精度0.2％的雙相電表解決方案

ST公司的STPM3x器件是ASSP系列產品，專門用于采用Rogowski線圈、電流互感器或分流傳感器電源線系統的高精度測量。

STPM3x可提供瞬時電壓和電流波形，并可以計算電壓、電流、功率和能量的均方根值(RMS)。STPM3x是一個混合信號IC產品系列，包括一個模擬和一個數字部分。模擬部分包括最多兩個可編程增益低噪聲低失調放大器和最多四個二階24位Σ-ΔADC，兩個帶隙電壓基準和獨立的溫度補償，一個低壓降穩壓器和直流緩沖。數字部分包括數字濾波、硬連線的DSP、DFE連接輸入和串行通信接口(UART或SPI)。STPM3x是完全可配置，并可以在整個電流動態范圍內單點快速數字系統校準。

STPM34主要特性

•有源功率精度

-0.1%誤差為5000：1的動態范圍

-0.5%誤差超過10000：1的動態范圍

•AC瓦米超過50Hz~60 Hz EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x標準要求

•無功功率精度

-0.1%誤差超過2000:1的動態范圍

•雙模式視在電能計算

•瞬時和平均功耗

•RMS和瞬時電壓和電流

•過壓檢測(凹陷和膨脹)和監控

•過電流檢測和監控

•UART和SPI串行接口，可編程

CRC多項式校驗

•可編程LED和中斷輸出

•四個獨立的24位二階Σ-Δ型ADC

•兩個可編程增益斬波穩定低噪聲和低失調放大器

•帶寬3.6k Hz @-3dB

•Vcc電源范圍3.3 V±10%

•電源電流Icc4mA(STPM32)

•輸入時鐘頻率16MHz，XTAL或外部源

•雙精密基準電壓源：1.23V，帶獨立的可編程(TC)，為10ppm /℃(典型值)

•內部低壓降穩壓器，3V(典型值)

•QFN封裝

•工作溫度-40℃~+85℃

圖1 STPM34框圖

EVALSTPM34雙相電表評估板

雙相電能計量評估板與基于STPM34的，2個電流互感器。用戶手冊介紹了EVALSTPM34，EVALSTPM33，EVALSTPM32評估板。

STPM3x是混合信號ASSP系列，用于Rogowski線圈、電流互感器或分流傳感器電源線系統的電力高精度測量。根據P/N，該器件最多具有兩個電壓和兩個電流通道，用于雙相和單相(帶或不帶中性電流監控)電力計量系統的電能計量。

STPM3x器件可提供瞬時電壓和電流波形，并可計算每個通道的電壓和電流有效值(有功、無功、視在功率和能量)。此外，他們還嵌入一套完整的校準和補償參數，使儀表符合其精度標準(EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x，交流瓦特米)。所有的計算數據，以及配置參數都存儲在內部的32位寄存器，可以通過SPI或UART外設訪問。

該STPM34評估板是0.2級，雙相電表，2 個CTs，用于電力線系統(Vnom= 140V~300V(RMS), Inom/ Imax= 5/100A(RMS), flin= 50/60Hz±10% ，以及Tamb= -40℃~+85℃)。被測量的有功/無功功率可以從板上的兩個可編程LED指示燈輸出。

圖2 STPM34典型應用電路圖

該板通過一個隔離RS232接口，或通過STEVAL-IPE023V1隔離USB接口工具，可以與PC上運行評估軟件連接，用于配置和數據讀取。

該板還具有SPI/ UART引腳，提供微控制器的接口，用于應用開發。

可用于評估的三個板：

• EVALSTPM34 board with 2 CT

• EVALSTPM33 board with CT + shunt

• EVALSTPM32 board with shunt

圖3 EVALSTPM34雙相電表評估板電路圖(1):計量電路

圖4 EVALSTPM34雙相電表評估板電路圖 (2):RS232/UART電路

評估板主要特性

• 0.2%的精度單相電表參考設計

• USB端口，用于連接到隔離硬件編程

STEVAL-IPE023V1和PC圖形用戶界面

• RS232和UART隔離端口，用于連接到PC GUI

• SPI/UART開關，用于設備的外設選擇

• 2個可編程板上LED

•數字擴展到外部系統級芯片或單片機

•電源3.3V：外部或通過STEVAL-

IPE023V1隔離型USB板

• IEC61000標準兼容