大聯大友尚集團推出基于ST產品的三相并聯電表方案

2022年8月16日，致力于亞太地區市場的領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布，其旗下友尚推出基于意法半導體（ST）STPMS2、STISO621和STM32F413RH芯片的三相并聯電表方案。

圖示1-大聯大友尚基于ST產品的三相并聯電表方案的展示板圖

電表作為智能電網建設的關鍵終端產品之一，承擔著原始電能數據采集、計量和傳輸的任務。如今，隨著物聯網技術的迅速發展和國家政策的大力支持，電表被廣泛應用于各種場景，為電力的精準采集帶來了極大便利。在此背景下，大聯大友尚基于ST STPMS2計量前端IC、STISO621數字隔離器和STM32F413RH MCU推出了三相并聯智能電表方案，符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x交流電表標準，能夠為客戶帶來精準計量性能的同時，提供極高的性價比。

圖示2-大聯大友尚基于ST產品的三相并聯電表方案的場景應用圖

STPMS2是一款雙通道24位二階sigma-delta調節器，它可通過板上分壓和分流感測器測量每相交流電的電壓、電流，接著使用微控制器分配的4MHz同步時鐘脈沖對信號進行采樣，并采用多路復用技術通過一個輸出引腳傳輸電壓和電流的sigma-delta比特流。在此方案中，需要使用三個STPMS2采集每個相的電壓、電流數據。

STISO621是一款基于厚氧化層電流隔離技術的雙通道數字隔離器。該器件提供兩個獨立通道（處于相反方向，采用施密特觸發器輸入），能夠提供高抗噪能力和高速輸入/輸出切換時間。并且STISO621的最大數據傳輸速率為100Mbit/s，脈沖耐壓（VIOTM）高達6000V，最大重復隔離電壓（VIORM）為1200V。相較傳統的光隔離器，STISO621能確保數據傳輸速度更快，使用壽命更長，而且可靠性更高。

STPM32F413RH微控制器集成了sigma-delta調制數字濾波器（DFSDM），可將六個比特流轉換為24位的電壓和電流值，并每200μs實時計算一次所有計量數據。該固件還實現了一個虛擬通信端口，用于訪問內部參數，讀取計量數據，修改內部配置和校準電路板功能。

圖示3-大聯大友尚基于ST產品的三相并聯電表方案的方塊圖

得益于器件的卓越性能，本方案可實現極高的可靠性和魯棒性，并且經過優化設計的感測電路和PCB配置，可確保方案具有優異的抗EMI干擾性和出色的信號噪聲比，能夠進行高精度測量和后處理運算。客戶借助此方案可加快三相交流電能表設計，滿足國際上最嚴格的電能表質量和精度標準。

核心技術優勢：

?   專用IC，精簡線路，低成本；

?   符合主要的法規要求；

?   考慮抗干擾及信噪比，穩定性及耐用度高；

?   免費完整的程式，并搭配圖形化界面軟體，易于使用修改。

方案規格：

?   符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x標準對交流功率計的要求；

?   每相和累積的活動寬帶Active wideband、活動基波active fundamental、反應reactive和視在apparent的功率及電能計算；

?   根據IEC 62053-22的三相有功/視在功率測量精度等級0.5；

?   根據IEC 62053-21的三相無功功率測量精度等級1；

?   6通道電壓和電流抽取樣本可用@200us；

?   2.5kHz測量帶寬；

?   每個電壓和電流信號的RMS和THD（可選）計算；

?   用于直流測量的可選高通濾波器；

?   每個相位的線周期和相移測量；

?   相電壓延遲；

?   完全校準（用于DC測量的幅度、功率偏移和樣本偏移）；

?   兩個用于脈沖輸出的可配置LED；

?   shell命令在虛擬com端口模式下通過USB進行通信；

?   相間6KV電氣隔離，間隙為8mm。