功率计量芯片HLW8032规格书

1、HLW8032収" hiliwi comHLW8032合力为科技11 ULJ TCHNOLOGVb収" hiliwi comHLW8032収" hiliwi comHLW8032HLW8032用户手册収" hiliwi comHLW8032収" hiliwi comHLW8032會刀 TCCWCXOOVREV 1.3収" hiliwi comHLW8032合力为科技IL- ULJ TCHNOIOGV*单相计量ICHLW8032ww百.hiliwi comHLW8032ww百.hiliwi comHLW8032应用领域 智能家电产品 计

2、量插座 智能WIFI插座 电动车充电桩 PDU设备 LED照明路灯控制ww百.hiliwi comHLW8032ww百.hiliwi comHLW8032會力 TCCWOLOGVREV 1.3ww百.hiliwi comHLW8032特性/可以测量有功功率、视在功率、电流和电压有效值/ 有功电能脉冲PF管脚输出/ 在1000： 1的动态范围内，有功功率的测屋误差达到0. 2%/ 在1000： 1的动态范围内，有效电流的测量误差达到0. 5%/ 在1000： 1的动态范围内，有效电压的测量误差达到0. 5%/ 内置频率振荡器/ 内這电压参考源/ 内置电源监控电路/ UART通讯方式/ S0P8封

3、装型式概述HLW8032是一款高精度的电能计屋IC.它采用CMOS制造工艺，主要用于单相应用。它能够 测量线电压和电流，并能计算有功功率，视在功率和功率因素。该器件内部集成了两个£型ADC和一个高精度的电能计屋内核o HLW8032可以通过UART 口进行数据通讯，HLW8032采用5V供电，内萱3. 579M晶振，8PIN的SOP封装.HLW8032具有精度高、功耗小、可靠性高、适用环境能力强等优点，适用于单相两线制电 力用户的电能计量。功能框VDDGNDRXPFTXww耐.hiliwi comHLW8032ww耐.hiliwi comHLW8032图1芯片功能框图优刀 >I

4、*TCWOIOOVREV 1.3目录应用领域2特性3概述3功能框图3修订历史5引脚配迫和功能描述6技术规格6推荐工作条件6模拟特性7内置参考电压7数字特性8极限额定值8UART通讯接口9寄存器说明10寄存器列表10状态寄存器(State REG)11检测寄存器(Check REG)11电压参数寄存5S (Voltage Parameter REG)11电压寄存器(Voltage REG)11电流参数寄存器(Current Parameter REG)11电流寄存器(Current REG)12功率参数寄存S (Power Parameter REG)12功率奇存器(Power REG)12数据

5、更新寄存器(Data Updata REG) 12PF 寄存器(PF REG)13校验和寄存器(Checksum REG)13工作原理及典型应用13典型应用电路13电压有效值计算14电流有效值的计算14有功功率的计算14视在功率的计算14功率因数的计算15电*:计算15代刀 TCCHUOLOGVHLW8032 H装16REV 1.3會刀为KCHNCMOOV修订历史时间修改记录版本2015-9-26初始版本REV 1.02016-7-18修改目录REV 1.12016-9-20修改State REG寄存器REV 1.22017-3-11修改电量统计方法REV 1.3REV 13ww耐.hiliw

6、i comHLW8032引脚配置和功能描述图2芯片引脚图収w hiliwi comHLW8032収w hiliwi comHLW8032表1引脚功能描述引脚序号引脚名称输入/输出说明1VDD芯片电源芯片电源2IP模拟输入电流差分信号正输入端，最大差分输入电压有效值是±30.9mV3IN模拟输入电流差分信号负输入端，址大差分输入电压有效值是±30.9mV4VP模拟输入电床倍号正输入端，最人输入电斥有效值是±495mV5GND芯片地芯片地6TX数字输出UART数据输出口7PF输出输出有功高频方波脉冲，占空比50%8RX数字输入UART数据输入口（保留端口，用户不需使用

7、）REV 1.36/16技术规格参数符号最小值典型值最大值单位正电源VDD4.55.05.5V温度范围Ta-40+85°C推荐匸作条件IL-LJLi合刀为町CCWCXOGY合刀为KCWCXOGVREV 1.37/16模拟特性除非另有说明，VDD=50V. GND= 0V,片内基准电压，片内振荡器 TMin至Tmax=-40°C至85°C参数符号最小值典型值最大值单位精度有功功率全增益范围输入范围0.1%100%P Active-±0.2-%电流有效值全增益范围输入范围0.2%100%Irms-±0.5-%电压有效值全増益范围输入范圉0.2%10

