BL6525 Datasheet PDF - BELLING

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BL6525
BELLING

Part Number BL6525
Description Single-phase active and RMS metering chip
Page 9 Pages


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特点
BL6525 单相有功及有效值计量芯片
概述
高精度,在输入动态工作范围(1000:1)内,
有功功率非线性测量误差小于 0.1%
在输入动态工作范围(500:1)内,电流有效值
绝对测量误差小于 0.1%
在输入动态工作范围(500:1)内,电压有效值
绝对测量误差小于 0.3%
低速模式下脉冲输出高稳定性,输出频率波动
小于 0.2%。另具有高速脉冲输出模式,可以用于高
速校验
精确测量正、负两个方向的有功功率,且以同
一方向计算电能,以快速脉冲输出 CF
精确测量视在功率,并以快速脉冲输出 CF_VA
精确测量电流电压有效值,并以快速脉冲输出
CF_I CF_V
防窃电功能,逻辑输出脚 REVP 用于显示反向
用电或者错误用电状况
芯片上有电压检测电路,检测掉电状况
具有防潜动功能
芯片上带参考电压源 2.5V±8%(温度系数典
型值 30ppm/℃),也可以使用外部电压源
芯片上带晶振时钟(芯片内置晶振)
单工作电源 5V,低功耗 20mW(典型值)
BL6525 集成电路是电子式电度表的核心计量
芯片,它在设计上采用了过采样和数字信号处理技
术,从而大大地提高了芯片的测量准确度。同时,
A/D 转换后的数据均由数字电路进行运算和处
理,保证了芯片的长期稳定性。基于此芯片设计的
电子式电度表具有外围电路简单、精度高、稳定性
好等特点,适用于单相两线电力用户的电能计量。
BL6525 对正反向有功功率、视在功率和电流
电压有效值均可测量,且可将有功功率、视在功率
及电流电压有效值转换成与输入信号成正比的脉
冲输出,同时在芯片引脚(REVP)上给出了反向用电
指示。因此, 用 BL6525 制成的电子式电度表可以
完全符合新一代国家电网要求。
BL6525 中充分考虑到兼顾电度表潜动和起
动性能的不同要求,采用了合理的数字化的防潜动
阀值设计,在保证可靠地防止潜动的前提下,使起
动电流远低于标准要求。
BL6525 中可以给出高速脉冲,对应最大输
入情况下,高速脉冲输出可以达到 15kHz 左右,方
便数字校验.
注: 相关专利申请中。
管脚与框图
DIP/SOP 16
BL6525 系统框图
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管脚描述
BL6525 单相双向电能计量芯片
管脚号
1
23
45
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
符号
VDD
V2PV2N
V1NV1P
GND
VREF
SCF
S0
G
RCLKIN
REVP
CF_VA
CF
CF_V
CF_I
说明
正电源(+5V),提供模拟数字部分电源,正常工作时电源电压应该保持
5V±5%之间。
电压采样信号的正,负输入脚。最大差分输入电压为660mV
电流采样信号的负,正输入脚。最大差分输入电压为660mV
电路的接地点。
参考电压调整端,片内基准电压标称值在 2.58%,温度系数典型值为
30ppm/C。允许使用外部 2.5V 电压输入。
模式选择,通过 SCFS0 的组合可以给出 4 种不同的输出频率。
模式选择,通过 SCFS0 的组合可以给出 4 种不同的输出频率,为电表
校验提供帮助。具体数值见后面。
用来选择电流通道的系统增益,增益选择具体数值见后面。
外接 6.2K 低温度系数电阻。
负向有功功率指示信号,当电流通道和电压通道输入信号的相位差大于
90时,该脚输出高电平。
校验脉冲输出脚,输出频率正比与视在功率的大小,可以有 4 种选择。
校验脉冲输出脚,输出频率正比与有功功率的大小,可以有 4 种选择。
校验脉冲输出脚,输出频率正比与瞬态电压有效值,可以有 4 种选择。
校验脉冲输出脚,输出频率正比与瞬态电流有效值,可以有 4 种选择。
极限范围
T = 25 ℃)
项目
模拟数字电源电压 VDD
VDD 变化
输入电压(相对于 GND)
工作温度
贮藏温度
功耗(SOP16
电参数
符号
VDD
Vv
Topr
Tstr
极值
-0.3~+7(max)
-0.3~+0.3
VSS+0.5VvVDD-0.5
-40~+75
-55~+150
350
单位
V
V
V
mW
T=25℃,VDD= 5V
测量项目
符号
1 电源电流
输入高电平
输入低电平
输入电容
2 逻辑输出脚
CF CF_VA
CF_ICF_V
IVDD
VIH
VIL
CIN
输出高电平
VOH2
测量条件
VDD=5V
IH=10mA
测量点
Pin1
最小
0.5
2
典型
4
