ADE9178

推荐用于新设计

带PEN故障检测的能源管理DSP

数据手册 (Rev. A) 产品选型表
产品技术资料帮助

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概述

  • 计量芯片，可与以下任意组合的AFE搭配使用：
    • ADE9113（3通道、隔离式、Σ-Δ ADC）
    • ADE9112 （2通道、隔离式、Σ-Δ ADC）
    • ADE9103（3通道、非隔离式、Σ-Δ ADC）
  • 通过4线SPI可支持最多四个ADE9113/ADE9112/ADE9103菊花链连接的ADC
    • 最多可支持总计12个ADC通道的数据采集
  • 4线SPI用于主机MCU通信，最高速率25 MHz
  • 总有功电能计算
  • C级准确率(0.5%)，支持以下标准：
    • MID 2014/32/EU Annex V
    • EN 50470-1:2006
    • EN 50470-3:2006
    • EN 50470-3:2022
    • IEC 62052-11:2020
    • IEC 62053-21:2020
    • OIML G 22:2022
    • NIST Handbook 44:2023
  • 基于滤波RMS的总视在电能计算
  • 电能累计、导入与导出功能，适用于反向供电/车辆到电网(V2G)应用
  • 基本电能质量功能
    • 短时欠压或过压（骤降/骤升）检测
    • 短时欠流或过流（骤降/骤升）检测
    • 线路频率计算，精度10 mHz
    • 相电压与相电流之间的相位角
    • 功率因数计算
  • 所有ADC通道均配备可配置的相位、增益和失调校准寄存器
  • 两个可配置的校准频率(CF)脉冲输出
  • 可配置：无负载检测
  • 相序检测
  • 所有ADC通道支持全周期、半周期RMS及滤波RMS测量
  • 支持的频率范围：45 Hz至65 Hz/li>
  • 四个用户可编程中断输出(IRQ)
  • PEN开路故障检测（符合BS 7671:2018修正案1:2020）
  • 通过UART发送引脚实现波形流传输
  • 数据路径多路复用，允许任何ADC数据用于任意数据处理路径/li>
  • 温度范围：−40°C至+105°C
  • 采用5 mm × 5 mm尺寸、40引脚LFCSP封装

ADE9178是一款计量数字信号处理器(DSP)，可与ADE9113/ADE9112/ADE9103型Σ-Δ模数转换器(ADC)组合使用。ADE9178是一款高精度三相电能计量集成电路，主要面向电动汽车供电设备(EVSE)市场，配备串行外设接口(SPI)和两个灵活的脉冲输出。ADE9178可通过SPI协议与最多四个菊花链连接的ADE9113/ADE9112/ADE9103器件实现接口通信。ADE9178集成了执行总有功电能、视在电能计量及均方根(RMS)计算所需的全部信号处理功能，由专用固定功能数字信号处理器(DSP)执行这些信号处理任务。

ADE9178凭借丰富的功能组合，非常适合电动汽车供电设备(EVSE)市场，例如无需额外硬件即可实现保护接地与中性线(PEN)开路故障检测、基于半周期/全周期均方根(RMS)的过流和过压检测，以及车辆到电网/家庭(V2X)功能。

ADE9178可在多种三相配置下测量有功和视在电能，包括星形或三角形连接、三线和四线制、单相及分相系统，同时支持50 Hz和60 Hz线路频率。ADE9178为每个ADC通道提供增益、失调和相位校准功能。CF1和CF2逻辑输出提供与测量累计电能成比例的功率信息。

ADE9178集成了部分基本电能质量测量功能，如短时欠压/欠流或过压/过流检测、线路电压周期测量，以及相电压与相电流之间的相位角测量。主机微控制器(MCU)可通过4线SPI与ADE9178通信，波形流可通过ADE9178的WAVEFORM_TX引脚供主机MCU访问。ADE9178还配备四个用户可编程中断引脚（IRQ0、IRQ1、IRQ2、IRQ3），用于指示已发生的使能中断事件。ADE9178采用40引脚TQFN-EP封装。

