BL0910

BL0910 十相交/直流电能计量芯片 BL0910 十相交/直流电能计量芯片 数据手册 V1.02 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 www.belling.com.cn 1/81 V1.02 BL0910 十相交/直流电能计量芯片 目 录 1、 产品简述 ............................................ 6 2、 基本特征 ............................................ 7 2.1 主要特点 ............................................................................................................................. 7 2.2 系统框图 ............................................................................................................................. 9 2.3 管脚排列（LQFP48） ......................................................................................................... 9 2.4 性能指标 ........................................................................................................................... 11 2.4.1 电参数性能指标 ............................................................................................................... 11 2.4.2 极限范围 ........................................................................................................................... 12 3、 工作原理 ........................................... 14 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.5.4 电流电压波形产生原理 ................................................................................................... 14 相位补偿 ....................................................................................................................... 14 通道偏置校正 ............................................................................................................... 15 通道增益校正 ............................................................................................................... 16 电流电压波形输出 ....................................................................................................... 16 有功功率计算原理 ........................................................................................................... 18 有功波形的选择 ........................................................................................................... 18 有功功率输出 ............................................................................................................... 18 有功功率校准 ............................................................................................................... 19 有功功率的防潜动 ....................................................................................................... 20 有功功率小信号补偿 ................................................................................................... 21 有功能量计量原理 ........................................................................................................... 21 有功能量输出 ............................................................................................................... 22 有功能量输出选择 ....................................................................................................... 22 有功能量输出比例 ....................................................................................................... 23 电流电压有效值计算原理 ............................................................................................... 23 有效值输出 ................................................................................................................... 24 有效值输入信号的设置 ............................................................................................... 24 有效值刷新率的设置 ................................................................................................... 25 电流电压有效值校准 ................................................................................................... 25 有效值的防潜动 ........................................................................................................... 26 快速漏电/过流检测原理 ................................................................................................. 27 快速有效值输出 ........................................................................................................... 27 快速有效值输入选择 ................................................................................................... 28 快速有效值累计时间和阈值 ....................................................................................... 28 电网频率选择 ............................................................................................................... 28 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 www.belling.com.cn 2/81 V1.02 BL0910 3.5.5 3.5.6 3.5.7 3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.6.5 3.6.6 3.7 3.7.1 3.7.2 3.7.3 十相交/直流电能计量芯片 快速有效值超限数据保存 ........................................................................................... 29 过流指示 ....................................................................................................................... 29 继电器控制 ................................................................................................................... 30 无功计算 ........................................................................................................................... 30 无功功率输出 ............................................................................................................... 30 无功功率校准 ............................................................................................................... 31 无功功率的防潜动 ....................................................................................................... 31 无功功率小信号补偿 ................................................................................................... 32 无功能量输出 ............................................................................................................... 32 无功计算输入选择 ....................................................................................................... 32 视在和功率因子计算 ....................................................................................................... 32 视在功率和能量输出 ................................................................................................... 33 视在功率校准 ............................................................................................................... 33 功率因子 ....................................................................................................................... 34 3.8 温度计量 ........................................................................................................................... 34 3.9 电参数计量 ....................................................................................................................... 34 3.9.1 3.9.2 3.9.3 3.9.4 3.10 线周期计量 ................................................................................................................... 34 线频率计量 ................................................................................................................... 35 相角计算 ....................................................................................................................... 35 功率符号位 ................................................................................................................... 36 故障检测 ........................................................................................................................... 37 3.10.1 过零检测 ................................................................................................................... 37 3.10.2 峰值超限 ................................................................................................................... 37 3.10.3 线电压跌落 ............................................................................................................... 38 3.10.4 过零超时 ................................................................................................................... 39 3.10.5 电源供电指示 ........................................................................................................... 40 3.10.6 ADC 关断 ........................................................................................................................... 40 4、 内部寄存器 ......................................... 42 4.1 电参量寄存器 ................................................................................................................... 