スマート・メーター技術

ADE7953は高精度な電子電力量計用のICで、単相アプリケーション向けとなっています。この製品は、ラインの電圧と電流を計測し、有効電力量、無効電力量、皮相電力量および瞬時のRMS電圧とRMS電流を計算します。 

この製品は、高精度電力量計測コアと、3個のΣ-ΔADCが組み込まれています。2番目の入力チャンネルは同時にニュートラル電流を測定し、盗電防止とニュートラル電流課金を可能とします。その他のチャンネルは、完全な信号経路を備えており、フル・レンジの計測が可能となっています。各入力チャンネルは、独立して柔軟なゲイン段をサポートしていますので、この製品は、電流トランス（CT）や小さな値のシャント抵抗のような種々の電流センサーと共に使うには適しています。2つの内蔵されている積分器は、ロゴスキー・コイル（空心コイル）センサーの使用を可能としています。 

ADE9153A は、自動キャリブレーション機能付きの高精度単相電力量計 IC です。mSure^® 自動キャリブレーション機能により、シャント抵抗を電流センサーとして使用する場合に正確なソースまたはリファレンス・メーターを使用しなくても、電流および電圧チャンネルを自動的に補正できます。mSure 自動キャリブレーションは、クラス 1 またはクラス 2 メーターに対応しています。

ADE9153A には、88 dB の S/N 比（SNR）を実現する 3 つの高性能 A/D コンバータ（ADC）が組み込まれています。ADE9153A では、ライン電圧および電流、有効電力量、基本波無効電力量、皮相電力量、電流および電圧の実効値の計算などの高度な測定機能セットを利用できます。ゼロ交差検出、ライン周期計算、角度測定、ディップとスウェル、ピークおよび過電流検出、力率の測定などの電力品質の測定も含まれます。各入力チャンネルでは、独立した柔軟なゲイン段がサポートされています。電流チャンネル A はシャントに最適で、柔軟なゲイン段があり、62.5 mV ピークから 26.04 mV ピークまでのフルスケール入力範囲を提供します。電流チャンネル B には、カレント・トランス（CT）用の 1×、2×、および 4× のゲイン段があります。10 MHz の高速シリアル・ペリフェラル・インターフェース（SPI）ポートにより、ADE9153A レジスタにアクセスできます。

ADE9153A は 3.3 V の電源で動作し、32 ピン LFCSP パッケージで提供されます。

アプリケーション

• 単相電力量計
• 電力量および電力測定
• 街路照明
• スマート配電システム
• 装置の状態監視

ADE9000は高精度、全機能内蔵の多相電力量／電力品質モニタリング用デバイスです。優れたアナログ性能とデジタル・シグナル・プロセッサ(DSP) コアにより広いダイナミック・レンジにわたり正確な電力量モニタリングが可能です。ハイエンドのリファレンスを内蔵しているので全温度範囲で温度ドリフトが低く、プログラマブル・ゲイン・アンプ (PGA)、A/D コンバータ(ADC)を含む1チャンネルにわたる総合ドリフトは最大で±25 ppm/°C 以下です。

ADE9000は完璧な電力モニタリング機能があり、rms、有効、無効、皮相の電力と電力量に関する総合と基本波の測定値を提供します。低下と増大のモニター、周波数、位相角、電圧全高調波歪み（VTHD）、電流全高調波歪み（ITHD）、力率の測定のような高度な機能を備えているので電力品質の測定の実施が可能になります。IEC 61000-4-30 クラスSに従って計算される ½サイクルrms、10サイクルrms、12サイクルrmsはリアルタイム・モニタリングのための瞬時rms測定値を提供します。

ADE9000は、32 kSPSあるい8 kSPSの固定データ・レート、またはライン・サイクルあたり 128ポイントを保証するライン周波数に基づいて変化するサンプリング・レートでサンプルを格納する、柔軟な波形バッファを内蔵しています。リサンプリングは、外部プロセッサで50以上の高調波の高速フーリエ変換（FFT）計算を簡素化します。

ADE9000はアクイジション・エンジンと計算エンジンをすきまなく集積することにより、電力量と電力の品質モニタリング・システムの実施を簡素化しています。内蔵のADC と DSPエンジンは各種パラメータを計算して、ユーザがアクセス可能なレジスタを介してデータを提供したり、あるいは割り込みピンを通してイベントを表示します。ADE9000は7個の専用ADCチャンネルを備えており、3相システム又は最大3個の単相システムに使用可能です。この製品はカレント・トランス（CT）あるいはロゴスキー・コイルに対応しているので電流測定が行えます。デジタル積分器を備えているのでロゴスキー・コイルに要求されるデスクリートの積分器は必要ありません。

