多相、多功能電能測(cè)量IC（Maxim）

Maxim Integrated Products推出用于測(cè)量電特性的高精度、低功耗多相IC MAXQ3180。MAXQ3180內(nèi)置8通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和一個(gè)專門用于計(jì)算大量多相、多功能電能測(cè)量參數(shù)的高性能MAXQ®微處理器。其中6路輸入通道用于檢測(cè)三相電壓和三相電流信號(hào)，另有1路通道用于零線電流監(jiān)測(cè)，第8路通道用于監(jiān)測(cè)片內(nèi)溫度。MAXQ3180的高度集成特性使其非常易于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)和負(fù)載狀態(tài)。

MAXQ3180可監(jiān)測(cè)零線電流、電壓相序錯(cuò)誤，并且可以在沒(méi)有相電壓的情況下測(cè)量電流。器件的性能優(yōu)于所有電氣參數(shù)測(cè)量相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IEC 62053-21、IEC 62053-22、IEC 62053-23)。器件提供兩路可配置的脈沖輸出(分別用于有功和無(wú)功能量)，可設(shè)置為輸出任何一組工作參數(shù)，從而提高了靈活性。MAXQ3180通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SPI™協(xié)議與主機(jī)微控制器通信。

電氣參數(shù)測(cè)量的難點(diǎn)一：高精度和成本敏感度

工業(yè)中對(duì)于電氣參數(shù)測(cè)量要求的迅速更新，使其成為了儀表設(shè)計(jì)公司和電氣參數(shù)測(cè)量設(shè)備供應(yīng)商面臨的一大難點(diǎn)。電業(yè)公司和能源消費(fèi)者希望得到精確的測(cè)量結(jié)果以及非常寬的動(dòng)態(tài)范圍。對(duì)于需要長(zhǎng)期測(cè)量大功率的場(chǎng)合，每千瓦小時(shí)的不精確監(jiān)測(cè)就意味著浪費(fèi)了電力公司或消費(fèi)者大量的金錢。

從一些數(shù)據(jù)不難看出電氣參數(shù)測(cè)量給公共事業(yè)公司和器件設(shè)計(jì)人員帶來(lái)的困難，以下四點(diǎn)指標(biāo)尤為值得注意。

1. 典型的一級(jí)儀表要求的測(cè)量范圍為1000:1 (也就是說(shuō)必須保證輸入在1000:1的范圍內(nèi)變化時(shí)能夠精確地測(cè)量功率流)。

2. 測(cè)量器件的最大誤差通常為0.1% (在規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)測(cè)量參數(shù))。

3. 假設(shè)ADC的滿量程為1V，則最小可測(cè)信號(hào)為1mV。因此，對(duì)于具有0.1%目標(biāo)誤差的1mV信號(hào)，其最小可測(cè)信號(hào)為1µV。為了能在1V范圍內(nèi)分辯1µV信號(hào)，則需要20位的ADC。

可能有人會(huì)問(wèn)，為什么使用傳統(tǒng)的電氣參數(shù)測(cè)量器件很難實(shí)現(xiàn)上述測(cè)量指標(biāo)？這些指標(biāo)和性能預(yù)期對(duì)電能測(cè)量器件的設(shè)計(jì)人員又意味著什么呢？答案就從ADC說(shuō)起。

20位或更高精度的ADC固然是有的，但其在銷量巨大的電能儀表市場(chǎng)上缺乏成本上的競(jìng)爭(zhēng)力。因此電氣參數(shù)測(cè)量器件的供應(yīng)商必須推出一種更為經(jīng)濟(jì)、具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的方案，不僅包含適當(dāng)?shù)腁DC，還應(yīng)有最優(yōu)的信號(hào)處理環(huán)節(jié)以便能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)電能誤差。MAXQ3180集成有8通道ADC和動(dòng)態(tài)增益控制功能，可以按照工業(yè)要求從1V范圍內(nèi)分辯1µV信號(hào)。

4. 測(cè)量環(huán)境通常充滿噪聲，并且容易受到高壓尖峰的干擾。儀表的最小EFT (電快速瞬變)指標(biāo)為4kV。

該指標(biāo)同樣也成為電量計(jì)設(shè)計(jì)人員的難點(diǎn)。電路板必須能夠適應(yīng)各種環(huán)境配置，同時(shí)對(duì)于極小的模擬輸入信號(hào)需保持足夠的保真度。

電氣參數(shù)測(cè)量的難點(diǎn)二：不斷更新的功能和上市時(shí)間要求

與以最低成本實(shí)現(xiàn)最高精度的需求并存的是電氣參數(shù)測(cè)量市場(chǎng)自身的動(dòng)態(tài)變化特性。新的檢測(cè)方法不斷涌現(xiàn)，并且被公共事業(yè)公司廣為采用。近期的例子包括：切電檢測(cè)、實(shí)時(shí)功率品質(zhì)監(jiān)測(cè)以及消費(fèi)模式報(bào)告(即負(fù)載特性)。伴隨新的檢測(cè)方法所產(chǎn)生的是測(cè)量器件的新功能、改進(jìn)的性能以及復(fù)雜的通信協(xié)議。

不可避免地，新的器件特性和更為嚴(yán)格的性能指標(biāo)的應(yīng)用需要花費(fèi)一定的設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)間。上市時(shí)間對(duì)于公共事業(yè)公司和方案供應(yīng)商來(lái)說(shuō)都是非常重要的，因此新的測(cè)量設(shè)計(jì)必須具備充足的特性以應(yīng)對(duì)不斷涌現(xiàn)的工業(yè)需求。此外測(cè)量器件還必須具有極大的靈活性，以節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間。

MAXQ3180具備了目前絕大多數(shù)先進(jìn)電能測(cè)量IC的特性。器件提供公共事業(yè)公司可能用到的無(wú)源和功率因數(shù)測(cè)量功能，以及重要的安培小時(shí)測(cè)量、峰值電流和電壓測(cè)量，此外還提供峰值計(jì)算所需的即時(shí)功率。復(fù)雜的通信協(xié)議由主機(jī)微控制器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SPI接口進(jìn)行管理。

新型電氣參數(shù)測(cè)量?jī)x表具有極為豐富的測(cè)量功能和極低的功耗

與其他任何一款單一的競(jìng)爭(zhēng)器件相比，MAXQ3180可以提供更多的測(cè)量功能，能夠滿足目前工業(yè)電氣參數(shù)測(cè)量所需的性能指標(biāo)，且功耗極低。

MAXQ3180提供28引腳TSSOP封裝，工作在-40°C至+85°C溫度范圍?？商峁┤喙β视?jì)參考設(shè)計(jì)，以加速設(shè)計(jì)進(jìn)程，縮短上市時(shí)間。芯片起價(jià)為$5.25 (1000片起，美國(guó)離岸價(jià))。