大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的三相并聯(lián)電表方案

2022年8月16日，致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布

其旗下友尚推出基于意法半導(dǎo)體（ST）STPMS2、STISO621和STM32F413RH芯片的三相并聯(lián)電表方案。

圖示1-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的三相并聯(lián)電表方案的展示板圖

電表作為智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵終端產(chǎn)品之一，承擔(dān)著原始電能數(shù)據(jù)采集、計(jì)量和傳輸?shù)娜蝿?wù)。如今，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和國(guó)家政策的大力支持，電表被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)景，為電力的精準(zhǔn)采集帶來(lái)了極大便利。在此背景下，大聯(lián)大基于ST STPMS2計(jì)量前端IC、STISO621數(shù)字隔離器和STM32F413RH MCU推出了三相并聯(lián)智能電表方案，符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x交流電表標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)榭蛻魩?lái)精準(zhǔn)計(jì)量性能的同時(shí)，提供極高的性價(jià)比。

圖示2-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的三相并聯(lián)電表方案的場(chǎng)景應(yīng)用圖

STPMS2是一款雙通道24位二階sigma-delta調(diào)節(jié)器，它可通過(guò)板上分壓和分流感測(cè)器測(cè)量每相交流電的電壓、電流，接著使用微控制器分配的4MHz同步時(shí)鐘脈沖對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，并采用多路復(fù)用技術(shù)通過(guò)一個(gè)輸出引腳傳輸電壓和電流的sigma-delta比特流。在此方案中，需要使用三個(gè)STPMS2采集每個(gè)相的電壓、電流數(shù)據(jù)。

STISO621是一款基于厚氧化層電流隔離技術(shù)的雙通道數(shù)字隔離器。該器件提供兩個(gè)獨(dú)立通道（處于相反方向，采用施密特觸發(fā)器輸入），能夠提供高抗噪能力和高速輸入/輸出切換時(shí)間。并且STISO621的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbit/s，脈沖耐壓（VIOTM）高達(dá)6000V，最大重復(fù)隔離電壓（VIORM）為1200V。相較傳統(tǒng)的光隔離器，STISO621能確保數(shù)據(jù)傳輸速度更快，使用壽命更長(zhǎng)，而且可靠性更高。

STPM32F413微控制器集成了sigma-delta調(diào)制數(shù)字濾波器（DFSDM），可將六個(gè)比特流轉(zhuǎn)換為24位的電壓和電流值，并每200μs實(shí)時(shí)計(jì)算一次所有計(jì)量數(shù)據(jù)。該固件還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬通信端口，用于訪問(wèn)內(nèi)部參數(shù)，讀取計(jì)量數(shù)據(jù)，修改內(nèi)部配置和校準(zhǔn)電路板功能。

圖示3-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的三相并聯(lián)電表方案的方塊圖

得益于器件的卓越性能，本方案可實(shí)現(xiàn)極高的可靠性和魯棒性，并且經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的感測(cè)電路和PCB配置，可確保方案具有優(yōu)異的抗EMI干擾性和出色的信號(hào)噪聲比，能夠進(jìn)行高精度測(cè)量和后處理運(yùn)算。客戶借助此方案可加快三相交流電能表設(shè)計(jì)，滿足國(guó)際上最嚴(yán)格的電能表質(zhì)量和精度標(biāo)準(zhǔn)。

核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

專用IC，精簡(jiǎn)線路，低成本；

符合主要的法規(guī)要求；

考慮抗干擾及信噪比，穩(wěn)定性及耐用度高；

免費(fèi)完整的程式，并搭配圖形化界面軟體，易于使用修改。

方案規(guī)格

符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交流功率計(jì)的要求；

每相和累積的活動(dòng)寬帶Active wideband、活動(dòng)基波active fundamental、反應(yīng)reactive和視在apparent的功率及電能計(jì)算；

根據(jù)IEC 62053-22的三相有功/視在功率測(cè)量精度等級(jí)0.5；

根據(jù)IEC 62053-21的三相無(wú)功功率測(cè)量精度等級(jí)1；

6通道電壓和電流抽取樣本可用@200us；

2.5kHz測(cè)量帶寬；

每個(gè)電壓和電流信號(hào)的RMS和THD（可選）計(jì)算；

用于直流測(cè)量的可選高通濾波器；

每個(gè)相位的線周期和相移測(cè)量；

相電壓延遲；

完全校準(zhǔn)（用于DC測(cè)量的幅度、功率偏移和樣本偏移）；

兩個(gè)用于脈沖輸出的可配置LED；

shell命令在虛擬com端口模式下通過(guò)USB進(jìn)行通信；

相間6KV電氣隔離，間隙為8mm。

審核編輯：湯梓紅