ETC TM7755

深圳市天微电子有限公司
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单相电能计量芯片
TM7755
一、 功能特点：
— 高准确度，支持50Hz/60Hz的市电要求，在500：1的动态范围内误差小于0.1%
— CF用于仪表校验简单方便快捷
— F1，F2可以直接驱动计数器，显示电能
— 逻辑输出引脚REVP能指示负功率或错线
— 片内带有防潜动功能（空载阈值）
— 片内基准电压 2.5Ⅴ±5%（温度系数典型值 40ppm/℃）
— 低功耗（典型值 15mW）
— 低成本 CMOS 工艺
— 兼容于 ADE7755
二、 原理框图
三、 管脚定义
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单相电能计量芯片
四、 管脚功能
引脚号
符号
1
DVDD
2
AC/DC
3
AVDD
4,19
5,6
NC
VIP,VIN
7,8
V2N,V2P
9
RESET
10
REFIN/OUT
11
AGND
12
SCF
13,14
S1,SO
15,16
G1,GO
TM7755
说
明
数字电源引脚,该引脚提供 TM7755 数字电路的电源,正常工作
电源电压应保持在 5V±5%，
该引脚应使用 10μF 电容并联 100nF
瓷介电容进行去耦。
高通滤器 HPF 选择引脚，当该引脚输入高电平时，通道 1（电
源通道）内的 HPF 被选通，该滤波器所涉及的相位响应在 45HZ
至 1KHZ 范围内在片内已得到补偿。在电能计量的应用中，应使
HPF 选通。
模拟电源引脚。该引脚提供 TM7755 模拟电路的电源，正常工作
电源应保持在 5V±5%，为使用电源的纹波和噪声减小到最低程
度，该引脚应使用 10μF 电容并联 100nF 瓷介电容进行去耦。
不连接
通道 1（电流通道）的正、负模拟输入引脚。完全差动输入引
脚。完全差动输入方式，正常工作最大信号电平为±470mV。通
道 1 有一个 PGA，其增益选择见表Ⅰ。这两个引脚相对于 AGND
的最大信号电平为±Ⅳ。两个引脚内部都有 ESD 保护电路，这
两个引脚能承受±6V 的过电压，而不造成永久性损坏。
通道 2（电压通道）的正、负模拟输入引脚。完全差动输入方
式，正常工作量大输入电压为±660mV，相对于 AGND 的最大信
号电平为±Ⅳ。两个引脚内部都有 ESD 保护电路，这两个引脚
能承受±6V 的过电压，而不造成永久性损坏。
复位引脚。当为低电平时，ADC 和数字电路保持复位状态，在
RESET 的下降沿，清除 TM7755 内部寄存器。
基准电压的输入、输出引脚。片内基准电压标称值为 2.5V±8%，
典型温度系数为 40ppm/℃。外部基准源可以直接连接该引脚
上。无论用内部还是外部基准源，该引脚都应使用 2.2μF 钽电
容和 100nF 瓷介电容对 AGND 进行去耦。
这是 TM7755 模拟电路（即 ADC 和基准源）的接地参考点，该引
脚应连接到印刷电路板的模拟接地面。模拟接地面是所有模拟
电路的接地参考点，如抗混叠滤波器、电流和电压传感器等。
为了有效地抑制噪声，模拟接地面与数字接地面只应有一点连
接。星形接地方法有助于使数字电流噪声远离模拟电路。
校验频率选择。该引脚的逻辑输入电平确定 CF 引脚的输出频率
这两个引脚的逻辑输入用来选择数字/频率转换系数，这为电度
表的设计提供了很大灵活性，见表 2。
这两个引脚的逻辑输入用来选择通道 1 的增益。可能的增益是
1,2,8 和 16，见表 1
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17
CLKIN
18
CLKOUT
20
REVP
21
DGND
22
CF
23,24
F2,F1
TM7755
外部时钟可从该引脚接入，也可把一个石英晶体接在 CLKIN 和
CLKOUT 之间，为 TM7755 提供时钟源，规定时钟频率为 3.579545
MHZ。作为石英晶体负载的 33pF 瓷介电容应和振荡器门电路连
接。
如上所述，可把一个石英晶体接在 CLKIN 和 CLKOUT 之间，为
TM7755 提供一个时钟源。当 CLKIN 上接有外时钟 CLKOUT 引脚
能驱动一个 CMOS 负载。
当检测到负功率时，即电压和电流信号的相位差大于 90°时，
该引脚输出逻辑高电平。该输出没有被锁存，当再次检测到正
功率时，该引脚的输出复位。该输出的逻辑状态随 CF 输出脉冲
同时变化。
这是 TM7755 数字电路(即乘法器、滤波器和数字频率转换器)
的接地参考点。该引脚应连接到印刷电路板的数字接地，数字
接地是所有数字电路（如机械或数字计度器、微控制器和
LED/LCD 显示器）的接地参考点。为了有效地抑制噪声，模拟
接地面与数字接地面只应有一点连接，如星形接触地。
频率校验输出引脚。其输出频率反映瞬时有功率的大小，常用
于仪表校验。CF 输出频率见表 3，表 4
低频率逻辑输出引脚，其输出频率反映平均有功功率的大小。
这两个逻辑输出可以直接驱动机电式计度器或两相步进电机。
表 1 通道 1 的增益选择
G1
GO
增益
最大差动信号
0
0
1
±470 mV
0
1
2
±235 mV
1
0
8
±60 mV
1
1
16
±30 mV
表2
F1-4 的频率选择（CLKIN=3.579545 MHz）
S1
SO
F1-4(Hz)
0
0
1.7
0
1
3.4
1
0
6.8
1
1
13.6
表3
CF 的最高输出频率（交流信号）
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分频系数
221
220
219
18
2
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SCF
1
0
1
0
1
0
1
0
S1
0
0
0
0
1
1
1
1
SO
0
0
1
1
0
0
1
1
F1-4(Hz)
1.7
1.7
3.4
3.4
6.8
6.8
13.6
13.6
TM7755
CF 的最高输出频率（Hz）
128ΧF1，F2=43.52
64ΧF1，F2=21.76
64ΧF1，F2=43.52
32ΧF1，F2=21.76
32ΧF1，F2=43.52
