功率计量芯片HLW8032规格书_中华文本库
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应用领域 ................................................................................................................................................. 2
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功能框图 ................................................................................................................................................. 3
修订历史 ................................................................................................................................................. 5
引脚配置和功能描述
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技术规格 ................................................................................................................................................. 6
推荐工作条件
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内置参考电压
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极限额定值
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UART 通讯接口
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寄存器说明
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寄存器列表 ................................................................................................................................... 10
状态寄存器 (State REG) ............................................................................................................ 11
检测寄存器 (Check REG) ............................................................................................................ 11
电压参数寄存器 (Voltage Parameter REG) ............................................................................ 11
电压寄存器 (Voltage REG) ........................................................................................................ 11
电流参数寄存器 (Current Parameter REG) ............................................................................ 11
电流寄存器 (Current REG) ........................................................................................................ 12
功率参数寄存器 (Power Parameter REG) ................................................................................ 12
功率寄存器 (Power REG) ............................................................................................................ 12
数据更新寄存器 (Data Updata REG) ........................................................................................ 12
PF 寄存器 (PF REG) ..................................................................................................................... 13
校验和寄存器 (CheckSum REG) .................................................................................................. 13
工作原理及典型应用
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典型应用电路 ............................................................................................................................... 13
电压有效值计算
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电流有效值的计算
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有功功率的计算
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视在功率的计算
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功率因数的计算
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HLW8032封装
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计量芯片HLW8032在充电桩设备中的典型应用
来源：互联网
贡献&责任编辑：李志 &