Pin13
1415
16
4.4
最大
5
1
10
单位
mA
V
V
pF
V
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输出低电平
输出电流
3 逻辑输出脚
REVP
输出高电平
输出低电平
输出电流
4 基准参考电压
温度系数
5 模拟输入脚
V1PV1N
V2NV2P
最大输入电平
直流输入阻抗
输入电容
6 精度
两个通道相位误差
电流超前 37C
(PF=0.8 容性)
电流滞后 60C
(PF=0.5 感性)
7 防潜阈值
8 正、负向有功功率
测量误差
9 电源监控电路检
测电平(掉电检测电
)
VOL2
IO2
VOH2
VOL2
IO2
Vref
VAIN
ENP
Vdown
BL6525
IL=10mA
单相双向电能计量芯片
0.5 V
10 mA
Pin12
IH=5mA
4.4
V
IL=5mA
0.5 V
5 mA
VDD=5V Pin7 2.3 2.5 2.7
V
30 ppm/C
Pin23
45
1 V
330 Kohm
6 10 pF
Pin14
0.1 (°)
Pin14
Ib=5A
C=1400
Vv=110mV
V(I)=2mV
cos=
电源从 3.5V
~ 5V 变化,
电流电压通
道满幅输入
Pin14
Pin14
Pin14
0.0015
3.9
0.1
4
(°)
0.003
%
0.1 %
4.1 V
指标说明
1)非线性误差%
BL6525 的电压通道输入固定 Pin3pin2 之间交流电压 Vv 110mV,功率因数 cos=1Pin5
Pin4 之间电压 Vi 在对应与 2%Ib~3000%Ib 范围内,任何一点输出频率相对于 Ib 点的测量非线
性误差小于 0.1%
eNL%[X 点误差%-Ib 点误差%/(1+Ib 点误差%)]*100%
2)防潜阈值
典型情况下,CF 输出所代表的最小功率为满量程 (电流及电压输入都满刻度,都为 473mV
有效值) 输出的 0.0015%,对于低于该阈值的功率,不输出计量脉冲。
3)正负输入功率
Pin3-Pin2 间 的 电 压 采 样 信 号 V(V) Pin5-Pin4 间 的 电 流 通 道 输 入 信 号 V(I) 乘 积
V(V)*V(I)*cos的符号,大于零为正功,小于零为负功。
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BL6525 单相双向电能计量芯片
4)正、负向有功功率误差%
在相等的有功功率条件下,在 V(V)=110mVV(I)对应 Ib5A)点,BL6525 测得的负向有
功功率与正向有功功率之间的相对误差:
eNP%=|[(eN%-eP%)/(1+eP%)]*100%|
eP%:正向有功功率误差;eN%:负向有功功率误差。
5)电源监控电路检测电平(掉电检测电平)
片内电源监测电路检测电源变化情况,当电源电压低于 4 伏左右时,内部电路被复位。当电
源电压超过该值时,电路恢复工作在正常状态。
输出脉冲时序特性
VDD =5VGND= 0V,使用片内基准电压源,片内晶振时钟 CLK,温度-40~+85C
1)在低速模式 S0SCF=11
输出脉冲 CFCF_VACF_I CF_V 均为高电平脉宽,在计量小功率和小的电流电压有效
值时,CF 定脉宽为 75ms。当计量大功率和大的输入电流电压时,CFCF_VACF_I CF_V
出周期小于 75ms 时,CF 的脉宽为周期的一半。
2)在高频模式 S0SCF=01 10 11
CFCF_VACF_V 的输出脉宽为 16us。(片内晶振时钟 CLK500KHz
注:以上技术指标随以后设计及工艺的改变会有所变化,请随时关注最新的技术规范。
工作原理
电能计量原理
电能计量主要把输入的电压和电流信号按照时间相乘,得到功率随着时间变化的信息,假设
电流电压信号为余弦函数,并存在相位差Ф,功率为:
p(t) V cos(wt) I cos(wt  )
=0 :
p(t) VI (1c o s2(wt)
2
  0 :
p(t) V cos(wt) I cos(wt  )
V cos(wt) I cos(wt) cos() sin(wt) sin()
VI (1 cos(2wt))cos() VI cos(wt) sin(wt) sin()
2
VI (1 cos(2wt))cos() VI sin(2wt) sin()
22
p(t)称为即时功率信号,理想的 p(t)只包括两部分:直流部分和频率为 2ω的交流部分。前者
又称为即时实功率信号。即时实功率是电能表测量的首要对象。
有功电能计量信号流
在通过对电流电压信号高精度采样及模数转换后,电流电压信号通过数字乘法器得到瞬态功
率信号 p(t)。让 p(t)通过一个截至频率很低(如 1Hz)的取直低通滤波器,把即时实功率信号取出
来。然后对该实功率信号对时间进行积分,得到能量的信息。如果选择积分时间十分的短,可以
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