42 4.2 校表寄存器（外部写） ................................................................................................... 45 4.3 OTP 寄存器 ........................................................................................................................ 51 4.4 模式寄存器 ....................................................................................................................... 52 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.5 4.5.1 4.5.2 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 模式寄存器 1（MODE1） .............................................................................................. 52 模式寄存器 2（MODE2） .............................................................................................. 53 模式寄存器 3（MODE3） .............................................................................................. 53 中断状态寄存器（STATUS1/STATUS2）.......................................................................... 54 STATUS1 寄存器 ............................................................................................................ 54 STATUS3 寄存器 ............................................................................................................ 55 校表寄存器详细说明 ....................................................................................................... 55 通道 PGA 增益调整寄存器 ........................................................................................... 55 相位校正寄存器 ........................................................................................................... 56 有效值增益调整寄存器 ............................................................................................... 57 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 www.belling.com.cn 3/81 V1.02 BL0910 4.6.4 4.6.5 4.6.6 4.6.7 4.6.8 4.6.9 4.6.10 4.6.11 4.6.12 4.6.13 4.6.14 4.6.15 4.6.16 4.6.17 4.6.18 4.6.19 4.6.20 4.7 4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5 4.7.6 4.7.7 4.7.8 4.7.9 4.7.10 4.7.11 十相交/直流电能计量芯片 有效值偏置校正寄存器 ............................................................................................... 57 有功小信号补偿寄存器 ............................................................................................... 58 无功小信号补偿寄存器 ............................................................................................... 59 防潜动阈值寄存器 ....................................................................................................... 59 快速有效值相关设置寄存器 ....................................................................................... 60 过流报警及控制 ........................................................................................................... 61 ADC 使能控制 ................................................................................................................ 62 能量读后清零设置寄存器 ....................................................................................... 62 用户写保护设置寄存器 ........................................................................................... 62 软复位寄存器 ........................................................................................................... 63 通道增益调整寄存器 ............................................................................................... 63 通道偏置调整寄存器 ............................................................................................... 64 有功功率增益调整寄存器 ....................................................................................... 64 有功功率偏置调整寄存器 ....................................................................................... 65 无功/视在功率增益调整寄存器 ............................................................................. 66 无功/视在功率偏置调整寄存器 ............................................................................. 66 CF 缩放比例寄存器 ...................................................................................................... 66 电参数寄存器详细说明 ................................................................................................... 67 波形寄存器 ................................................................................................................... 67 有效值寄存器 ............................................................................................................... 67 快速有效值寄存器 ....................................................................................................... 68 有功功率寄存器 ........................................................................................................... 69 无功功率寄存器 ........................................................................................................... 70 视在功率寄存器 ........................................................................................................... 70 电能脉冲计数寄存器 ................................................................................................... 70 波形夹角寄存器 ........................................................................................................... 71 快速有效值保持寄存器 ............................................................................................... 72 功率因数寄存器 ....................................................................................................... 73 线电压频率寄存器 ................................................................................................... 73 5、 通讯接口 ........................................... 74 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 SPI ..................................................................................................................................... 74 概述 ............................................................................................................................... 74 工作模式 ....................................................................................................................... 74 帧结构 ........................................................................................................................... 74 读出操作时序 ............................................................................................................... 75 写入操作时序 ............................................................................................................... 76 SPI 接口的容错机制 .................................................................................................... 76 UART ................................................................................................................................... 77 概述 ............................................................................................................................... 77 每个字节格式 ............................................................................................................... 77 读取时序 ....................................................................................................................... 77 写入时序 ....................................................................................................................... 78 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 www.belling.com.cn 4/81 V1.02 BL0910 5.2.5 十相交/直流电能计量芯片 UART 接口的保护机制 .................................................................................................. 78 6、 典型应用图 ......................................... 79 7、 封装信息 ........................................... 80 7.1 订单信息 ........................................................................................................................... 80 7.2 封装 ................................................................................................................................... 80 7.3 封装外观 ........................................................................................................................... 80 上海贝岭股份有限公司 上海市宜山路 810 号 www.belling.com.cn 5/81 V1.02 BL0910 十相交/直流电能计量芯片 1、 产品简述 BL0910 是一颗内置时钟多路免校准电能计量芯片，最多可以实现 10 相交/ 直流电能计量。适用于 5G 基站直流检测模块、数据中心 PDU、5G 基站宏单元 多回路电表、配电柜、多路故障检测等应用，具有较高的性价比。 BL0910 集成了 11 路高精度 Sigma-Delta ADC，可同时测量 11 路信号（电流 或电压）。 BL0910 能够测量电流、电压有效值、有功功率、有功电能量等参数，可输 出快速电流有效值（用于漏电监控、过流保护等故障检测），以及温度检测，波 形输出等功能，通过 UART 或高速 SPI 接口输出数据，能够充分满足物联网大数 据采集的需要。 BL0910 对于输入波形，也可以通过选择不同滤波器，来获得全波、基波或 直流有效值及功率。 BL0910 出厂通道测量误差校准到