0.2％的双相电表解决方案

导读：ST公司的STPM3x器件是ASSP系列产品，专门用于采用Rogowski线圈、电流互感器或分流传感器电源线系统的高测量。

STPM3x可提供瞬时电压和电流波形，并可以计算电压、电流、功率和能量的均方根值（RMS）。STPM3x是一个混合信号IC产品系列，包括一个模拟和一个数字部分。模拟部分包括多两个可编程增益低噪声低失调放大器和多四个二阶24位Σ-ΔADC，两个带隙电压基准和独立的温度补偿，一个低压降稳压器和直流缓冲。数字部分包括数字滤波、硬连线的DSP、DFE连接输入和串行通信接口（UART或SPI）。STPM3x是完全可配置，并可以在整个电流动态范围内单点快速数字系统校准。
STPM34主要特性

•有源功率

-<0.1％误差为5000：1的动态范围

-<0.5％误差超过10000：1的动态范围

•AC瓦米超过50Hz~60 Hz EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x标准要求

•无功功率

-<0.1％误差超过2000:1的动态范围

•双模式视在电能计算

•瞬时和平均功耗

•RMS和瞬时电压和电流

•过压检测（凹陷和膨胀）和监控

•过电流检测和监控

•UART和SPI串行接口，可编程

CRC多项式校验

•可编程LED和中断输出

•四个独立的24位二阶Σ-Δ型ADC

•两个可编程增益斩波稳定低噪声和低失调放大器

•带宽3.6k Hz @-3dB

•Vcc电源范围3.3 V±10％

•电源电流Icc4mA（STPM32）

•输入时钟频率16MHz，XTAL或外部源

•双精密基准电压源：1.23V，带独立的可编程（TC），为10ppm /℃（典型值）

•内部低压降稳压器，3V（典型值）

•QFN封装

•工作温度-40℃~+85℃

图1 STPM34框图
EVALSTPM34双相电表评估板
双相电能计量评估板与基于STPM34的，2个电流互感器。用户手册介绍了EVALSTPM34，EVALSTPM33，EVALSTPM32评估板。
STPM3x是混合信号ASSP系列，用于Rogowski线圈、电流互感器或分流传感器电源线系统的电力高测量。根据P/N，该器件多具有两个电压和两个电流通道，用于双相和单相（带或不带中性电流监控）电力计量系统的电能计量。
STPM3x器件可提供瞬时电压和电流波形，并可计算每个通道的电压和电流有效值（有功、无功、视在功率和能量）。此外，他们还嵌入一套完整的校准和补偿参数，使仪表符合其标准（EN50470-X，IEC62053-2X，ANSI12.2x，交流瓦特米）。所有的计算数据，以及配置参数都存储在内部的32位寄存器，可以通过SPI或UART外设访问。
该STPM34评估板是0.2级，双相电表，2 个CTs，用于电力线系统（Vnom= 140V~300V(RMS), Inom/ Imax= 5/100A(RMS), flin= 50/60Hz±10% ，以及Tamb= -40℃~+85℃）。被测量的有功/无功功率可以从板上的两个可编程LED指示灯输出。

图2 STPM34典型应用电路图
该板通过一个隔离RS232接口，或通过STEVAL-IPE023V1隔离USB接口工具，可以与PC上运行评估软件连接，用于配置和数据读取。
该板还具有SPI/ UART引脚，提供微控制器的接口，用于应用开发。
可用于评估的三个板：

• EVALSTPM34 board with 2 CT

• EVALSTPM33 board with CT + shunt

• EVALSTPM32 board with shunt

图3 EVALSTPM34双相电表评估板电路图(1):计量电路 

图4 EVALSTPM34双相电表评估板电路图 (2):RS232/UART电路
评估板主要特性

• 0.2％的单相电表参考设计

• USB端口，用于连接到隔离硬件编程

STEVAL-IPE023V1和PC图形用户界面

• RS232和UART隔离端口，用于连接到PC GUI

• SPI/UART开关，用于设备的外设选择

• 2个可编程板上LED

•数字扩展到外部系统级芯片或单片机

•电源3.3V：外部或通过STEVAL-

IPE023V1隔离型USB板

• IEC61000标准兼容