精度0.2％的雙相電表解決方案

ST公司的STPM3x器件是ASSP系列產(chǎn)品，專門用于采用Rogowski線圈、電流互感器或分流傳感器電源線系統(tǒng)的高精度測量。

STPM3x可提供瞬時電壓和電流波形，并可以計算電壓、電流、功率和能量的均方根值(RMS)。STPM3x是一個混合信號IC產(chǎn)品系列，包括一個模擬和一個數(shù)字部分。模擬部分包括最多兩個可編程增益低噪聲低失調(diào)放大器和最多四個二階24位Σ-ΔADC，兩個帶隙電壓基準和獨立的溫度補償，一個低壓降穩(wěn)壓器和直流緩沖。數(shù)字部分包括數(shù)字濾波、硬連線的DSP、DFE連接輸入和串行通信接口(UART或SPI)。STPM3x是完全可配置，并可以在整個電流動態(tài)范圍內(nèi)單點快速數(shù)字系統(tǒng)校準。

STPM34主要特性

•有源功率精度

-0.1%誤差為5000：1的動態(tài)范圍

-0.5%誤差超過10000：1的動態(tài)范圍

•AC瓦米超過50Hz~60 Hz EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x標準要求

•無功功率精度

-0.1%誤差超過2000:1的動態(tài)范圍

•雙模式視在電能計算

•瞬時和平均功耗

•RMS和瞬時電壓和電流

•過壓檢測(凹陷和膨脹)和監(jiān)控

•過電流檢測和監(jiān)控

•UART和SPI串行接口，可編程

CRC多項式校驗

•可編程LED和中斷輸出

•四個獨立的24位二階Σ-Δ型ADC

•兩個可編程增益斬波穩(wěn)定低噪聲和低失調(diào)放大器

•帶寬3.6k Hz @-3dB

•Vcc電源范圍3.3 V±10%

•電源電流Icc4mA(STPM32)

•輸入時鐘頻率16MHz，XTAL或外部源

•雙精密基準電壓源：1.23V，帶獨立的可編程(TC)，為10ppm /℃(典型值)

•內(nèi)部低壓降穩(wěn)壓器，3V(典型值)

•QFN封裝

•工作溫度-40℃~+85℃

圖1 STPM34框圖

EVALSTPM34雙相電表評估板

雙相電能計量評估板與基于STPM34的，2個電流互感器。用戶手冊介紹了EVALSTPM34，EVALSTPM33，EVALSTPM32評估板。

STPM3x是混合信號ASSP系列，用于Rogowski線圈、電流互感器或分流傳感器電源線系統(tǒng)的電力高精度測量。根據(jù)P/N，該器件最多具有兩個電壓和兩個電流通道，用于雙相和單相(帶或不帶中性電流監(jiān)控)電力計量系統(tǒng)的電能計量。

STPM3x器件可提供瞬時電壓和電流波形，并可計算每個通道的電壓和電流有效值(有功、無功、視在功率和能量)。此外，他們還嵌入一套完整的校準和補償參數(shù)，使儀表符合其精度標準(EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x，交流瓦特米)。所有的計算數(shù)據(jù)，以及配置參數(shù)都存儲在內(nèi)部的32位寄存器，可以通過SPI或UART外設訪問。

該STPM34評估板是0.2級，雙相電表，2 個CTs，用于電力線系統(tǒng)(Vnom= 140V~300V(RMS), Inom/ Imax= 5/100A(RMS), flin= 50/60Hz±10% ，以及Tamb= -40℃~+85℃)。被測量的有功/無功功率可以從板上的兩個可編程LED指示燈輸出。

圖2 STPM34典型應用電路圖

該板通過一個隔離RS232接口，或通過STEVAL-IPE023V1隔離USB接口工具，可以與PC上運行評估軟件連接，用于配置和數(shù)據(jù)讀取。

該板還具有SPI/ UART引腳，提供微控制器的接口，用于應用開發(fā)。

可用于評估的三個板：

• EVALSTPM34 board with 2 CT

• EVALSTPM33 board with CT + shunt

• EVALSTPM32 board with shunt

圖3 EVALSTPM34雙相電表評估板電路圖(1):計量電路

圖4 EVALSTPM34雙相電表評估板電路圖 (2):RS232/UART電路

評估板主要特性

• 0.2%的精度單相電表參考設計

• USB端口，用于連接到隔離硬件編程

STEVAL-IPE023V1和PC圖形用戶界面

• RS232和UART隔離端口，用于連接到PC GUI

• SPI/UART開關(guān)，用于設備的外設選擇

• 2個可編程板上LED

•數(shù)字擴展到外部系統(tǒng)級芯片或單片機

•電源3.3V：外部或通過STEVAL-

IPE023V1隔離型USB板

• IEC61000標準兼容