Ringkasan
ADE7953 adalah IC pengukuran energi listrik presisi tinggi dari Analog Devices yang dirancang untuk aplikasi satu fasa. Perangkat ini mengukur tegangan dan arus saluran serta menghitung energi aktif, reaktif, dan semu, juga nilai rms arus dan tegangan sesaat. Di dalamnya terdapat tiga ADC sigma-delta dengan inti pengukuran energi berakurasi tinggi.
Kanal input kedua secara simultan mengukur arus netral dan memungkinkan deteksi manipulasi (tamper) serta penagihan arus netral. Kanal tambahan ini memiliki jalur sinyal lengkap yang memungkinkan berbagai pengukuran. Setiap kanal input mendukung tahap penguatan independen dan fleksibel, sehingga cocok untuk berbagai sensor arus seperti current transformer (CT) dan resistor shunt bernilai rendah.
Dua integrator on-chip memudahkan penggunaan sensor kumparan Rogowski. ADE7953 menyediakan akses ke register meter on-chip melalui berbagai antarmuka komunikasi termasuk SPI, I2C, dan UART. Dua pin output pulsa low jitter yang dapat dikonfigurasi memberikan output yang proporsional terhadap energi aktif, reaktif, atau semu, serta rms arus dan tegangan.
Berbagai informasi kualitas daya seperti deteksi arus lebih, tegangan lebih, puncak, dan sag dapat diakses melalui pin IRQ eksternal. Deteksi tanpa beban aktif, reaktif, dan semu yang independen disertakan untuk mencegah meter creep. Pin khusus untuk daya balik (REVP), zero-crossing tegangan (ZX), dan zero-crossing arus (ZX_I) juga disediakan.
3 V dan tersedia dalam paket 28-lead LFCSP.
Fitur utama
- Akurasi tinggi; mendukung standar EN 50470-1, EN 50470-3, IEC 62053-21, IEC 62053-22, dan IEC 62053-23
- Mengukur energi aktif, reaktif, dan semu; bentuk gelombang tersampel; rms arus dan tegangan
- Menyediakan input arus kedua untuk pengukuran arus netral
- Kesalahan kurang dari 0.1% dalam pengukuran energi aktif dan reaktif pada rentang dinamis 3000:1
- Kesalahan kurang dari 0.2% dalam pengukuran IRMS sesaat pada rentang dinamis 1000:1
- Bandwidth operasi 1.23 kHz
- Tahap PGA fleksibel (hingga ×22)
- Integrator internal untuk digunakan dengan sensor kumparan Rogowski
- Komunikasi SPI, I2C, atau UART
Spesifikasi utama
| Parameter | Nilai | Kondisi |
|---|---|---|
| Tegangan suplai (VDD) | 3.3 V | ±10%hlm. 4 |
| Suhu operasi | -40 hingga +85 °C | Industrial Rangehlm. 8 |
| Kesalahan pengukuran energi aktif (Kanal A) | 0.1 % | Rentang dinamis 3000:1, PGA=1, PGA=22, integrator offhlm. 4 |
| Kesalahan pengukuran energi reaktif (Kanal A) | 0.1 % | Rentang dinamis 3000:1, PGA=1, PGA=22, integrator offhlm. 4 |
| Kesalahan pengukuran IRMS (Kanal A) | 0.2 % | Rentang dinamis 1000:1, PGA=1, PGA=22, integrator offhlm. 4 |
| Bandwidth pengukuran energi aktif | 1.23 kHz | -3 dBhlm. 4 |
| Level sinyal input maksimum (diferensial) | ±500 mV peak | Input diferensial: IAP ke IAN, IBP ke IBNhlm. 4 |
| Impedansi input (DC) pin IAP | 50 MΩ | hlm. 4 |
| Frekuensi clock input (CLKIN) | 3.58 MHz | Untuk operasi terspesifikasihlm. 9 |
| Frekuensi SCL I2C (Fast Mode) | 0 hingga 400 kHz | Fast Modehlm. 7 |
| Periode SCLK SPI | 200 ns | Minimumhlm. 6 |
Nilai diambil dari datasheet; “hlm.” menunjuk halaman datasheet tempat angka itu tertulis.