8、0%Vrms±0.5%模拟输入（所有通道）共模信号-11V模拟输入满最程时对电丿卡通道的串扰（50, 60Hz）-100-dB输入电容IC6.4pF等效输入阻抗电流通道电压通道Ell5006kQMQ等效输入噪声电渝通道电压通道N,220pVrmspVrms电源供给电流消耗IA+ID4mA功耗(VDD = 5V)PC25mW掉电检测低压阈值PMLO-4-V掉电检测高压闽值PMHI4.3-V内置参考电斥參数符号最小值典型值最大值单位基准电压VREF+2.3+2.43+2.55V温漂TCvref25ppm/°C合刀为 ®TCCW(XOGVREV 1.38/16数字特性除

9、非另有说明 VDD= 5.0V> GND= 0V,片内基准电斥，片内振荡器 Tn至Tg=40°C至85°C参数符号最小值典型值最大值单位主时钟主时钟频率MCLK3.043.5794.12MHz主时钟占空比305070%滤波器输入采样速率(DCLK=MCLK/K)-MCLK/4-Hz数字滤波器输出码率OWRMCLK/128Hz髙通滤波器转折(3dB)频率0.543Hz输入输出高电平输入电压VDD=5VV|H0.8VDDV低电平输入电压VDD=5V,V|L-0.8V高电半输出电压lout = +5 mAV°HVDD-0.5-V低电平输出电压lout=-5 mAV

10、ol0.5V输入网电流)in±10PA数字输出引脚电容CoUT5PF极限额定值鑫数符号最小值典型值最大值单位数字电源VDD-0.3+6.0V模拟电源VDD-0.3+6.0VVDDtoGND03+6.0VV1B V1N, V2P-2+2V模拟输入电压Vina-0.3-VDD+0.3V数字输入电压Vino-0.3VDD+0.3V数字输出电压VoUTD-0.3VDD+0.3V工作环境温度Ta4085°C存储温度65150°C収w hiliwi comHLW8032UART通讯接口HLW8032具有一个简单的UART接口，采用异步串厅通讯方式，允许用两个单向引脚进行 数据

11、通讯。UART接口只需要一个低成本光电藕合器，就可以实现隔离通信。UART接口以4800 bps的固定频率工作，发送数据的间隔时间是50mS,适合低速设计。HLW8032的UART使用两个引脚，TX引脚用于从HLW8032发送数据，数据以低位(LSB)优 先发送.RX引脚用于来接收來自微控制器的数据。UART数据格式ri25卜MJ 10 I112圮始位 LSBKS5偶检阶忖停止位图3 UART帧数据合刀为"TtCWOlOGYREV 1.39/16寄存器说明合刀为町CCHNtXOGVREV 1.310/16寄存器列表序号数据类型数据长度(Byte)描述1状态奇存器(State REG)

12、1数据状态的指示2检测寄存器(Check REG)1默认值3电压参数寄心器(Voltage parameter REG)3默认值4电压寄存器(Voltage REG)35电流参数寄存器(Current Parameter REG)3默认值6电流寄存器(Current REG)37功率参数寄存器 (Power parameter REG)3默认值8功率寄存器(Power REG)39数据更新寄存器 (Data Updata REG)1功率、电压、电流状态指示10PF寄存器 (PF REG)2PF脉冲个数，配合状态每存器使用，掉 电后不保存11校验和寄存雅(Checksum REG)1数据校验和，

13、用于通讯时验证数据包是 否完整HLW8032每发送一次完整数据是24byte;从寄存器l(State REG)开发发送，到寄心器 ll(CheckSum REG)结束一组数据，一共11个寄存器，24 byte数据。状态寄存器(State REG)State REG8bit功能描述Bit7保留1,默认值Bit6保留1.默认值Bit5保留1.默认值Bit4保留1.默认值Bit3电压寄器状态位01正常电压寄存器溢出Bit2电流寄存器状态位U1正常电流寄存器溢出Bitl功率寄存器状态位01正常功率寄存器溢出BitO电压参数寄存器、电流 参数寄器和功率参数 器寄存器状态位01帀正常电斥参数寄心器、电流参

14、数寄器 口功率参数器寄存器不能使用1、当State REG = Oxaa时.芯片误差修正功能失效.此时电压参数寄存器、电流参数寄存器和 功率参数奇存器不可用；2、当State REG = 0x55时，芯片误差修正功能正常，此时电压参数寄"器、电流参数寄器和 功率参数寄存器可用J1电压寄存器、电流寄存器和功率寄存器未溢出；3、State REG = Oxfx时，芯片误差修正功能正常，此肘电压参数寄存器、电流参数寄存器和功 率参数寄器可用,State REG的相应位为1时表示相应的寄心器溢出，溢出我示电流、电斥 或功率值非常小，接近0;REV 1.311/16检测寄存器(Check RE

