交直流兩用計量芯片HLW8112

交直流兩用計量芯片HLW8112芯片介紹HLW8112是一款高精度的電能計量IC,它采用CMOS制造工藝，該器件內部集成了三個I-A型ADC和一個高精度的電能計量內核。HLW8112主要用于單相應用，也可以測量直流信號。HLW8112可以通過多種通訊接口訪問片內寄存器，包括SPI和UART。HLW8112電能計量IC采用3.3V或5.0V電源供電，內置振蕩器，采用16腳SSOP封裝。芯片管腳IAP16VDDIANCF15INT2IBP14INT1IBNVPHLW8112SSOP161312CLKISPIENGND11SCSNVREFIAP16VDDIANCF15INT2IBP14INT1IBNVPHLW8112SSOP161312CLKISPIENGND11SCSNVREF10SCLK腳序號引腳名稱輸入/輸出描述1IAP模擬輸入電流通道A模擬輸入。該差分電壓的最大輸入范圍是±800mV/PGA2IAN模擬輸入電流通道A模擬輸入。該差分電壓的最大輸入范圍是土800mV/PGA3IBP模擬輸入電流通道B模擬輸入。該差分電壓的最大輸入范圍是±800mV/PGA4IBN模擬輸入電流通道B模擬輸入。該差分電壓的最大輸SDO/TX8SDI/RX

SDI/RX入范圍是±800mV/PGA5VP模擬輸入電壓信號正輸入端，電壓的最大輸入范圍是±800mV/PGA6GND芯片地芯片地7REF數(shù)字輸入基準電壓的輸入/輸出引腳，需要外接0.1uFf去藕電容8SDO/TX數(shù)字輸出SPI數(shù)據(jù)輸出口UART數(shù)據(jù)輸出口9SDI/RX數(shù)字輸入SPI數(shù)據(jù)輸入口UART數(shù)據(jù)輸入口10SCLK數(shù)字輸入SPI通訊模式時：SPI接口時鐘輸入UART通訊模式時：與SCSN一同使用，配置波特率11SCSN數(shù)字輸入SPIEN=0，UART通訊方式：與SCLK接口一同使用，配置波特率SPIEN=1，SPI通訊方式：1、 SCSN=0，SPI通訊口正常通訊；2、 SCSN=1，SPI通訊口復位；12SPIEN數(shù)字輸入SPIEN=0，選擇UART通訊方式；SPIEN=1，選擇SPI通訊方式；13CLKI模擬輸入外部晶體輸入口，推薦3.579M晶體14CLKO/INT1模擬輸出/數(shù)字輸出1、 外部晶體輸出口2、 中斷輸出口15INT2數(shù)字輸出中斷輸出口16VDD芯片電源芯片電源，該引腳應通過一個0.1uF電容并聯(lián)去藕交流測量HLW8112進行直流測量時，需要使能高濾波器（HPF）,下圖是HLW8112的應用電路，A通道用于檢測負載設備的功率、電壓、電流和用電量，通過UART或SPI接口傳輸數(shù)據(jù)至MCU，通過INT1引腳對過載和過壓等異常狀態(tài)進行指示。B通道通過電流互感器對負載設備進行漏電檢測，當負載設備發(fā)生漏電時，會及時判斷出危險狀態(tài)，通過INT2快速切斷設備電源。

CLKO/INT1HLW8112CLKISSOP16下表是使用HLW8112經(jīng)校準之后的實際測量數(shù)據(jù)（交流信號），采用1mR的采樣電阻，最小測量電流在4-6mA左右，交流電壓220V。條件：YDD=3.3￥,ImR采樣電阻標準負戟實際測量宣誤差電壓（V）電流⑴功率電壓⑴電流（A）功率（W）電壓電流功率2200.0010.22220.100.0040.19-0.05%-1.364%13.64%2200,0030,66220.300,0050,73-0.14%-0,303%-10,61%2200,005L11220.000,0071.14o,m-0,180%-2,7供2200.012.21220.300.0112.32-0.14%-0.045%-4.96%2200,0511,00220.000.05010.990.00%0.000%0.09%2200.122.01220.070.10022.0&-0.03%0.000%-0.IS%2200.5110.30220.110.500110.09-0.05%0.000%0.19%2201220.96219.&S1.00021&.9S0.01%0.000%1lr2202440.00220.302.002441.23-0.14%0.txm-0.2S%2204aao.oo220.254.005882.15-0.12%-0.001%-0.24%22061320.00219.845.9961318,50.07%o.m%0.11%22081760.00219.807.3971757.80.她o.ocm0.13%220：02200.00220.0510.0112200.28-0.02%o.o(m-0.01%220盤3300.00219.5814.9573293.070.19%0.000%0.21%220204400.002L9.4320.00343S9.340.26%0.000%0.24%220306600.002L9.1329,W66573.120,40%0.000%0,41%直流測量HLW8112可以測量直流信號，如下圖所示，測量直流信號時，需要先將HLP（高通濾波器關閉），這樣就可以使得直流信號進入芯片的內部采樣模塊進行采樣。

