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(zhuān)門(mén)用于采用Rogowski線(xiàn)圈、電流互感器或分流傳感器電源線(xiàn)系統的高精度測量。

STPM3x可提供瞬時(shí)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(gè)混合信號IC產(chǎn)品系列，包括一個(gè)模擬和一個(gè)數字部分。模擬部分包括最多兩個(gè)可編程增益低噪聲低失調放大器和最多四個(gè)二階24位Σ-ΔADC，兩個(gè)帶隙電壓基準和獨立的溫度補償，一個(gè)低壓降穩壓器和直流緩沖。數字部分包括數字濾波、硬連線(xiàn)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)范圍內單點(diǎn)快速數字系統校準。

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標準要求

•無(wú)功功率精度

-0.1%誤差超過(guò)2000:1的動(dòng)態(tài)范圍

•雙模式視在電能計算

•瞬時(shí)和平均功耗

•RMS和瞬時(shí)電壓和電流

•過(guò)壓檢測(凹陷和膨脹)和監控

•過(guò)電流檢測和監控

•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(gè)獨立的24位二階Σ-Δ型ADC

•兩個(gè)可編程增益斬波穩定低噪聲和低失調放大器

•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

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

•內部低壓降穩壓器，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(gè)電流互感器。用戶(hù)手冊介紹了EVALSTPM34，EVALSTPM33，EVALSTPM32評估板。

STPM3x是混合信號ASSP系列，用于Rogowski線(xiàn)圈、電流互感器或分流傳感器電源線(xiàn)系統的電力高精度測量。根據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控)電力計量系統的電能計量。

STPM3x器件可提供瞬時(shí)電壓和電流波形，并可計算每個(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和補償參數，使儀表符合其精度標準(EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x，交流瓦特米)。所有的計算數據，以及配置參數都存儲在內部的32位寄存器，可以通過(guò)SPI或UART外設訪(fǎng)問(wèn)。

該STPM34評估板是0.2級，雙相電表，2 個(gè)CTs，用于電力線(xiàn)系統(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(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上運行評估軟件連接，用于配置和數據讀取。

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

可用于評估的三個(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(hù)界面

• RS232和UART隔離端口，用于連接到PC GUI

• SPI/UART開(kāi)關(guān)，用于設備的外設選擇

• 2個(gè)可編程板上LED

•數字擴展到外部系統級芯片或單片機

•電源3.3V：外部或通過(guò)STEVAL-

IPE023V1隔離型USB板

• IEC61000標準兼容