15、G)Check REG十六进制描述8bit0x5A默认值电压参数寄存器(Voltage Parameter REG)U Parameter REGHigh ByteMiddle ByteLow Byte24bit8bit8bit8bit数据发送顺序:高8bit-中8bit低8bit此寄存器是默认值电压寄存器(Voltage REG)Voltage REGHigh ByteMiddle ByteLow Byte24bit8bit8bit8bit数据发送顺序:高8bit-中8bit-低8bit电流参数寄存器(Current Parameter REG)ww耐.hiliwi comHLW8032Cu

16、rrent ParameterREGHigh ByteMiddle ByteLow Byte24bit8bit8bit8bit合刀为"TCCWCXOGVREV 1.312/16数据发送顺序:高8bit-中8bit-低8bit 此寄存器是默认值电流寄存器(Current REG)Current REGHigh ByteMiddle ByteLow Byte24bit8bit8bit8bit数据发送顺序:高8bit-中8bit-低8bit功率参数寄存器(Power ParameteT REG)Power Parameter REGHigh ByteMiddle ByteLow Byte2

17、4bit8bit8bit8bit数据发送顺序:高8bit-中8bit_低8bit 此寄存器是默认值功率寄存器(Power REG)Power REGHigh ByteMiddle ByteLow Byte24bit8bit8bit8bit数据发送顺序:高8bit-中8bit-低8bit数据更新寄存器(Data Updata REG)Data Updata REG8bit功能描述Bit7PF寄存器进位标志位当PF寄存器溢出时，bit7取反一次Bit6电压寄存器状态标志位0:电圧寄存器数据未更新完成1：电压寄存器数据己更新Bit5电流寄存器状态标志位0:电流寄存器数据未更新完成1：电流寄存器数据己

18、更新Bit4功率寄"器状态标志位0:功率寄器数据未更新完成1：功率寄存器数据己更新Bit3保留Bit2保留Bitl保留BitO保留1、当bit6 = 1时，表示电压寄存器的数据状态己更新;2、当bits = 1时，表示电流寄器的数据状态己更新;3、当bit4 = 1时，表示功率寄存器的数据状态己更新;3、当 bit4 = 1 时，PF寄存器(PF REG)PF REGHigh ByteLow Byte16bit8bit8bit数据发送顺序:高8bit -低8bitPF寄存器用來累计脉冲信号，卅16位寄存器数据溢出时，数据更新寄存器(Data Updata REG) 的bit7位会进行

19、一次取反.PF奇存器(PF REG)淸零。校验和寄存器(Checksum REG)Checksum REG十六进制描述8bitOxXXCHECKSUM除状态寄"器(State REG)、检测寄存器(Check REG)和校验和得存器(Checksum REG)之外的奇存器的数据之和的低8bit当Checksum REG数据不等于除状态寄存器(State REG)、检测寄器(Check REG)和校验和寄心器 (Checksum REG)之外的寄存器的数据之和的低8bit时，此次数据丢弃工作原理及典型应用典型应用电路如图4所示，在HLW8032的电源端，应并联两个小电容，以滤除來门电网

20、高频及低频噪間。电流信号通过猛铜电阻采样后接入HLW8032.电斥信号则通过电阳网络后输入到HLW8032°PF、TX££接接入到CPU的输入端，通过公计算计算出电压有效值、电压流效值和有功功率值的大小。合刀为町CCHNOOGYREV 1.313/16ww耐.hiliwi comHLW8032电压有效值计算有效电斥=电斥参数寄存器电斥寄存器x电压系数电圧系数:电床通道的电阻分圧系数，以图3为例，电圧采样信号经过4个470K的电阻和1K电阻进行分压,则电压系数=470KX4 = 1880K1KX1000 _ 1000K1.88ww耐.hiliwi comHLW803

21、2ww耐.hiliwi comHLW8032电流有效值的计算有效电流=电:囂r x电点数电流系数:电流通道的电阻系数.以图3为例.采样电阻为R = 0.0010,则电流系数=RX10000.001X1000ww耐.hiliwi comHLW8032ww耐.hiliwi comHLW8032有功功率的计算有功功率=功率参救奇存器功冷奇器X电压系数X电流系数ww耐.hiliwi comHLW8032ww耐.hiliwi comHLW8032视在功率的计算合刀为町CCWCXOGVREV 1.314/16ww耐.hiliwi comHLW8032电量计算脉冲信巧数量统计表 5是与脉冲信号相关 的寄存器，包括数据更 新寄存器(Data UpdataREG)和PF寄心器(PFREG)。脉冲信号相关寄存器数据更新寄存器(Data Updata REG)bit7PF寄存器(PF REG)High ByteMiddle ByteLow Byte17bitlbit8bit8bit功率因数的计算视在功率=有效电压x有效电流功率因素=有功功辜 觇住功率1.脉冲数量统计PF寄存器(PFREG)表示PF的脉冲个数，当PF寄存器(PF REG)发生溢出时，数据更新寄存器(Data Updata REG)的bit7会进行取反,P