物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“Internet of things”，顧名思義，就是“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”，它將具備感知、通訊能力的物體相連接，實(shí)現(xiàn)物物之間通訊和信息交換。日常用品因?yàn)檫B接而獲得了新的生命，它們甚至將具有學(xué)習(xí)能力，通過感知用戶的行為而對自身的行為做出相應(yīng)的調(diào)整。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，眾多企業(yè)對傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行智能化改造。合力為科技一直專注于電能計(jì)量領(lǐng)域，為智能電器提供電能感知能力的解決方案，之前推出的HLW8012／HLW8032具備小體積、外圍簡單、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于智能插座、充電樁、智能路燈等領(lǐng)域。今再推出2款新型電能計(jì)量芯片HLW8112、HLW8110，在性能、功能方面進(jìn)行了更多的提升。
一、新型電能計(jì)量芯片介紹
傳統(tǒng)型電能計(jì)量芯片HLW8012／HLW8032，可測量1路電壓、電流、功率、電量，新型電能計(jì)量芯片可以測量更全面的電能參數(shù)，精度更高。
1、電能計(jì)量芯片HLW8112
●動(dòng)態(tài)范圍3000：1時(shí)，有功功率誤差＜0．1％
●1路電壓檢測，2路電流檢測
●2路有功功率，電量計(jì)算
●漏電檢測，過零檢測，過載檢測
●線頻率、相角
●免校準(zhǔn)
●工作電壓：3．3V／5V
●內(nèi)置溫度傳感器
●內(nèi)置／外置晶振
●2路可配置中斷輸出
●UART／SPI接口
●SSOP16封裝
圖1 HLW8112內(nèi)部框圖
圖2 HLW8112典型應(yīng)用電路
2、電能計(jì)量芯片HLW8110
●動(dòng)態(tài)范圍3000：1時(shí)，有功功率誤差＜0．1％
●1路電壓檢測，1路電流檢測
●1路有功功率，電量計(jì)算
●過零檢測，過載檢測
●線頻率、相角
●工作電壓：3．3V／5V
●內(nèi)置晶振
●免校準(zhǔn)
●UART接口
●SOP8封裝
圖3 HLW8110內(nèi)部框圖
圖4 HLW8110典型應(yīng)用電路
二、HLW8112／HLW8110新增功能應(yīng)用
1、漏電保護(hù)
家電產(chǎn)品在長期使用后，隨著器件老化，會(huì)出現(xiàn)耗電量增加，甚至漏電，造成安全隱患。HLW8112在單通道基礎(chǔ)上增加1路電流檢測通道用于檢測設(shè)備漏電狀況。在圖2中，B通道通過電流互感器對負(fù)載設(shè)備進(jìn)行漏電檢測，當(dāng)負(fù)載設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)，HLW8112通過INT2引腳輸出快速切斷設(shè)備電源，保護(hù)電器使用者安全。
2、過載保護(hù)
家電在使用過程中，因?yàn)槭褂貌划?dāng)或器件老化，可能會(huì)出現(xiàn)工作電流、功率超負(fù)荷，時(shí)間一長，可能會(huì)損壞家電、引起火災(zāi)。HLW8112，HLW8110內(nèi)部可以設(shè)置電流、電壓、功率最大值，當(dāng)檢測到過載異常時(shí)，芯片對相應(yīng)寄存器進(jìn)行更新指示。HLW8112還可以配置為通過INT1引腳對過載異常進(jìn)行指示，響應(yīng)比HLW8110更及時(shí)。
3、免校準(zhǔn)
HLW8112，HLW8110自身測量誤差控制在2％以內(nèi)，若電流、電壓采樣電阻使用1％或者更高，則整機(jī)測量誤差會(huì)控制在3％左右，若已經(jīng)符合產(chǎn)品的規(guī)格要求，可以免掉全部校準(zhǔn)，節(jié)省許多設(shè)備成本、人工成本、時(shí)間成本。
若上述誤差不能達(dá)到產(chǎn)品的規(guī)格要求，可以將計(jì)量模塊作為獨(dú)立模塊，進(jìn)行模塊校準(zhǔn)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以保存在HLW8112，HLW8110中，后面直接將計(jì)量模塊接入整機(jī)中即可，免掉了整機(jī)校準(zhǔn)。
4、過零檢測
過零檢測功能可以為PWM控制開關(guān)場合提供更高效、更安全的用電控制。HLW8112，HLW8110具有電流、電壓信號(hào)過零檢測功能，還可以通過寄存器配置過零方式，內(nèi)部檢測結(jié)果更新到相應(yīng)寄存器。HLW8112可以配置為通過INT1引腳對過零檢測結(jié)果進(jìn)行指示，響應(yīng)比HLW8110更及時(shí)。
5、2通道測量
智能插座分單孔插座及多孔排插，每個(gè)插孔都必須有1個(gè)計(jì)量模塊，所以之前的多孔排插計(jì)量模塊的元器件多、體積較大，占用MCU的接口資源較多。HLW8112可以同時(shí)測量2路電流、1路電壓、2路功率、電量，1個(gè)計(jì)量模塊可以實(shí)現(xiàn)2個(gè)插孔的測量，縮小體積、降低成本。
圖5 HLW8112的2通道測量應(yīng)用電路
6、智慧用電
HLW8112，HLW8110還可以測量電壓驟降、功率因素、線頻率、峰值、相角等電能參數(shù)，綜合電流、電壓有效值、有功功率、視在功率等參數(shù)，可以建立完整的電器運(yùn)行狀態(tài)模型。比如：根據(jù)功率因素、功率異常判斷電器的老化情況、電器故障原因；出現(xiàn)電壓驟降、峰值過大或者線頻率變化較大的狀況時(shí)，適當(dāng)調(diào)整電器的工作狀態(tài)，使電器始終處于安全用電、高效率用電狀態(tài)。
三、HLW8012／HLW8032／HLW8110／HLW8112對比表
合力為科技一直致力于推廣 Meter IC在智能家居、智能家電和與“電”相關(guān)等節(jié)能產(chǎn)品上的應(yīng)用和解決方案，脈沖輸出型計(jì)量芯片HLW8012和UART串口輸出的HLW8032一直廣泛使用于WIFI插座、智能路燈等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品上。此次推出的具有漏電檢測功能計(jì)量芯片HLW8112，在性能指標(biāo)上都要優(yōu)于HLW8012和HLW8032，使用場景更加廣泛，可以應(yīng)用于智能家電設(shè)備、漏電檢測設(shè)備、計(jì)量電表、WIFI插座、LED照明和充電樁領(lǐng)域。HLW8110是一款8PIN的計(jì)量芯片，是HLW8112的簡化版，它只有1路電壓測量和1路電流測量，內(nèi)置晶振、采用UART通訊方式，特別適合于模具體積小較小的產(chǎn)品開發(fā)，比如WIFI插座和PDU等產(chǎn)品上。
