19-4668; Rev 1; 12/09
Low-Power, Active Energy, Polyphase AFE
General Description
The MAXQ3181 is a dedicated electricity measurement
front-end that collects and calculates polyphase volt-
age, current, active power and energy, and many other
metering parameters of a polyphase load. The comput-
ed results can be retrieved by an external master
through the on-chip serial peripheral interface (SPI™)
bus. This bus is also used by the external master to
configure the operation of the MAXQ3181 and monitor
the status of operations.
The MAXQ3181 performs voltage and current measure-
ments using an integrated ADC that can measure up to
seven external differential signal pairs. An eighth differ-
ential signal pair is used to measure the die tempera-
ture. An internal amplifier automatically adjusts the
current channel gain to compensate for low-current
channel-signal levels.
Features
♦
Compatible with 3-Phase/3-Wire, 3-Phase/4-Wire,
and Other 3-Phase Services
♦
0.1% Active Power and Energy Linearity Error
♦
0.5% Apparent Power and Energy Linearity Error
♦
0.5% Linearity Errors for RMS Voltage and RMS
Current
♦
Neutral Line Current Measurement
♦
Line Frequency (Hz)
♦
Power Factors
♦
Phase Sequence Indication
♦
Phase Voltage Absence Detection
♦
Programmable Pulse Width
♦
Programmable No-Load Current Threshold
♦
Programmable Meter Constant
♦
Programmable Thresholds for Undervoltage and
Overvoltage Detection
♦
Programmable Threshold for Overcurrent Detection
♦
Amp-Hours in Absence of Voltage Signals
♦
On-Chip Digital Temperature Sensor
♦
Precision Internal Voltage Reference 2.048V
(30ppm/°C typical), Also Supports An External
Voltage Reference
♦
Active Power and Energy of Each Phase and
Combined 3-Phase (kWh), Positive and Negative
♦
Apparent Power and Energy of Each Phase and
Combined 3-Phase
♦
Supports Software Meter Calibration
♦
Up to 3-Point Multipoint Calibration to
Compensate for Transducer Nonlinearity
♦
Power-Fail Detection
♦
Bidirectional Reset Input/Output
♦
SPI-Compatible Serial Interface with Interrupt
Request (IRQ) Output
♦
Single 3.3V Supply, Low Power (35mW typical)
MAXQ3181
Applications
3-Phase Active Energy Electricity Meters
Ordering Information
PART
MAXQ3181-RAN+
TEMP RANGE
-40°C to +85°C
PIN-PACKAGE
28 TSSOP
+Denotes
a lead(Pb)-free/RoHS-compliant package.
Pin Configuration and Typical Application Circuit appear at
end of data sheet.
MAXQ is a registered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.
SPI is a trademark of Motorola, Inc.
Note:
Some revisions of this device may incorporate deviations from published specifications known as errata. Multiple revisions of any device may be
simultaneously available through various sales channels. For information about device errata, go to:
www.maxim-ic.com/errata.
________________________________________________________________
Maxim Integrated Products
1
For pricing, delivery, and ordering information, please contact Maxim Direct at 1-888-629-4642,
or visit Maxim’s website at www.maxim-ic.com.
Low-Power, Active Energy, Polyphase AFE
MAXQ3181
TABLE OF CONTENTS
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Metering Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
SPI Slave Mode Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Pin Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Detailed Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Analog Front-End . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Digital Signal Processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Precision Pulse Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
SPI Peripheral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Operating Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Run Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Stop Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Reset Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
External Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Power-On Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Watchdog Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Software Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Power-Supply Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Clock Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
External High-Frequency Crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
External High-Frequency Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Internal RC Oscillator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Master Communications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
SPI Communications Rate and Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
SPI Communications Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Host Software Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
RAM-Based Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
General Operating Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Global Status Register (STATUS) (0x000) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Operating Mode Register 0 (OPMODE0) (0x001) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Operating Mode Register 1 (OPMODE1) (0x002) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Operating Mode Register 2 (OPMODE2) (0x003) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
2
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Low-Power, Active Energy, Polyphase AFE
MAXQ3181
TABLE OF CONTENTS (continued)
Global Interrupt Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Interrupt Request Flag Register (IRQ_FLAG) (0x004) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Interrupt Mask Register (IRQ_MASK) (0x006) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Meter Pulse Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Pulse Configuration—CFP Output (PLSCFG1) (0x01E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
CFP Pulse Width (PLS1_WD) (0x020) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
CFP Pulse Threshold (THR1) (0x022) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Calibration Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Current Gain, Phase X = A/B/C/N (X.I_GAIN) (A: 0x130, B: 0x21C, C: 0x308, N: 0x12E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Voltage Gain, Phase X = A/B/C (X.V_GAIN) (A: 0x132, B: 0x21E, C: 0x30A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Energy Gain, Phase X = A/B/C (X.E_GAIN) (A: 0x134, B: 0x220, C: 0x30C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Phase-Angle Compensation, High Range, Phase X = A/B/C (X.PA0) (A: 0x13E, B: 0x22A, C: 0x316) . . . . . . . . .35
Phase-Angle Compensation, Medium Range, Phase X = A/B/C (X.PA1) (A: 0x140, B: 0x22C, C: 0x318) . . . . . .36
Phase-Angle Compensation, Low Range, Phase X = A/B/C (X.PA2) (A: 0x142, B: 0x22E, C: 0x31A) . . . . . . . . .36
Limit Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Overcurrent Level (OCLVL) (0x044) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Overvoltage Level (OVLVL) (0x046) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Undervoltage Level (UVLVL) (0x048) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
