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2018年08月06日 | 智慧电能计量芯片来袭，助力物联网发展
2018-08-06 来源：深圳合力为科技有限公司
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
图1 HLW8112内部框图
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
图3 HLW8110内部框图
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。
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。
史海拾趣
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