HLW8112可以對直流信號進行采樣。1ZXDO二0,表示選擇正向過零點作為過零檢測信號=1,表示選擇負向過零點作為過零檢測信號6HPFIBOFF=0,使能電流通道B數(shù)字高通濾波器=1,關閉電流通道巳數(shù)字高通濾波器5HPFIAOFF=0,使能電流通道A數(shù)字高通濾波器=1,關閉電流通道A數(shù)字高通濾波器4HPFUOFF=0,使能u通道數(shù)手有通濾、波器=1,關閉U通道數(shù)字高通濾波器*■-1|--zil-?與辛計鼻*■-1|--zil-?與辛計鼻—RavcrB具體操作是將EMUCON寄存器的下面三個狀態(tài)位關閉， 當關閉高通濾波器后，下圖是HLW8112直流應用的典型電路，可以根據(jù)被測信號的量程來修改前端采樣電路,比如，最大測量電流是6A，可以放大1mR采樣電阻，需遵循公式：I*R<(800mV/1.414/PGA);直流電壓采樣:V(被測電壓)/(1K/(20K*5))<(800mV/1.414/PGA)。+33VDC-DC■100R'采樣電阻I1mR_100R-Wv20K20K20K20K20K1K330nF33nF,IAPDC-DC■100R'采樣電阻I1mR_100R-Wv20K20K20K20K20K1K330nF33nF,IAPVDD1IANINT2IBPCLKO/INT1HLW8112IBNCLKISSOP16VPSPIENGNDSCSN‘VREFSCLKSDO/TX SDI/RXUART/SPI下表是HLW8112電路模塊經(jīng)直流校準后的測量數(shù)據(jù)，PGA=16輸入DC電壓12V，最大測量電流6A，采樣電阻1mR的測試數(shù)據(jù):條件WDD= =1&ImR采樣電阻,DC1罪,。-TA供料導入負戟寄存器值實際剽.景值的A電流耕)簾入電壓輸入功率電流扣電壓扣功率扣電蒲電流謖差實測功率邛)功率誤差012-160OsMOxcdc40.00010.00890.00112.160.012160x6ea0x1256870xe93b0.001110.00*0.01S-4B.03%0.0112.160.12160nfd9Oi!1256820x228470.{)1033.00%0.127-4.44^0.0512.160.6080x35batel2557aOx7a9a30.M93-1.40%0.6085-0.08%0.112.1613160x65fl0x1254520xe94ac0.099-LOOM1.2130.25%0.&12,146.070xle804Oxl24b4cOx45bezl0.497-0.60%G.0370.54%112.1112.11Ox3cafc0x1240030x8a70b20.994-0.60%12.0430.55%311.9935.97Oxb632fOxl2L2acOxlHb.9be22,996-0.13*3&,930.11%61L8170.86Oxl.7L3d3OxlIcecaOx335eab36.077L28H71.B-1.33%71L7582-25Ozlb7f36OiillbSlo0x3ceTOdd7.243.43%B5.】4-3,51%下表是HLW8112電路模塊經(jīng)直流校準后的測量數(shù)據(jù)，PGA=1,輸入DC電壓12V，最大測量電流3A，采樣電阻25mR的測試數(shù)據(jù)：條件:丫叩=3一3覽踞日=1,￡而只采樣電阻,阻4虬口-鞏量旌輸入負貌寄祥器值實際測量值偷人電流CA)金入電壓J：輸入功率電流AD電壓A。功率AD電流3)電流誤差寬測功率〔箱功率誤差024.050Ox&Of0x24ad6<?Ox2875e0.00010.00250.00524,050.12025Qxc730x24ad250j372450.005612.00%0.1271-5.70%0.0124.050.24050tKf330x24acl>eCs43f0b0.01011.□.23572.00%0.0524.051.20250x27410x24abdcOib357O0.049-2.皿L.18121.77%fl..121042,404如觀0x24acidlOjl3ead4Qr岫-l.ra2.36381.67%0