ADE9000は電力モニタリング・システムの大部分の計算の複雑さを緩和します。簡素なホスト・マイクロコントローラを使用する事により、ADE9000はスタンドアロンのモニタリング・システム又は保護システムあるいはデータをクラウドにアップロードする低価格ノードの設計を可能にします。

このデータシートを通して、CF4/EVENT/DREADYのような複数機能をもつピンはピン名をフルで呼称する場合とピンの1機能（たとえばEVENTで、その機能のみ関連する時）で呼称する場合がある事に注意してください。

• 電力量と電力のモニタリング
• 電力品質のモニタリング
• 保護用デバイス
• 機械の正常動作監視
• スマート電力分配ユニット
• 多相電力量計

ADE9103/ADE9112/ADE9113は、DCおよびシャントベースの多相電力量計アプリケーションに使用される高精度同時サンプリングΣ-Δ A/Dコンバータ（ADC）です。ADE9113には、安全認証を取得した信号と電力のガルバニック絶縁、そして同時にサンプリング可能な3つの完全差動24ビット Σ-Δ ADCチャンネルが統合されています。ADE9112は、電圧チャンネルが1つだけ求められる絶縁アプリケーション向けに完全差動Σ-Δ ADCチャンネルを2つ備えています。ADE9103は、非絶縁型の3チャンネルΣ-Δ ADCです。中性線の計測など、絶縁が要求されないアプリケーションに使用されます。ADE9103/ADE9112/ADE9113はいずれも高ゲインの電流チャンネルを搭載しています。この電流チャンネルは、電流センサーとしてシャント抵抗と共に使用する場合に最適です。複数のADE9103/ADE9112/ ADE9113デバイスを同期させてサンプリングを同時に行い、コヒーレントな出力を得ることができます。

電流チャンネルADCは、サンプル・レート4kSPS、信号帯域幅1.65kHz、ゲイン・ドリフト13ppm/°C（代表値）で86dBFSのS/N比（Signal to Noise Ratio）を提供し、クラス0.2までの精度を実現します。電圧ADCのS/N比は、同じサンプル・レートおよび帯域幅で91dBFSとなります。電流チャンネル（IPとIM）のゲインが高いため、より小さな抵抗のシャントを使用して熱による損失を低減できます。2nV/°Cという低いオフセット・ドリフトにより、DC計測に必要な性能が得られます。

ADE9103/ADE9112/ADE9113は、システムのコスト削減と堅牢性の向上を実現します。メインのADE9103/ADE9112/ADE9113は、単一の水晶発振子で、別途最大3つのADE9103/ADE9112/ADE9113のクロックを駆動できます。双方向のシリアル・ポート・インターフェース（SPI）はデイジーチェーン機能をサポートします。これによって、すべてのレジスタへのアクセスが可能になると共に、必要なマイクロコントローラのピン数を削減できます。28ピンのSOIC_W_FPでは、よりコンパクトなレイアウトが可能となります。双方向の巡回冗長検査（CRC）によってデータ転送の有効性が確保され、重大な異常は、IRQピンでシステムに通知されます。ADE9112とADE9113は、高電圧コンデンサを追加した2層プリント回路基板（PCB）上、および内部ステッチング・コンデンサを備えた4層PCB上でCISPR 32クラスBの放射基準を満たしています。

アプリケーション

• シャント抵抗電流センサー・ベースの多相電力量計
• 電気自動車の充電設備
• DCメータ
• 電力品質モニタリング
• 太陽光発電インバータ
• プロセス・モニタリング
• 保護用デバイス
• 絶縁センサー・インターフェース

ADE9103/ADE9112/ADE9113は、DCおよびシャントベースの多相電力量計アプリケーションに使用される高精度同時サンプリングΣ-Δ A/Dコンバータ（ADC）です。ADE9113には、安全認証を取得した信号と電力のガルバニック絶縁、そして同時にサンプリング可能な3つの完全差動24ビット Σ-Δ ADCチャンネルが統合されています。ADE9112は、電圧チャンネルが1つだけ求められる絶縁アプリケーション向けに完全差動Σ-Δ ADCチャンネルを2つ備えています。ADE9103は、非絶縁型の3チャンネルΣ-Δ ADCです。中性線の計測など、絶縁が要求されないアプリケーションに使用されます。ADE9103/ADE9112/ADE9113はいずれも高ゲインの電流チャンネルを搭載しています。この電流チャンネルは、電流センサーとしてシャント抵抗と共に使用する場合に最適です。複数のADE9103/ADE9112/ ADE9113デバイスを同期させてサンプリングを同時に行い、コヒーレントな出力を得ることができます。

