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智慧电能计量芯片助力物联网发展

导读: 物联网时代,众多企业对传统产品进行智能化改造。合力为科技一直专注于电能计量领域,为智能电器提供电能感知能力的解决方案,之前推出的HLW8012/HLW8032具备小体积、外围简单、高可靠性等优点。

物联网的英文名称为“Internet of things”,顾名思义,就是“物物相连的网络”,它将具备感知、通讯能力的物体相连接,实现物物之间通讯和信息交换。日常用品因为连接而获得了新的生命,它们甚至将具有学习能力,通过感知用户的行为而对自身的行为做出相应的调整。

物联网时代,众多企业对传统产品进行智能化改造。合力为科技一直专注于电能计量领域,为智能电器提供电能感知能力的解决方案,之前推出的HLW8012/HLW8032具备小体积、外围简单、高可靠性等优点,已广泛应用于智能插座、充电桩、智能路灯等领域。今再推出2款新型电能计量芯片HLW8112、HLW8110,在性能、功能方面进行了更多的提升。

一、新型电能计量芯片介绍

传统型电能计量芯片HLW8012/HLW8032,可测量1路电压、电流、功率、电量,新型电能计量芯片可以测量更全面的电能参数,精度更高。

1、电能计量芯片HLW8112

●动态范围3000:1时,有功功率误差<0.1%

●1路电压检测,2路电流检测

●2路有功功率,电量计算

●漏电检测,过零检测,过载检测

●线频率、相角

●免校准

●工作电压:3.3V/5V

●内置温度传感器

●内置/外置晶振

●2路可配置中断输出

●UART/SPI接口

●SSOP16封装

智慧电能计量芯片来袭,助力物联网发展

图1  HLW8112内部框图

智慧电能计量芯片来袭,助力物联网发展

图2  HLW8112典型应用电路

2、电能计量芯片HLW8110

●动态范围3000:1时,有功功率误差<0.1%

●1路电压检测,1路电流检测

●1路有功功率,电量计算

●过零检测,过载检测

●线频率、相角

●工作电压:3.3V/5V

●内置晶振

●免校准

●UART接口

●SOP8封装

智慧电能计量芯片来袭,助力物联网发展

图3  HLW8110内部框图

智慧电能计量芯片来袭,助力物联网发展


图4  HLW8110典型应用电路

二、HLW8112/HLW8110新增功能应用

1、漏电保护

家电产品在长期使用后,随着器件老化,会出现耗电量增加,甚至漏电,造成安全隐患。HLW8112在单通道基础上增加1路电流检测通道用于检测设备漏电状况。在图2中,B通道通过电流互感器对负载设备进行漏电检测,当负载设备发生漏电时,HLW8112通过INT2引脚输出快速切断设备电源,保护电器使用者安全。

2、过载保护

家电在使用过程中,因为使用不当或器件老化,可能会出现工作电流、功率超负荷,时间一长,可能会损坏家电、引起火灾。HLW8112,HLW8110内部可以设置电流、电压、功率最大值,当检测到过载异常时,芯片对相应寄存器进行更新指示。HLW8112还可以配置为通过INT1引脚对过载异常进行指示,响应比HLW8110更及时。

3、免校准

HLW8112,HLW8110自身测量误差控制在2%以内,若电流、电压采样电阻使用1%或者更高,则整机测量误差会控制在3%左右,若已经符合产品的规格要求,可以免掉全部校准,节省许多设备成本、人工成本、时间成本。

若上述误差不能达到产品的规格要求,可以将计量模块作为独立模块,进行模块校准,校准数据可以保存在HLW8112,HLW8110中,后面直接将计量模块接入整机中即可,免掉了整机校准。

4、过零检测

过零检测功能可以为PWM控制开关场合提供更高效、更安全的用电控制。

HLW8112,HLW8110具有电流、电压信号过零检测功能,还可以通过寄存器配置过零方式,内部检测结果更新到相应寄存器。HLW8112可以配置为通过INT1引脚对过零检测结果进行指示,响应比HLW8110更及时。

5、2通道测量

智能插座分单孔插座及多孔排插,每个插孔都必须有1个计量模块,所以之前的多孔排插计量模块的元器件多、体积较大,占用MCU的接口资源较多。HLW8112可以同时测量2路电流、1路电压、2路功率、电量,1个计量模块可以实现2个插孔的测量,缩小体积、降低成本。

智慧电能计量芯片来袭,助力物联网发展

图5  HLW8112的2通道测量应用电路

6、智慧用电
HLW8112,HLW8110还可以测量电压骤降、功率因素、线频率、峰值、相角等电能参数,综合电流、电压有效值、有功功率、视在功率等参数,可以建立完整的电器运行状态模型。比如:根据功率因素、功率异常判断电器的老化情况、电器故障原因;出现电压骤降、峰值过大或者线频率变化较大的状况时,适当调整电器的工作状态,使电器始终处于安全用电、高效率用电状态。

三、HLW8012/HLW8032/HLW8110/HLW8112对比表
合力为科技一直致力于推广 Meter IC在智能家居、智能家电和与“电”相关等节能产品上的应用和解决方案,脉冲输出型计量芯片HLW8012和UART串口输出的HLW8032一直广泛使用于WIFI插座、智能路灯等物联网产品上。此次推出的具有漏电检测功能计量芯片HLW8112,在性能指标上都要优于HLW8012和HLW8032,使用场景更加广泛,可以应用于智能家电设备、漏电检测设备、计量电表、WIFI插座、LED照明和充电桩领域。

HLW8110是一款8PIN的计量芯片,是HLW8112的简化版,它只有1路电压测量和1路电流测量,内置晶振、采用UART通讯方式,特别适合于模具体积小较小的产品开发,比如WIFI插座和PDU等产品上。

智慧电能计量芯片来袭,助力物联网发展

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