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交直流两用计量芯片HLW8112
合力为小默 | 2019-07-03 11:16:20    阅读:1888   发布文章

芯片介绍

HLW8112是一款高精度的电能计量IC,它采用CMOS制造工艺,该器件内部集成了三个∑-Δ型ADC和一个高精度的电能计量内核。

HLW8112主要用于单相应用,也可以测量直流信号。

HLW8112可以通过多种通讯接口访问片内寄存器,包括SPI和UART。

HLW8112电能计量IC采用3.3V或5.0V电源供电,内置振荡器,采用16脚SSOP封装。

 

芯片管脚

交直流两用01.png

 

    脚序号

引脚名称

输入/输出

描述

1

IAP

模拟输入

电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入范围是

±800mV/PGA

2

IAN

模拟输入

电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入范围是±800mV/PGA

3

IBP

模拟输入

电流通道B模拟输入。该差分电压的最大输入范围是

±800mV/PGA

4

IBN

模拟输入

电流通道B模拟输入。该差分电压的最大输入范围是

±800mV/PGA

5

VP

模拟输入

电压信号正输入端,电压的最大输入范围是

±800mV/PGA

6

GND

芯片地

芯片地

7

REF

数字输入

基准电压的输入/输出引脚,需要外接0.1uFf去藕电容

8

SDO/TX

数字输出

SPI数据输出口

UART数据输出口

9

SDI/RX

数字输入

SPI数据输入口

UART数据输入口

10

SCLK

数字输入

SPI通讯模式时:SPI接口时钟输入

UART通讯模式时:与SCSN一同使用,配置波特率

11

SCSN

数字输入

SPIEN   = 0,UART通讯方式:

与SCLK接口一同使用,配置波特率

SPIEN   = 1,SPI通讯方式:

1、SCSN = 0,SPI通讯口正常通讯;

2、SCSN = 1,SPI通讯口复位;

12

SPIEN

数字输入

SPIEN   = 0,选择UART通讯方式;

SPIEN   = 1,选择SPI通讯方式;

13

CLKI

模拟输入

外部晶体输入口,推荐3.579M晶体

14

CLKO/INT1

模拟输出/数字输出

1、外部晶体输出口

2、中断输出口

15

INT2

数字输出

中断输出口

16

VDD

芯片电源

芯片电源,该引脚应通过一个0.1uF电容并联去藕

 

 

 

交流测量

HLW8112进行直流测量时,需要使能高滤波器(HPF),下图是HLW8112的应用电路,A通道用于检测负载设备的功率、电压、电流和用电量,通过UART或SPI接口传输数据至MCU,通过INT1引脚对过载和过压等异常状态进行指示。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,会及时判断出危险状态,通过INT2快速切断设备电源。

    

交直流两用02.png

 

下表是使用HLW8112经校准之后的实际测量数据(交流信号),采用1mR的采样电阻,最小测量电流在4-6mA左右,交流电压220V。

交直流两用03.jpg


      

直流测量

       HLW8112可以测量直流信号,如下图所示,测量直流信号时,需要先将HLP(高通滤波器关闭),这样就可以使得直流信号进入芯片的内部采样模块进行采样。

交直流两用04.png

具体操作是将EMUCON寄存器的下面三个状态位关闭, 当关闭高通滤波器后,HLW8112可以对直流信号进行采样。

交直流两用05.jpg

      

       下图是HLW8112直流应用的典型电路,可以根据被测信号的量程来修改前端采样电路,比如,最大测量电流是6A,可以放大1mR采样电阻,需遵循公式:I*R<(800mV/1.414/PGA);

直流电压采样:V(被测电压)/(1K/(20K*5)) < (800mV/1.414/PGA)。

      

交直流两用06.png

       

 

下表是HLW8112电路模块经直流校准后的测量数据,PGA = 16,输入DC电压12V,最大测量电流6A,采样电阻1mR的测试数据:

交直流两用07.jpg

 

 

下表是HLW8112电路模块经直流校准后的测量数据,PGA = 1,输入DC电压12V,最大测量电流3A,采样电阻25mR的测试数据:

交直流两用08.png

       从两个表可以看出,PGA = 1的线性比较好,建议在使用直流测量时,优先使用PGA = 1倍。


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廖工  2019-11-07 17:04:20 

资料很详细,已下载

张工001  2019-09-19 11:46:16 

非常不错的资料,期待再次分享

袁浅  2019-07-31 17:39:15 

资料蛮实用的,学习一下

廖工  2019-07-17 14:45:45 

谢谢资源分享,已收藏

叶苏巧  2019-07-08 17:24:49 

好东西,谢谢这位同学的分享

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