電流チャンネルADCは、サンプル・レート4kSPS、信号帯域幅1.65kHz、ゲイン・ドリフト13ppm/°C（代表値）で86dBFSのS/N比（Signal to Noise Ratio）を提供し、クラス0.2までの精度を実現します。電圧ADCのS/N比は、同じサンプル・レートおよび帯域幅で91dBFSとなります。電流チャンネル（IPとIM）のゲインが高いため、より小さな抵抗のシャントを使用して熱による損失を低減できます。2nV/°Cという低いオフセット・ドリフトにより、DC計測に必要な性能が得られます。

ADE9103/ADE9112/ADE9113は、システムのコスト削減と堅牢性の向上を実現します。メインのADE9103/ADE9112/ADE9113は、単一の水晶発振子で、別途最大3つのADE9103/ADE9112/ADE9113のクロックを駆動できます。双方向のシリアル・ポート・インターフェース（SPI）はデイジーチェーン機能をサポートします。これによって、すべてのレジスタへのアクセスが可能になると共に、必要なマイクロコントローラのピン数を削減できます。28ピンのSOIC_W_FPでは、よりコンパクトなレイアウトが可能となります。双方向の巡回冗長検査（CRC）によってデータ転送の有効性が確保され、重大な異常は、IRQピンでシステムに通知されます。ADE9112とADE9113は、高電圧コンデンサを追加した2層プリント回路基板（PCB）上、および内部ステッチング・コンデンサを備えた4層PCB上でCISPR 32クラスBの放射基準を満たしています。

アプリケーション

• シャント抵抗電流センサー・ベースの多相電力量計
• 電気自動車の充電設備
• DCメータ
• 電力品質モニタリング
• 太陽光発電インバータ
• プロセス・モニタリング
• 保護用デバイス
• 絶縁センサー・インターフェース

ADE9430は、必要な機能をすべて内蔵した高精度の多相電力量および電力品質モニタリング・デバイスです。優れたアナログ性能とデジタル・シグナル・プロセシング（DSP）コアが、広いダイナミック・レンジにわたり正確な電力量モニタリングを可能にします。内蔵のハイエンド・リファレンスは全温度範囲で低ドリフトが確保されており、プログラマブル・ゲイン・アンプ（PGA）とA/Dコンバータ（ADC）を含むチャンネル全体の総合ドリフトは、最大で±25ppm/°C未満です。

ADE9430は、実効値、周波数、位相角、有効電力、無効電力、皮相電力、およびそれぞれの電力量に関する瞬時総合値と基本値を計測することによって、必要なあらゆる電力品質モニタリング機能を提供します。オプションのADSWPQ-CLS電力品質ライブラリを使用すると、ディップとスウェルのモニタリング、電力周波数、位相角、電圧全高調波歪み（VTHD）、電流全高調波歪み（ITHD）などの高度な電力品質機能が可能になります。1サイクル実効値、10サイクル実効値／12サイクル実効値、およびオプションのADSW-PQ-CLS電力品質ライブラリの各種機能の計算は、IEC 61000-4-30クラスSに従って実行されます。ADSW-PQ-CLSの利用をご要望の場合は、ソフトウェア・リクエスト・フォーム | アナログ・デバイセズでソフトウェア・リクエスト・フォームにご記入ください（対象テクノロジは電力品質モニタリングとする必要があり、プロセッサ／システム・オン・チップ（SoC）はADE9430となります）。

ADE9430は、10サイクルまたは12サイクルあたり1024ポイントのリサンプリング波形を作成します。このデバイスは、外部プロセッサを使って、少なくとも40個の高調波を含む高速フーリエ変換（FFT）を行いますが、リサンプリングはこの計算を容易にします。

ADE9430は、アクイジション・エンジンと計算エンジンが緊密に統合化されているため、電力量および電力品質モニタリング・システムの実装と認定が容易になります。内蔵のADCとDSPエンジンが様々なパラメータを計算し、ユーザ・アクセス可能なレジスタを介してデータを提供したり、割込みピンを介してイベントを示したりします。7個の専用ADCチャンネルを備えたADE9430は、3相システムや、最大3つの単相システムで使用できます。このデバイスは、電流計測時に外部アナログ積分器を使用することで、電流トランス（CT）やロゴスキー・コイルにも対応できます。

ADE9430は、電力品質モニタリング・システムにおける複雑な計算のほとんどに対応できます。シンプルなホスト・マイクロコントローラとオプションのADSW-PQ-CLS電力品質ライブラリを併用することで、ADE9430は、スタンドアロンのモニタリング・システムや保護システムの設計、あるいはデータをクラウドにアップロードする低価格ノードの設計を可能にします。

アプリケーション

• 電力量および電力モニタリング
• 電力品質モニタリング規格への準拠
• 保護用デバイス
• 装置の状態監視
• スマート配電ユニット
• 多相電力量計