有关如何在EVSE应用中设置ADE9178的更多详情，请参阅应用笔记《ADE9178在电动汽车充电器计量解决方案中的应用》。

应用

  • 电动汽车供电设备
  • 基于分流器的多相电表
  • 太阳能逆变器
  • 电能和电源监控
ADE9178
带PEN故障检测的能源管理DSP
ADE9178 Functional Block Diagram ADE9178 Typical Application Diagram ADE9178 Pin Configuration
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数据手册 1

用户手册 2

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软件资源

ADE9178 Calibration and Conversion Excel Sheet

ADE9178 driver and EVAL-ADE9178 example code 3

硬件生态系统

部分模型 产品周期 描述
ADE7978
量产 用于三相分流电表的三相计量IC
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评估套件

eval board
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schematic 2
schematic 3
AD-ACEVSE22KWZ-KIT

AD-ACEVSE22KWZ-KIT

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特性和优点

  • 计量子系统以及二级、7kW 至 22kW 电动汽车供电设备 (EVSE) 的其他选定功能
  • 适用于 ADE9112、ADE9113 和 ADE9178 的全功能板
  • 额定电压为三相，240V RMS 线对中性电压
  • 额定电流测量高达 32A，使用板载分流器
  • 支持高达 22kW 的组合功率传输至负载
  • 采用 MAX32672 低功耗、安全微控制器
  • 支持 LCD 显示屏以显示能量和状态更新
  • 通过 RS-485 通信接口支持 MODBUS™ 协议
  • 支持 Protobuf™消息与 EVerest 开源软件（OSS）进行通信
  • IEC61851 兼容状态机实现

产品详情

AD-ACEVSE22KWZ-KIT 是针对计量子系统和其他选定功能在内的 2 级、7 kW 至 22 kW 交流电动汽车供电设备 (EVSE) 的参考设计。它包括 ADE9113 隔离式 Σ-Δ 模数转换器 (ADC) 与 ADE9178 计量 DSP，可精确测量输送到电动汽车 (EV) 的能量。它包括 MAX32672 超低功耗 ARM® Cortex®-M4 处理器，这是一款经济高效、高度集成且高度可靠的 32 位微控制器，用于收集能量测量数据并安全地将其发送到主机进行显示。当充电插头插入电动汽车时，微控制器上运行充电控制状态机以转换不同的充电状态。该套件包括柔性印刷电路 (FPC) 连接器和 LCD，用于读取充电周期内的能量测量值和状态转变。电源输入/输出、控制导频 (CP) 和接近导频 (PP) 信号在电路板边缘的连接器上显露。输送到电动汽车的能量以分流器和电阻阶梯网络两端的电压降来测量，这使得在现场设置电路板变得容易。

eval board
schematic 4
schematic 5
schematic 6
EVAL-ADE9178

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特性和优点

  • Fully featured evaluation kit (EV kit) board for the ADE9178 and ADE9113 chipset
  • Up to 32 A current measurement with on-board shunts
  • Up to 240 VRMS nominal line neutral voltage measurement
  • CLI to read/write registers
  • GUI to read/write registers

产品详情

The ADE9178EVKIT# EV kit board allows the performance of the ADE9178 alongside the ADE9113 analog-to-digital converters (ADCs) to be evaluated. With the inclusion of the resistor ladder network and shunts, this ADE9178EVKIT# EV kit board allows for easy setup procedure due to the fact that no external components are needed.

The ADE9178EVKIT# EV kit board comes preprogrammed with software including a command line interface (CLI) tool to communicate with the EV kit over serial and a graphical user interface (GUI). The CLI and GUI tools provide access to the part registers for board calibration and calibration frequency (CF) pulse generation. For more details on how to use the CLI/GUI and access the detailed software guide, see the Evaluation Board Software section.

Full specifications on the ADE9178 and ADE91xx are available in the ADE9178 and ADE91xx data sheet, respectively, available from Analog Devices, Inc., and must be consulted with this user guide when using the ADE9178EVKIT# EV kit board.
AD-ACEVSE22KWZ-KIT
AD-ACEVSE22KWZ-KIT
AD ACEVSE22KWZ-KIT Board Photo Angle View AD ACEVSE22KWZ-KIT Board Photo Top View AD ACEVSE22KWZ-KIT Board Photo Bottom View
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EVAL-ADE9178 Angle View EVAL-ADE9178 Bottom View EVAL-ADE9178 Top View

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