大联大友尚集团推出基于ST产品的三相并联电表方案

大联大旗下友尚推出基于意法半导体（ST）STPMS2、STISO621和STM32F413RH芯片的三相并联电表方案。


图示1-大联大友尚基于ST产品的三相并联电表方案的展示板图

电表作为智能电网建设的关键终端产品之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务。如今，随着物联网技术的迅速发展和国家政策的大力支持，电表被广泛应用于各种场景，为电力的精准采集带来了极大便利。在此背景下，大联大友尚基于ST STPMS2计量前端IC、STISO621数字隔离器和STM32F413RH MCU推出了三相并联智能电表方案，符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x交流电表标准，能够为客户带来精准计量性能的同时，提供极高的性价比。


图示2-大联大友尚基于ST产品的三相并联电表方案的场景应用图

STPMS2是一款双通道24位二阶sigma-delta调节器，它可通过板上分压和分流感测器测量每相交流电的电压、电流，接着使用微控制器分配的4MHz同步时钟脉冲对信号进行采样，并采用多路复用技术通过一个输出引脚传输电压和电流的sigma-delta比特流。在此方案中，需要使用三个STPMS2采集每个相的电压、电流数据。

STISO621是一款基于厚氧化层电流隔离技术的双通道数字隔离器。该器件提供两个独立通道（处于相反方向，采用施密特触发器输入），能够提供高抗噪能力和高速输入/输出切换时间。并且STISO621的最大数据传输速率为100Mbit/s，脉冲耐压（VIOTM）高达6000V，最大重复隔离电压（VIORM）为1200V。相较传统的光隔离器，STISO621能确保数据传输速度更快，使用寿命更长，而且可靠性更高。

STPM32F413RH微控制器集成了sigma-delta调制数字滤波器（DFSDM），可将六个比特流转换为24位的电压和电流值，并每200μs实时计算一次所有计量数据。该固件还实现了一个虚拟通信端口，用于访问内部参数，读取计量数据，修改内部配置和校准电路板功能。


图示3-大联大友尚基于ST产品的三相并联电表方案的方块图

得益于器件的卓越性能，本方案可实现极高的可靠性和鲁棒性，并且经过优化设计的感测电路和PCB配置，可确保方案具有优异的抗EMI干扰性和出色的信号噪声比，能够进行高精度测量和后处理运算。客户借助此方案可加快三相交流电能表设计，满足国际上最严格的电能表质量和精度标准。

核心技术优势：
        专用IC，精简线路，低成本；
        符合主要的法规要求；
        考虑抗干扰及信噪比，稳定性及耐用度高；
        免费完整的程式，并搭配图形化界面软体，易于使用修改。

方案规格：
        符合EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x标准对交流功率计的要求；
        每相和累积的活动宽带Active wideband、活动基波active fundamental、反应reactive和视在apparent的功率及电能计算；
        根据IEC 62053-22的三相有功/视在功率测量精度等级0.5；
        根据IEC 62053-21的三相无功功率测量精度等级1；
        6通道电压和电流抽取样本可用@200us；
        2.5kHz测量带宽；
        每个电压和电流信号的RMS和THD（可选）计算；
        用于直流测量的可选高通滤波器；
        每个相位的线周期和相移测量；
        相电压延迟；
        完全校准（用于DC测量的幅度、功率偏移和样本偏移）；
        两个用于脉冲输出的可配置LED；
        shell命令在虚拟com端口模式下通过USB进行通信；
        相间6KV电气隔离，间隙为8mm。