16ΧF1，F2=21.76
16ΧF1，F2=43.52
2048ΧF1，F2=5570
用户可以从表 2 给出的 4 个频率中选择一个，这个频率决定了 F1 和 F2 的最高输出
频率。F1 和 F2 的输出用来驱动电能寄存器（机电式或其它形式）
。这 4 个可选的频率
是针对仪表常数为 100imp/kWhr(即每千瓦小时对应 100 个计数脉冲)，最大电流在 10A
到 120A 之间的情况优化设计的。表 4 给出了线路电压为 220V 情况下，几种最大电流对
应的输出频率（仪表常数均为 100imp/kWhr）
。
表4
F1 和 F2 输出频率（100imp/kWhr）
F1 和 F2（Hz）
1MXA
0.076
12.5A
0.153
25A
0.244
40A
0.367
60A
0.489
80A
0.733
120A
从表 5 可以看出交流输入的最高输出频率总是直流输入的一半。表 5 列出了所有可能
的最高输出频率。
表 5 F1 和 F2 的最高输出频率
S1
SO
最高输出频率
直流输入
交流输入
0.34
0.68
0
0
0.68
1.36
1
0
1.36
2.72
0
1
2.72
5.44
1
1
五、 应用电路
下面以IB=5A表为例子给出原理图(如下)
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六、 元件清单
说明：
1. C18用于小信号的时候的相位补偿，R37用于小信号的线性补偿，需要调整。
2．C14在0.1U-10UF选取，应该使用绝缘电阻大，漏电小的钽电容。
3．J1，J5 为电流信号输入端，J3，J4为市电输入端。
七、 电气参数
(AVDD=DVDD=5V±5%,AGND=DGND=OV，使用片内基准源，CLKIN=3.58MHZ,温度范围=-40～+85℃)
参数
尾标 A
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尾标 B
单位
测试条件及注释
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通道 1 的测量误差 1
精
度
0.1
0.1
0.1
0.1
%读数 typ
%读数 typ
%读数 typ
%读数 typ
±0.1
±0.1
±0.1
±0.1
度(°)max
度(°)max
0.2
0.2
%读数 typ
±0.3
±0.3
%读数 typ
最大信号电平
±1
±1
Vmax
直流输入阻抗
-3dB 带宽
ADC 失调误差
增益误差
390
14
±16
±4
390
14
±16
±4
k Ω min
kHZ typ
mV mnx
%理想值 typ
增益匹配误差
±0.2
±0.2
%理想值 typ
2.7
2.3
3.2
10
2.7
2.3
3.2
10
V max
V min
kΩ min
PFmax
mV max
ppm/℃ typ
ppm/℃ max
MHZ max
MHZ min
注意:所有指标
CLKIN 均为 3.58MHZ
V min
V max
μAmax
PFmax
DVDD=5V±5%
DVDD=5V±5%
典型值 10nA, VIN=OV
至 DVDD
基
准
输
入
REFIN/OUT 输入电压范围
片内
基准
源
基准电压误差
温度系数
±200
40
时钟输入频率
4
1
±200
40
80
4
1
2.4
0.8
±3
10
2.4
0.8
±3
10
输
入
通道 2 为满度输入
(±660mV),+25℃
动态范围 500:1
动态范围 500:1
动态范围 500:1
动态范围 500:1
线路频率 45～65HZ
AC/DC=0 和 AC/DC=1
AC/DC=0 和 AC/DC=1
AC/DC=0,SO=S1=1,
GO=G1=0
V1=V2=100mVrms,5
0HZ,,AVDD 加有 200mV
rms，100 HZ 纹波
AC/DC=0，SO=S1=1，
GO=G1=0
V1=V2=100mV rms
AVDD=DVDD=5V±250mV
VIP，VIN，V2N 和
V2P 对 AGND 的电压
CLKIN=3.58MHZ
CLKIN/256
，
CLKIN=3.58MHZ
0.1
0.1
0.1
0.1
G=1(G 为 PGA 的增益)
G=2
G=8
G=16
两个通道间的相位误差 1
V1 超前 37°(PF=0.8 容性)
V1 滞后 60°(PF=0.5 感性)
交流电源抑制
输出频率变化（CF）
直流电源抑制
输出频率变化（CF）
模
拟
输
入
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输入阻抗
输入电容
SCF,SO,SI,AC/DC
RESET,GO 和 G1
输入高电平, VINH
输入低电平, VINL
输入电流,IIN
输入电容, CIN
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外基准源 2.5V，G=1
V1=470mVdc,V2-66
0mV dc
外基准源 2.5V
2.5V±8%
2.5V-8%
标准值 2.5V
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输
出
F1 和 F2
输出高电平,
输出低电平,
CF 和 REVP
输出高电平,
输出低电平,
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VoH
VoL
4.5
0.5
4.5
0.5
V min
V max
ISOURCE=20mA，DVDD=5V
ISINK=40mA，DVDD=5V
VoH
VoL
4
0.5
4
0.5
V min
V max
ISOURCE=18mA，DVDD=5V
ISINK=40mA，DVDD=5V
八、 封装:
z All specs and applications shown above subject to change without prior notice.
(以上电路及规格仅供参考,如本公司进行修正，恕不另行通知。)
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