Pinout ADE7953ACPZ-RL
Semua kemasan 29 pin
| Pin | Nama | Fungsi |
|---|---|---|
| 1 | ZX | Output zero-crossing kanal tegangan; dapat dikonfigurasi untuk sinyal kualitas daya alternatifhlm. 9 |
| 2 | RESET | Input reset aktif rendah; untuk memulai reset hardware, pin ini harus dibuat rendah minimal 10 µshlm. 9 |
| 3 | VINTD | Akses ke LDO digital 2.5 V; dekopling dengan kapasitor 4.7 µF paralel 100 nFhlm. 9 |
| 4 | DGND | Referensi ground untuk sirkuit digitalhlm. 9 |
| 5 | IAP | Input analog untuk Kanal Arus A (fasa); input diferensial dengan rentang maksimum ±500 mVhlm. 9 |
| 6 | IAN | Input analog untuk Kanal Arus A (fasa); pasangan diferensial dengan IAPhlm. 9 |
| 7 | PULL_HIGH | Harus dihubungkan ke VDD untuk operasi yang benarhlm. 9 |
| 8 | PULL_HIGH | Harus dihubungkan ke VDD untuk operasi yang benarhlm. 9 |
| 9 | IBP | Input analog untuk Kanal Arus B (netral); input diferensial dengan rentang maksimum ±500 mVhlm. 9 |
| 10 | IBN | Input analog untuk Kanal Arus B (netral); pasangan diferensial dengan IBPhlm. 9 |
| 11 | VN | Input analog untuk kanal tegangan; input diferensial dengan rentang maksimum ±500 mVhlm. 9 |
| 12 | VP | Input analog untuk kanal tegangan; pasangan diferensial dengan VNhlm. 9 |
| 13 | REF | Akses ke referensi tegangan on-chip nominal 1.2 V; dekopling dengan 4.7 µF paralel 100 nFhlm. 9 |
| 14 | PULL_LOW | Harus dihubungkan ke AGND untuk operasi yang benarhlm. 9 |
| 15 | VINTA | Akses ke LDO analog 2.5 V; dekopling dengan kapasitor 4.7 µF paralel 100 nFhlm. 9 |
| 16 | AGND | Referensi ground untuk sirkuit analoghlm. 9 |
| 17 | VDD | Suplai daya 3.3 V untuk ADE7953; harus dalam 3.3 V ± 10%hlm. 9 |
| 18 | CLKIN | Input clock master; dapat menggunakan clock eksternal atau kristal AT paralel resonanhlm. 9 |
| 19 | CLKOUT | Kristal dapat dihubungkan antara pin ini dan CLKIN untuk sumber clockhlm. 9 |
| 20 | REVP | Indikator output daya balik; dapat dikonfigurasi untuk sinyal kualitas daya alternatifhlm. 10 |
| 21 | ZX_I | Output zero-crossing kanal arus; dapat dikonfigurasi untuk sinyal kualitas daya alternatifhlm. 10 |
| 22 | IRQ | Output interupsihlm. 10 |
| 23 | CF1 | Output frekuensi kalibrasi 1hlm. 10 |
| 24 | CF2 | Output frekuensi kalibrasi 2hlm. 10 |
| 25 | SCLK | Input clock serial untuk SPI; jika menggunakan I2C, pin ini harus di-pull high; jika UART, di-pull groundhlm. 10 |
| 26 | MISO/SDA/Tx | Output data SPI / jalur data bidirectional I2C / jalur transmit UARThlm. 10 |
| 27 | MOSI/SCL/Rx | Input data SPI / input clock serial I2C / jalur receive UARThlm. 10 |
| 28 | CS | Chip select untuk SPI; harus di-pull high jika menggunakan I2C atau UARThlm. 10 |
| EPAD | Exposed Pad | Pad yang terpapar; hubungkan ke AGND dan DGND untuk kekuatan mekanishlm. 10 |
Catatan desain PCB
- Gunakan kristal paralel resonan AT antara pin CLKIN dan CLKOUT, dengan kapasitor beban keramik beberapa puluh pikofarad, untuk menyediakan clock 3.58 MHz yang diperlukan.hlm. 9
- Dekopling pin REF, VINTA, dan VINTD masing-masing dengan kapasitor 4.7 µF paralel 100 nF keramik.hlm. 9
- Hubungkan pin PULL_HIGH ke VDD dan pin PULL_LOW ke AGND agar operasi benar.hlm. 9
- Saat menggunakan antarmuka I2C, pin SCLK harus di-pull high dan pin CS juga di-pull high.hlm. 10
- Saat menggunakan antarmuka UART, pin SCLK harus dihubungkan ke ground dan pin CS di-pull high.hlm. 10
- Untuk reset hardware, tarik pin RESET rendah minimal 10 µs.hlm. 9
- Sambungkan exposed pad ke AGND dan DGND, dan buat pad serupa pada PCB untuk kekuatan mekanis.hlm. 10
Kemasan
Contoh pemakaian
- Meter energi listrik satu fasa
- Pengukuran arus netral dan deteksi manipulasi (tamper detection)
- Penagihan energi berbasis arus netral
- Pengukuran energi aktif, reaktif, dan semu
- Pemantauan kualitas daya (deteksi arus lebih, tegangan lebih, puncak, sag)
- Sistem dengan sensor arus CT, shunt resistor, atau kumparan Rogowski
Sumber data
Disusun dari datasheet resmi Analog Devices (buka PDF). Ringkasan ditulis dengan bantuan AI, lalu setiap angka dan nama pin dicocokkan otomatis ke teks datasheet; yang tidak ditemukan di datasheet dibuang. Terakhir diperiksa 21 Oktober 2026. Untuk desain akhir, tetap rujuk datasheet asli.