计量芯片HLW8032在充电桩设备中的典型应用行业介绍随着全球气候的进一步变暖,欧洲各国近两年来相继发布了禁售燃油车的时间表,挪威:2025年禁售燃油车…荷兰:2025年禁售燃油车…德国:2025年禁售燃油车…法国:2040年禁售燃油车…英国:2040年禁售燃油车…到2020年,我国的纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力将达到200万辆、累计产销量将会超过500万辆。我国已经将应对气候变化全面融入国家经济社会发展的总战略,争取2020年实现碳强度降低40%至45%。随着时间的临近以及电池技术瓶颈的突破,电动汽车的销量会逐渐超过传统燃油汽车的销量,同时与之配套的充电桩装备行业必将也会迎来一次大的产业爆发机会。充电桩方案介绍现在市面上的充电桩设备质量良莠不齐,下图是市面上两款充电桩产品图,图1是电动自行车的充电桩产品,具有10路同时充电功能;图2是国家电网推出的电动汽车的充电方案,一台充电桩设备可以对两辆电动汽车同时充电。图1 电动自行车充电桩图2 电动汽车充电桩充电桩设备根据充电路数的不同分为单路充电桩和多路充电桩,目前单路充电桩方案比较少,一般以2-10路为主。低成本的充电桩方案以ADC 测量电流为主,采用互感器测量充电电流,经MCU 采样后得到充电电流的大小,然后通过充电电流乘以充电时间得到消耗的用电量,如图3。因为只用到互感器测电流,在遇到的相位差或干扰时,电流测量会存在误差,影响计费电量的精度。 图 3 低成本多路充电桩方案 高成本的充电桩方案一般会采用专业计量芯片方案,每一路会使用单独一颗计量芯片,然后通过互感采样或采样电阻的采样方式进行电能参数的测量。采用计量芯片方案,除了可以测量用电量以外,还可以测量电流、电压、功率等参数。下图是采用计量芯片方案的方案框图,需要单独为每一路计量模块配置一路单独的MCU ,通过继电器控制每一路通道的开关,耗费硬件资源,但是在精度和稳定性上会高于图3的方案。图 4 充电桩计量方案框图 基于HLW8032的充电桩方案HLW8032可以通过UART 口进行数据通讯,采用5V 供电,内置3.579M 晶振,8PIN 的SOP 封装, 下图是HLW8032的芯片管脚图:IPPFTX 图 5 HLW8032芯片管脚图 HLW8032的串口输出的波特率是4800bps,每隔50ms 发送一次数据,HLW8032 的UART 使用两个引脚,TX 引脚用于从HLW8032 发送数据,数据以低位(LSB)优先发送,RX 引脚用于来接收来自微控制器的数据。HLW8032每发送一次完整数据是24 从寄存器1(State REG)开发发送,到寄存器11(CheckSum REG)结束一组数据,一共11个寄存器,24 byte 数据。下图是1byte 的数据格式:D 0E V E NS T A R TS T O P起始位停止位偶校验位LSB MSB D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 0S T A R T图 6
HLW8032 UART 数据时序图7是基于HLW8032的充电桩的电能计量解决方案,电能计量部分的原理与图4一致,唯一区别在于使用HLW8032的计量方案不需要每一路计量电路都配置一路MCU ,因为HLW8032采用的是单向UART 通讯,电能数据通过TX 口自动发出,所以可以通过一颗逻辑芯片74LS145进行片选,实现十路通道与CPU 进行分时通讯,且不影响正常的数据读取。图 7 基于HLW8032的充电桩计量方案框图 基于HLW8032的电能解决方案,可以测量有功电能、有功功率、有效电压和有效电流,从图中可以看出,图7的方案在成本上优于图4的方案,在可靠性方面也优于图3的方案。 因为HLW8032是SOP8封装,且内置晶体,所以在PCBA 的尺寸上面可以做的更小,不但适合于普通的充电桩设备,也同样适合于对尺寸有要求的充电桩设备应用场合。以下内容为系统自动转化的文字版，可能排版等有问题，仅供您参考：计量芯片 HLW8032 在充电桩设备中的典型应用行业介绍 随着全球气候的进一步变暖，欧洲各国近两年来相继发布了禁售燃油车的时间表， 挪威:2025 年禁售燃油车… 荷兰:2025 年禁售燃油车… 德国:2025 年禁售燃油车… 法国:2040 年禁售燃油车… 英国:2040 年禁售燃油车… 到 2020 年,我国的纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力将达到 200 万辆、 累计产 销量将会超过 500 万辆。 我国已经将应对气候变化全面融入国家经济社会发展的总战略， 争 取 2020 年实现碳强度降低 40%至 45%。 随着时间的临近以及电池技术瓶颈的突破， 电动汽车 的销量会逐渐超过传统燃油汽车的销量， 同时与之配套的充电桩装备行业必将也会迎来一次 大的产业爆发机会。 充电桩方案介绍 现在市面上的充电桩设备质量良莠不齐，下图是市面上两款充电桩产品图，图 1 是电 动自行车的充电桩产品，具有 10 路同时充电功能；图 2 是国家电网推出的电动汽车的充电 方案，一台充电桩设备可以对两辆电动汽车同时充电。图 1 电动自行车充电桩充电桩设备根据充电路数的不同分为单路充电桩和多路充电桩， 目前单路充电桩方案比 较少，一般以 2-10 路为主。图 2 电动汽车充电桩低成本的充电桩方案以 ADC 测量电流为主，采用互感器测量充电电流，经 MCU 采样后 得到充电电流的大小，然后通过充电电流乘以充电时间得到消耗的用电量，如图 3。因为只 用到互感器测电流， 在遇到的相位差或干扰时， 电流测量会存在误差， 影响计费电量的精度。高成本的充电桩方案一般会采用专业计量芯片方案，每一路会使用单独一颗计量芯片， 然后通过互感采样或采样电阻的采样方式进行电能参数的测量。 采用计量芯片方案， 除了可 以测量用电量以外，还可以测量电流、电压、功率等参数。下图是采用计量芯片方案的方案 框图，需要单独为每一路计量模块配置一路单独的 MCU，通过继电器控制每一路通道的开 关，耗费硬件资源，但是在精度和稳定性上会高于图 3 的方案。触摸显示屏 GPRS 服务器 手机APP图 3 低成本多路充电桩方案CPUMCU 1 第1路 计量IC MCU 2 第2路 计量IC MCU 10计量模块&&&第10路 计量IC电流互感器1电流互感器2电流互感器10电压互感器继电器1继电器2继电器10充电接口1充电接口2充电接口10基于 HLW8032 的充电桩方案 HLW8032 可以通过 UART 口进行数据通讯，采用 5V 供电，内置 3.579M 晶振，8PIN 的 SOP 封装， 下图是 HLW8032 的芯片管脚图：VDD1 8图 4 充电桩计量方案框图RXIP2CF HLW80327PFIN36TXVP45GND图 5 HLW8032 芯片管脚图HLW8032 的串口输出的波特率是 4800bps,每隔 50ms 发送一次数据， HLW8032 的 UART 使用两个引脚，TX 引脚用于从 HLW8032 发送数据，数据以低位(LSB)优先发送，RX 引脚用于来接收来自微控制器的数据。HLW8032 每发送一次完整数据是 24 从寄存器 1(State REG)开发发送， 到寄存器 11(CheckSum REG)结束一组数据， 一共 11 个寄存器， 24 byte 数据。 下图是 1byte 的数据格式：STARTSTARTEVENSTOPD0D1D2D3D4D5D6D7起始位LSBMSB 偶校验位 停止位图 6HLW8032 UART 数据时序图 7 是基于 HLW8032 的充电桩的电能计量解决方案， 电能计量部分的原理与图 4 一致， 唯一区别在于使用 HLW8032 的计量方案不需要每一路计量电路都配置一路 MCU，因为 HLW8032 采用的是单向 UART 通讯，电能数据通过 TX 口自动发出，所以可以通过一颗逻辑 芯片 74LS145 进行片选，实现十路通道与 CPU 进行分时通讯，且不影响正常的数据读取。触摸显示屏GPRS服务器手机APPCPU十选一逻辑芯片：74LS145第1路计量IC HLW8032 第2路计量IC HLW8032计量模块第10路计量IC HLW8032&&&电流互感器1电流互感器2电流互感器10电压互感器继电器1继电器2继电器10充电接口1充电接口2充电接口10基于 HLW8032 的电能解决方案， 可以测量有功电能、 有功功率、 有效电压和有效电流， 从图中可以看出，图 7 的方案在成本上优于图 4 的方案，在可靠性方面也优于图 3 的方案。 因为 HLW8032 是 SOP8 封装，且内置晶体，所以在 PCBA 的尺寸上面可以做的更小，不但适 合于普通的充电桩设备，也同样适合于对尺寸有要求的充电桩设备应用场合。图 7 基于 HLW8032 的充电桩计量方案框图D0
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　　HLW8013为单相多功能计量芯片，能够测量有功功率、有功电能，提供有功功率和电流有效值、电压有效值、线频率等。提供SPI串行接口，方便与外部MCU之间的通讯。
　 芯片引脚
　 芯片特点
　　有功电能在3000:1范围内误差& 0.1%
　　电流有效值或者电压有效值，在1000:1范围内误差& 0.5%
　　2路24位高精度ADC，可以输出瞬时值
　　提供反相功率指示
　　提供电压通道频率测量
　　提供增益校正、相位校正
　　提供有功功率、有效值OFFSET校正
　　提供三线制和四线制兼容的SPI接口，5V/3.3V均可
　　具有电源监测功能
　　单+5V电源供电，功耗为20mW
　　内置2.4V&3%参考电压，温度系数典型值为15PPM/℃
　 内部框图
　　计量插座
　　智能家居电量采集端
　　智能路灯电量采集端
　　电网质量监测系统
　　各类电能计量系统
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