意法半導(dǎo)體智能功率技術(shù)簡(jiǎn)化新興的電表應(yīng)用

可編程芯片將電表應(yīng)用帶入21世紀(jì)

　　中國(guó)， 2005年6月21日 – 意法半導(dǎo)體今天宣布一個(gè)新的電子電表IC，這個(gè)代號(hào)為STPM01的新產(chǎn)品集成了全電子電表所需全部核心電路，能夠滿(mǎn)足各種形式的電力測(cè)量需求，可以在最簡(jiǎn)單的低端應(yīng)用中充當(dāng)獨(dú)立的電表，或者在基于單片機(jī)的復(fù)雜電表中用作系統(tǒng)外設(shè)，以支持遠(yuǎn)程測(cè)量、無(wú)功功率測(cè)量、多重電價(jià)和防篡改功能。

　　傳統(tǒng)的機(jī)械電表已經(jīng)使用一個(gè)多世紀(jì)了，至今幾乎沒(méi)有發(fā)生任何變化。電力公司正在尋求用電子電表代替機(jī)械電表的解決方案。電子電表有很多優(yōu)點(diǎn)，如不斷提高的精確度、可靠性及耐用性、容易調(diào)校配置，以及隨時(shí)能夠增加先進(jìn)的功能，如多重電價(jià)、防篡改功能、提前買(mǎi)電、停電檢測(cè)、功率因數(shù)測(cè)量和自動(dòng)抄表服務(wù)。

　　STPM01是ST和世界最大的電表制造廠(chǎng)商之一的ISKRAEMECO公司合作開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，是ST為ISKRAEMECO公司開(kāi)發(fā)的ASIC解決方案的改進(jìn)產(chǎn)品，采用ST先進(jìn)的BCD6智能制造技術(shù)，能夠在同一個(gè)芯片上集成所需的全部的模擬、數(shù)字和功率電路。主要模塊包括模擬信號(hào)調(diào)節(jié)、兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、一個(gè)硬連線(xiàn)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、一個(gè)連接外部單片機(jī)的SPI接口、一個(gè)用于調(diào)校配置芯片的56 位OTP（一次性可編程）塊、一個(gè)在低端應(yīng)用中驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)顯示器的電壓頻率轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)給模擬3V和數(shù)字1.5V電路供給的限流低壓降穩(wěn)壓器。

　　靈活可配置的模擬前端使新IC兼容各種電流傳感器，包括電流轉(zhuǎn)換器、微歐姆分流器和Rogowski線(xiàn)圈。電表專(zhuān)用的數(shù)字信號(hào)處理器采用一種創(chuàng)新算法（ISKRAEMECO公司已經(jīng)提交此項(xiàng)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)），能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算有功、無(wú)功和表觀功率、RMS電壓及電流和線(xiàn)路頻率。

　　SPI接口通過(guò)OTP模塊控制、配置和調(diào)校芯片，它的另一個(gè)功能是向外部單片機(jī)發(fā)送數(shù)字輸出數(shù)據(jù)；在高端電表應(yīng)用中，單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和管理功能。此外，在對(duì)成本最敏感的低端應(yīng)用中，計(jì)算出來(lái)的功率值還能在內(nèi)部轉(zhuǎn)換成直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)顯示器的脈沖信號(hào)。

　　OTP模塊支持快速準(zhǔn)確的電壓及電流傳感器調(diào)校、相位校正和溫度漂移，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的PC接及軟件即可存取OTP模塊。STPM01的新增功能包括火線(xiàn)和地線(xiàn)電流監(jiān)測(cè)、LED驅(qū)動(dòng)器和零交越信號(hào)；電流監(jiān)測(cè)用于加密電表中的防篡改功能；LED驅(qū)動(dòng)器用于顯示功率、防篡改檢測(cè)和無(wú)負(fù)載狀態(tài)；零交越信號(hào)用于消除在工業(yè)控制應(yīng)用中大電感負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的電弧現(xiàn)象。

　　STPM01具有很高的精度，完全符合IEC62052-11 和IEC62053-2X 0.5類(lèi)單相電表規(guī)范，同時(shí)，同步引腳還支持三相電表應(yīng)用。新器件具有很寬的電網(wǎng)電壓（40-300VRMS）和線(xiàn)路頻率（45-65Hz），能夠測(cè)量的電流高達(dá)200ARMS。除高集成度帶來(lái)的較低的成本外，因?yàn)樵黾恿丝焖俜来鄹牡腛TP模塊，STPM01還降低了與調(diào)校相關(guān)的隱藏的間接制造成本。

　　STPM01的支持工具包括兩個(gè)演示板/參考設(shè)計(jì)：一個(gè)是STPM01驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的獨(dú)立電表解決方案的測(cè)量板；另一個(gè)是一塊裝有ST7單片機(jī)、LCD顯示器和RTC的控制板，控制板通過(guò)SPI接口連接測(cè)量板，構(gòu)成一個(gè)完整的中高端電表設(shè)備。