No-Load Level (NOLOAD) (0x04A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Phase Status Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Interrupt Flags, Phase X = A/B/C (X.FLAGS) (A: 0x144, B: 0x230, C: 0x31C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Interrupt Mask, Phase X = A/B/C (X.MASK) (A: 0x145, B: 0x231, C: 0x31D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Energy Overflow Flags, Phase X = A/B/C (X.EOVER) (A: 0x146, B: 0x232, C: 0x31E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Line Frequency (LINEFR) (0x062) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Power Factor, Phase X = A/B/C (X.PF) (A: 0x1C6, B: 0x2B2, C: 0x39E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
RMS Voltage, Phase X = A/B/C (X.VRMS) (A: 0x1C8, B: 0x2B4, C: 0x3A0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
RMS Current, Phase X = A/B/C (X.IRMS) (A: 0x1CC, B: 0x2B8, C: 0x3A4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Energy, Real Positive, Phase X = A/B/C (X.EAPOS) (A: 0x1E8, B: 0x2D4, C: 0x3C0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Energy, Real Negative, Phase X = A/B/C (X.EANEG) (A: 0x1EC, B: 0x2D8, C: 0x3C4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Energy, Apparent, Phase X = A/B/C (X.ES) (A: 0x1F8, B: 0x2E4, C: 0x3D0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Virtual Register Conversion Coefficients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Voltage Units Conversion Coefficient (VOLT_CC) (0x014) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Current Units Conversion Coefficient (AMP_CC) (0x016) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Power Units Conversion Coefficient (PWR_CC) (0x018) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Energy Units Conversion Coefficient (ENR_CC) (0x01A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
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3
Low-Power, Active Energy, Polyphase AFE
MAXQ3181
TABLE OF CONTENTS (continued)
Virtual Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Real Power, Phase X = A/B/C/T (PWRP.X) (A: 0x801, B: 0x802, C: 0x804, T: 0x807) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Apparent Power, Phase X = A/B/C/T (PWRS.X) (A: 0x821, B: 0x822, C: 0x824, T: 0x827) . . . . . . . . . . . . . . .46
Voltage and Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
RMS Volts, Phase X = A/B/C (V.X) (A: 0x831, B: 0x832, C: 0x834) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
RMS Amps, Phase X = A/B/C/N (I.X) (A: 0x841, B: 0x842, C: 0x844, N: 0x840) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Power Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Power Factor (PF.T) (0x867) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Energy
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Real Energy, Phase A/B/C/T (ENRP.X) (A: 0x8C1, B: 0x8C2, C: 0x8C4, T: 0x8C7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Apparent Energy, Phase A/B/C/T (ENRS.X) (A: 0x871, B: 0x872, C: 0x874, T: 0x877) . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Theory of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Analog Front-End Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Digital Signal Processing (DSP) Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Digital Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Per Sample Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Per DSP Cycle Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Energy Accumulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
No-Zero-Crossing Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Phase Sequence Status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Power Calculation (Active and Apparent) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Energy Accumulation Start Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
No-Load Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
On Demand Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
RMS Volts, RMS Amps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Power Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Line Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Meter Pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Generating Pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Meter Constant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Overvoltage and Overcurrent Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Meter Units to Real Units Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Units Conversion Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
4
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Low-Power, Active Energy, Polyphase AFE
MAXQ3181
TABLE OF CONTENTS (continued)
Calibration Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Calibration Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Calibrating Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Calibrating Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Calibrating Phase Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Interfacing the MAXQ3181 to External Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Connections to the Power Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Sensor Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Voltage Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Voltage-Divider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Voltage Transformer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Current Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Current Shunt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Current Transformer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Advanced Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Modifying the ADC Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Fine-Tuning the DSP Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Fine-Tuning the Line Frequency Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Low-Power Measurement Mode (LOWPM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Advanced Calibrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Calibrating Current Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Calibrating Linearity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Calibrating Power/Energy Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Multipoint Phase Offset Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Advanced Register Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Analog Scan Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Time Slot Assignment—Current Channel X = A/B/C (SCAN_IX) (A: 0x008, B: 0x00C, C: 0x00A) . . . . . . . . . .65
Time Slot Assignment—Voltage Channel X = A/B/C (SCAN_VX) (A: 0x009, B: 0x00D, C: 0x00B) . . . . . . . . .66
Time Slot Assignment—Neutral Current Channel (SCAN_IN) (0x00E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
Time Slot Assignment—Temperature Channel (SCAN_TE) (0x00F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
Neutral Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
Auxiliary Channel Configuration (AUX_CFG) (0x010) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
DSP System Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
System Clock Frequency (SYS_KHZ) (0x012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
Cycle Count (CYCNT) (0x01C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
Number of Scan Frames per DSP Cycle (NS) (0x040) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
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