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Cirrus Logic

CS5467 Datasheet Preview

CS5467 Datasheet

Four-channel Power/Energy

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CS5467
Four-channel Power/Energy IC
Features & Description
• Energy Linearity: ±0.1% of Reading over 1000:1
Dynamic Range
• On-chip Functions:
- Voltage and Current Measurement
- Active, Reactive, and Apparent Power/Energy
- RMS Voltage and Current Calculations
- Current Fault and Voltage Sag Detection
- Calibration
- Phase Compensation
- Temperature Sensor
- Energy Pulse Outputs
• Meets Accuracy Spec for IEC, ANSI, & JIS
• Low Power Consumption
• Voltage Tamper Correction
• Ground-referenced Inputs with Single Supply
• On-chip 2.5 V Reference (40 ppm / °C typ.)
• Power Supply Monitor Function
• Three-wire Serial Interface to Microcontroller or
E2PROM
• Power Supply Configurations
GND: 0 V, VA+: +5 V, VD+: +3.3 V to +5 V
Description
The CS5467 is a watt-hour meter on a chip. It
measures line voltage and current and calcu-
lates active, reactive, apparent power, energy,
power factor, and RMS voltage and current.
An internal RMS voltage reference can be used
if voltage measurement is disabled by
tampering.
Four  analog-to-digital converters are used to
measure two voltages and two currents. Option-
ally, voltage2 channel can be used for
temperature measurement.
The CS5467 is designed to interface to a variety
of voltage and current sensors.
Additional features include system-level calibra-
tion, voltage sag and current fault detection,
peak detection, phase compensation, and ener-
gy pulse outputs.
ORDERING INFORMATION
See Page 45.
VA+
RESET
VD+
IIN1+
IIN1-
PGA
VIN1+
VIIN1-
x10
IIN2+
IIN2-
PGA
VIN2+
VIN2-
VREFIN
VREFOUT
x10
x1
Voltage
Reference
AGND
http://www.cirrus.com
4th Order 
Modulator
Digital
Filter
HPF
Option
2nd Order 
Modulator
Digital
Filter
HPF
Option
4th Order 
Modulator
Digital
Filter
HPF
Option
2nd Order 
Modulator
Digital
Filter
HPF
Option
Power
Calculation
Engine
Serial
Interface
E-to-F
MODE
CS
SDI
SDO
SCLK
INT
E1
E2
E3
Calibration
Power
Monitor
PFMON
Temperature
Sensor
System
Clock
/K
Clock
Generator
XIN XOUT CPUCLK DGND
Copyright Cirrus Logic, Inc. 2011
(All Rights Reserved)
JAN ‘11
DS714F3




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Four-channel Power/Energy

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CS5467
TABLE OF CONTENTS
1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Pin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Clock Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Control Pins and Serial Data I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Analog Inputs/Outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Power Supply Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3. Characteristics & Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Recommended Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Analog Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Analog Inputs (All Inputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Analog Inputs (Current Inputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Analog Inputs (Voltage Inputs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Power Supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Voltage Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Reference Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Reference Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Digital Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Master Clock Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Filter Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Input/Output Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Switching Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Start-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Serial Port Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
SDI Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
SDO Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
E2PROM mode Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
E1, E2, and E3 Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4. Signal Path Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.1 Analog-to-Digital Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.2 Decimation Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.3 Phase Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.4 DC Offset and Gain Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.5 High-pass Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.6 Low-Rate Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.7 RMS Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.8 Power and Energy Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.9 Peak Voltage and Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.10 Power Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5. Pin Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.1 Analog Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.1.1 Voltage1 & Voltage2 Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.1.2 Current1 & Current2 Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.1.3 Power Fail Monitor Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2 DS714F3


Part Number CS5467
Description Four-channel Power/Energy
Maker Cirrus Logic
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