ADE9178

新規設計に推奨

Energy Management DSP with PEN Fault Detection

Energy Management DSP with PEN Fault Detection

利用上の注意

本データシートの英語以外の言語への翻訳はユーザの便宜のために提供されるものであり、リビジョンが古い場合があります。最新の内容については、必ず最新の英語版をご参照ください。

なお、日本語版のデータシートは基本的に「Rev.0」(リビジョン0)で作成されています。そのため、英語版が後に改訂され、複数製品のデータシートがひとつに統一された場合、同じ「Rev.0」の日本語版のデータシートが異なる製品のデータシートとして表示されることがあります。たとえば、「ADM3307E」の場合、日本語データシートをクリックすると「ADM3311E」が表示されます。これは、英語版のデータシートが複数の製品で共有できるように1本化され、「ADM3307E/ADM3310E/ADM3311E/ADM3312E/ADM3315E」(Rev.J)と改訂されたからで、決して誤ってリンクが張られているわけではありません。和文化されたデータシートを少しでも有効に活用していただくためにこのような方法をとっておりますので、ご了解ください。

アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいはその利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は予告なしに変更する場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有に属します。

Viewing:

製品情報

  • Metrology chip for use with any combination of the following AFEs
    • ADE9113 (3-channel, isolated, Σ-Δ ADC)
    • ADE9112 (2-channel, isolated, Σ-Δ ADC)
    • ADE9103 (3-channel, non-isolated, Σ-Δ ADC)
  • Can support up to four ADE9113/ADE9112/ADE9103 daisy-chained ADCs through 4-wire SPI
    • Supports up to a total of 12 ADC channels of data
  • 4-wire SPI for Host MCU communications up to 25 MHz
  • Total active energy calculation
  • Class C accuracy (0.5%), supports the following
    • 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
  • Total apparent energy calculation using filtered RMS
  • Energy accumulation, import and export for reverse power/vehicle to grid (V2G) applications
  • Basic power quality features
    • Short-duration undervoltage or overvoltage (dip/swell) detection
    • Short-duration undercurrent or overcurrent (dip/swell) detection
    • Line frequency calculation with 10 mHz accuracy
    • Angles between phase voltages and currents
    • Power-factor calculation
  • Configurable phase, gain and offset calibration registers for all ADC channels
  • Two configurable calibration frequency (CF) pulse outputs
  • Configurable: no load detection
  • Phase-sequence detection
  • RMS on full cycle, half cycle and filtered RMS on all ADC channels
  • Supported frequency range: 45 Hz to 65 Hz
  • Four user-programmable interrupt outputs (IRQs)
  • PEN open fault detection (BS 7671:2018 Amendment 1:2020)
  • Waveform streaming through UART transmit pin
  • Datapath multiplexing to allow any ADC data to be used for any data processing path
  • Temperature range: −40°C to +105°C
  • Available in 5 mm × 5 mm, 40-lead LFCSP package

The ADE9178 is a metrology digital signal processor (DSP) for use with a combination of ADE9113/ADE9112/ADE9103 sigma delta analog-to-digital converters (ADCs). The ADE9178 is a high accuracy, 3-phase electrical energy measurement IC primarily for the electric vehicle supply equipment (EVSE) market with serial peripheral interface (SPI) and two flexible pulse outputs. The ADE9178 can interface with up to four daisy-chained ADE9113/ADE9112/ADE9103 devices through SPI protocol. The ADE9178 incorporates all the signal processing required to perform total active energy, apparent energy measurements, and root mean square (RMS) calculations. A fixed function DSP executes this signal processing.

The ADE9178 is well-suited for the EVSE market due to its broad feature set such as protective earth and neutral (PEN) open fault detection without the need for any additional hardware, overcurrent, and overvoltage detection using RMS of half cycle/one cycle and vehicle to grid/home (V2X) capabilities.

The ADE9178 measures active and apparent energy in various 3-phase configurations, such as wye or delta services, with both three and four wires, single phase, and split phase while supporting both 50 Hz and 60 Hz line frequencies. The ADE9178 provides gain, offset, and phase calibration features for each ADC channel. The CF1 and CF2 logic outputs provide power information that is proportional to the measured accumulated energy.

