напряжений сети без дополнительной калибровки. Фазовая компенсация (±7?)
- Три режима работы от батарейки с восстановлением рабочего режима от таймера или кнопки
«прерывистый режим»(потребление 52 мкА)
режим индикации ЖКИ (21 мкА типовое потребление, ЦАП активный)
«спящий режим» (потребление 0,7 мкА)
- Индикация показаний при выключенном питании
- 39 мВт типовое потребление в рабочем режиме при питании 3,3 В и тактовой частоте 614 Кгц
- Режим подключения батарейки к ОЗУ и Таймеру реального времени
- 22-х разрядный дельта-сигма АЦП с 3360 Гц или 2520 Гц частотой выборки
- Флеш память с функцией защиты кода
- 8-ми разрядный однотактный микропроцессор серии 80515 с частотой до 10 МГц и интегрированным отладчиком
- ЖКИ драйвер на 268 точек
- Высокоскоростной последовательный SPI slave интерфейс для данных ОЗУ
- Аппаратный таймер реального времени для функций датировки событий с регистром подстройки частоты
- Аппаратный сторожевой таймер, монитор питания
- До 43-х портов ввода-вывода I/O общего назначения
- 128 Кбайт Флеш (71M6532D) или 256 Кбайт Флеш (71 М6532F)
- 4 Кбайт XRAM
- 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 71M6532 в составе:
