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(mén)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(cè)量。

STPM3x可提供瞬時(shí)電壓和電流波形，并可以計(jì)算電壓、電流、功率和能量的均方根值(RMS)。STPM3x是一個(gè)混合信號(hào)IC產(chǎn)品系列，包括一個(gè)模擬和一個(gè)數(shù)字部分。模擬部分包括最多兩個(gè)可編程增益低噪聲低失調(diào)放大器和最多四個(gè)二階24位Σ-ΔADC，兩個(gè)帶隙電壓基準(zhǔn)和獨(dú)立的溫度補(bǔ)償，一個(gè)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(gè)電流動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)單點(diǎn)快速數(shù)字系統(tǒng)校準(zhǔn)。

STPM34主要特性

•有源功率精度

-0.1%誤差為5000：1的動(dòng)態(tài)范圍

-0.5%誤差超過(guò)10000：1的動(dòng)態(tài)范圍

•AC瓦米超過(guò)50Hz~60 Hz EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x標(biāo)準(zhǔn)要求

•無(wú)功功率精度

-0.1%誤差超過(guò)2000:1的動(dòng)態(tài)范圍

•雙模式視在電能計(jì)算

•瞬時(shí)和平均功耗

•RMS和瞬時(shí)電壓和電流

•過(guò)壓檢測(cè)(凹陷和膨脹)和監(jiān)控

•過(guò)電流檢測(cè)和監(jiān)控

•UART和SPI串行接口，可編程

CRC多項(xiàng)式校驗(yàn)

•可編程LED和中斷輸出

•四個(gè)獨(dú)立的24位二階Σ-Δ型ADC

•兩個(gè)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(shí)鐘頻率16MHz，XTAL或外部源

•雙精密基準(zhǔn)電壓源：1.23V，帶獨(dú)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(píng)估板

雙相電能計(jì)量評(píng)估板與基于STPM34的，2個(gè)電流互感器。用戶手冊(cè)介紹了EVALSTPM34，EVALSTPM33，EVALSTPM32評(píng)估板。

STPM3x是混合信號(hào)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(cè)量。根據(jù)P/N，該器件最多具有兩個(gè)電壓和兩個(gè)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(jì)量系統(tǒng)的電能計(jì)量。

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

該STPM34評(píng)估板是0.2級(jí)，雙相電表，2 個(gè)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(cè)量的有功/無(wú)功功率可以從板上的兩個(gè)可編程LED指示燈輸出。

圖2 STPM34典型應(yīng)用電路圖

該板通過(guò)一個(gè)隔離RS232接口，或通過(guò)STEVAL-IPE023V1隔離USB接口工具，可以與PC上運(yùn)行評(píng)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(yīng)用開(kāi)發(fā)。

可用于評(píng)估的三個(gè)板：

• EVALSTPM34 board with 2 CT

• EVALSTPM33 board with CT + shunt

• EVALSTPM32 board with shunt

圖3 EVALSTPM34雙相電表評(píng)估板電路圖(1):計(jì)量電路

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

評(píng)估板主要特性

• 0.2%的精度單相電表參考設(shè)計(jì)

• 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(kāi)關(guān)，用于設(shè)備的外設(shè)選擇

• 2個(gè)可編程板上LED

•數(shù)字?jǐn)U展到外部系統(tǒng)級(jí)芯片或單片機(jī)

•電源3.3V：外部或通過(guò)STEVAL-

IPE023V1隔離型USB板

• IEC61000標(biāo)準(zhǔn)兼容