The ADE9178 incorporates some basic power quality measurement features, such as short-duration undervoltage/undercurrent or overvoltage/overcurrent detection, line voltage period measurements, and angles between phase voltages and currents. A Host microcontroller unit (MCU) can be used to communicate with the ADE9178 through 4-wire SPI. Waveform streaming can be accessed by the Host MCU through the WAVEFORM_TX pin of the ADE9178. The ADE9178 also has four user-programmable interrupt pins, IRQ0, IRQ1, IRQ2, and IRQ3, to indicate that an enabled interrupt event has occurred. The ADE9178 is available in a 40-lead, TQFN-EP package.

For more details on how to setup the ADE9178 in an EVSE application, refer to the application note Using ADE9178 for EV Charger Metrology Solution.

Applications

  • Electric vehicle supply equipment
  • Shunt-based polyphase meters
  • Solar inverters
  • Energy and power monitoring

ADE9178
Energy Management DSP with PEN Fault Detection
ADE9178 Functional Block Diagram ADE9178 Typical Application Diagram ADE9178 Pin Configuration
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ソフトウェア・リソース

ADE9178 Calibration and Conversion Excel Sheet

ADE9178 driver and EVAL-ADE9178 example code 3


ハードウェア・エコシステム

製品モデル 製品ライフサイクル 詳細
ADE7978 製造中 3相計量用IC、多相シャント抵抗を使うメータ向け
※英文データシート(Rev.B)に対するエラッタがあります
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評価用キット

eval board
AD-ACEVSE22KWZ-KIT

AD-ACEVSE22KWZ-KIT

機能と利点

  • レベル2、7kW~22kW電気自動車用給電装置(EVSE)の計測サブシステムおよびその他の選択された機能
  • ADE9112、ADE9113、ADE9178用のフル機能ボード
  • 3相、最大240V RMSの相電圧定格
  • 最大32Aの電流測定定格(シャント内蔵)
  • 最大22kWの負荷への結合電力伝送をサポート
  • 低消費電力のセキュアなマイクロコントローラMAX32672を搭載
  • エネルギーと状態の更新を確認できるLCDディスプレイをサポート
  • RS-485通信インターフェースを介してMODBUS™プロトコルをサポート
  • EVerestオープン・ソース・ソフトウェア(OSS)と通信するためのProtobuf™メッセージをサポート
  • IEC61851準拠のステート・マシンを実装

製品詳細

AD-ACEVSE22KWZ-KITは、レベル2、7kW~22kW ACの電気自動車用給電装置(EVSE)の計測サブシステムおよびその他の選択された機能のリファレンス・デザインです。ADE9113(絶縁型Σ-Δ A/Dコンバータ(ADC))とADE9178(計測用デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP))の組み合わせにより、電気自動車(EV)に供給されるエネルギーを正確に測定します。超低消費電力のARM® Cortex®-M4プロセッサ内蔵のMAX32672(高コスト効率、高集積、高信頼性の32ビット・マイクロコントローラ)が搭載されており、エネルギー測定値を蓄積し、それをホストへ確実に送信して表示することができます。充電プラグが電気自動車に挿入されると、マイクロコントローラ上で充電制御ステート・マシンが実行され、様々な充電状態に遷移します。このキットには、充電サイクル中のエネルギー測定値と状態遷移を読み取るためのフレキシブル・プリント回路(FPC)コネクタとLCDが含まれています。ボードの端にあるコネクタに、電源入出力信号、CP(Control Pilot)信号、PP(Proximity Pilot)信号用の配線があります。EVに供給されるエネルギーは、シャントおよび抵抗ラダー・ネットワーク間の電圧降下として測定されるため、フィールドでボードを簡単にセットアップできます。

eval board
EVAL-ADE9178

機能と利点

  • 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

製品詳細

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
EVAL-ADE9178
EVAL-ADE9178 Angle View EVAL-ADE9178 Bottom View EVAL-ADE9178 Top View

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