交直流两用计量芯片HLW8112

交直流两用计量芯片HLW8112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I-A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IAP16VDDIANCF15INT2IBP14INT1IBNVPHLW8112SSOP161312CLKISPIENGND11SCSNVREFIAP16VDDIANCF15INT2IBP14INT1IBNVPHLW8112SSOP161312CLKISPIENGND11SCSNVREF10SCLK脚序号引脚名称输入/输出描述1IAP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/PGA2IAN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土800mV/PGA3IBP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/PGA4IBN模拟输入电流通道B模拟输入。该差分电压的最大输SDO/TX8SDI/RX

SDI/RX入范围是±800mV/PGA5VP模拟输入电压信号正输入端，电压的最大输入范围是±800mV/PGA6GND芯片地芯片地7REF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8SDO/TX数字输出SPI数据输出口UART数据输出口9SDI/RX数字输入SPI数据输入口UART数据输入口10SCLK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11SCSN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；12SPIEN数字输入SPIEN=0，选择UART通讯方式；SPIEN=1，选择SPI通讯方式；13CLKI模拟输入外部晶体输入口，推荐3.579M晶体14CLKO/INT1模拟输出/数字输出1、 外部晶体输出口2、 中断输出口15INT2数字输出中断输出口16VDD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。

CLKO/INT1HLW8112CLKISSOP16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。条件：YDD=3.3¥,ImR采样电阻标准负戟实际测量宣误差电压（V）电流⑴功率电压⑴电流（A）功率（W）电压电流功率2200.0010.22220.100.0040.19-0.05%-1.364%13.64%2200,0030,66220.300,0050,73-0.14%-0,303%-10,61%2200,005L11220.000,0071.14o,m-0,180%-2,7供2200.012.21220.300.0112.32-0.14%-0.045%-4.96%2200,0511,00220.000.05010.990.00%0.000%0.09%2200.122.01220.070.10022.0&-0.03%0.000%-0.IS%2200.5110.30220.110.500110.09-0.05%0.000%0.19%2201220.96219.&S1.00021&.9S0.01%0.000%1lr2202440.00220.302.002441.23-0.14%0.txm-0.2S%2204aao.oo220.254.005882.15-0.12%-0.001%-0.24%22061320.00219.845.9961318,50.07%o.m%0.11%22081760.00219.807.3971757.80.她o.ocm0.13%220：02200.00220.0510.0112200.28-0.02%o.o(m-0.01%220盘3300.00219.5814.9573293.070.19%0.000%0.21%220204400.002L9.4320.00343S9.340.26%0.000%0.24%220306600.002L9.1329,W66573.120,40%0.000%0,41%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。

HLW8112可以对直流信号进行采样。1ZXDO二0,表示选择正向过零点作为过零检测信号=1,表示选择负向过零点作为过零检测信号6HPFIBOFF=0,使能电流通道B数字高通滤波器=1,关闭电流通道巳数字高通滤波器5HPFIAOFF=0,使能电流通道A数字高通滤波器=1,关闭电流通道A数字高通滤波器4HPFUOFF=0,使能u通道数手有通滤、波器=1,关闭U通道数字高通滤波器*■-1|--zil-►与辛计鼻*■-1|--zil-►与辛计鼻—RavcrB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，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)。+33VDC-DC■100R'采样电阻I1mR_100R-Wv20K20K20K20K20K1K330nF33nF,IAPDC-DC■100R'采样电阻I1mR_100R-Wv20K20K20K20K20K1K330nF33nF,IAPVDD1IANINT2IBPCLKO/INT1HLW8112IBNCLKISSOP16VPSPIENGNDSCSN‘VREFSCLKSDO/TX SDI/RXUART/SPI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:条件WDD= =1&ImR采样电阻,DC1罪,。-TA供料导入负戟寄存器值实际剽.景值的A电流耕)帘入电压输入功率电流扣电压扣功率扣电蒲电流谡差实测功率邛)功率误差012-160OsMOxcdc40.00010.00890.00112.160.012160x6ea0x1256870xe93b0.001110.00*0.01S-4B.03%0.0112.160.12160nfd9Oi!1256820x228470.{)1033.00%0.127-4.44^0.0512.160.6080x35batel2557aOx7a9a30.M93-1.40%0.6085-0.08%0.112.1613160x65fl0x1254520xe94ac0.099-LOOM1.2130.25%0.&12,146.070xle804Oxl24b4cOx45bezl0.497-0.60%G.0370.54%112.1112.11Ox3cafc0x1240030x8a70b20.994-0.60%12.0430.55%311.9935.97Oxb632fOxl2L2acOxlHb.9be22,996-0.13*3&,930.11%61L8170.86Oxl.7L3d3OxlIcecaOx335eab36.077L28H71.B-1.33%71L7582-25Ozlb7f36OiillbSlo0x3ceTOdd7.243.43%B5.】4-3,51%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：条件:丫叩=3一3览踞日=1,£而只采样电阻,阻4虬口-巩量旌输入负貌寄祥器值实际测量值偷人电流CA)金入电压J：输入功率电流AD电压A。功率AD电流3)电流误差宽测功率〔箱功率误差024.050Ox&Of0x24ad6<?Ox2875e0.00010.00250.00524,050.12025Qxc730x24ad250j372450.005612.00%0.1271-5.70%0.0124.050.24050tKf330x24acl>eCs43f0b0.01011.□.23572.00%0.0524.051.20250x27410x24abdcOib357O0.049-2.皿L.18121.77%fl..121042,404如观0x24acidlOjl3ead4Qr岫-l.ra2.36381.67%0