HLW8012电路应用参考设计(隔离采样)
伺服电机控制系统中电流采样的三种方案比较
伺服电机控制系统中电流采样三种方案的比较罗映, 万超（华南理工大学广东广州510640）摘要：伺服电机控制系统中，精确的电流采样是实现高性能闭环控制系统的关键。
本文针对电流检测常用的三种方案进行了实验和比较，获得了三种方案各自优势和缺点的清晰认识，这对基于不同的条件选择合适的电流检测方案提供了参考。
关键字：电机控制伺服系统电流环电流检测Comparison of the three schemes of current sampling in the controlling system of servo motorYing Luo, Chao Wan(South China university of technology, Guangzhou 510640 , China)Abstract:in the controlling system of servo motor, accurate current sampling is the key of realizing the high-powered close loop controlling system. In this paper, aim at three normal schemes of current sampling, do some experiments and compare the results, then obtain very clear cognition about the advantages and the faults of the schemes respectively, that can supply the reference for choosing proper scheme of current sampling in the base of different situation.Key words: motor controlling, servo system, the loop of current, current sampling1前言对于数字化伺服电机控制系统，转矩环的性能直接影响着系统的控制效果，电流采样的精度和实时性很大程度上决定了系统的动、静态性能，精确的电流检测是提高系统控制精度、稳定性和快速性的重要环节，也是实现高性能闭环控制系统的关键。
基于STM32F103的智能插座系统设计
基于STM32F103的智能插座系统设计摘要本项目设计并实现了一种基于STM32F103的多功能智能插座，以智能插座为前端，再结合Zigbee技术进行无线收发，且具有定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，可以有效降低现在家用电器的待机消耗。
而且用户还可以通过计算机或者手持设备远程登录智能家居管理系统对家庭用电设备进行信息查询和控制，为我们提供了很大的方便。
除此之外，该智能插座具有可靠性高、实用性强的特点，满足了智能家居的需要。
关键词STM32F103；智能插座；zigbee1 引言随着科学技术的迅猛发展，电子产品发展也越来越快。
但是与电子产品配套使用的插座的实用性还不是很强，比如说常用的电器插线板并不具备定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，即非智能化。
这种现象给人们生活带来的影响是不容忽视的。
在平常生活中，因为电器插线板的非智能化往往给人们的生活或工作带来一些困扰。
比如：家中的水塔忘记抽水而造成生活的一时不便；临时离开家时电器设备处于待机状态；一些电器的定时时间过短，不便于定时使用等等。
这一类问题所造成的影响，往小方面考虑是给人们的生活带来不便，往大方面考虑是浪费了国家的电能。
因此，为解决这类问题，可以尝试研究出一种具有定时开启和关闭功能的智能插座，争取让以上类问题对人们和国家造成的影响降到最低[1]。
2 智能插座的功能设计智能插座为家庭智能用电的节点，用于实现对家用电器的电量测量、状态监控、过压过流保护以及定时开、关控制。
该节点通过Zigbee协议与家庭网关通信，实现家庭用电的智能化。
智能插座系统结构图如图1所示。
设计的智能插座的主要功能有：a.电能计量：可以对电能进行累计和复位。
b.保护功能：电压过高或过低以及电流过大时智能插座可以自动切断电源，保护家用电器的安全。
c.通信功能：采用Zigbee协议进行组网，实现各个节点与家庭网关通信。
d.遥控功能。
用户可以通过家庭网关对电器进行开关控制。
功率计量芯片HLW8012
SEL 是输入端口，CF、CF1 输出的脉冲占空比为 50%。
REV 1.1
5/9
HLW8012
2.6 极限额定值
数字电源 模拟电源 VDD to GND V1P, V1N, V2P 模拟输入电压 数字输入电压 数字输出电压 工作环境温度 存储温度
参数
符号 VDD VDD
引脚序号 1 2，3 4 5 6 7,
引脚名称 VDD V1P，V1N V2P GND CF CF1
8
SEL
表1 HLW8012 引脚说明 输入/输出 芯片电源 芯片电源
说明
输入 输入 芯片地
电流差分信号输入端，最大差分输入信号为±43.75mV 电压信号正输入端。最大输入信号±700mV 芯片地
输出 输出
数显表等。
1.2 芯片结构描述
HLW8012 的功能框图如图 1 所示
VDD
Internal Clock
Power On Reset
V1P V1N
PGA
V2P
PGA
1k
GND
ADC ADC
Sigma_I Sigma_V
Active Power I_rms V_rms
calculation
Reference Voltage
1.1 芯片主要特性功能............................................................................................................. 2 1.2 芯片结构描述..................................................................................................................... 2 1.3 芯片引脚说明..................................................................................................................... 3 2 芯片特性说明................................................................................................................................. 4 2.1 推荐工作条件..................................................................................................................... 4 2.2 模拟特性............................................................................................................................. 4 2.3 内置参考电压..................................................................................................................... 5 2.4 数字特性............................................................................................................................. 5 2.5 开关特性............................................................................................................................. 5 2.6 极限额定值......................................................................................................................... 6 3 芯片应用......................................................................................................................................... 7 3.1 HLW8012 典型应用 ............................................................................................................ 7 3.2 CF、CF1 的频率.................................................................................................................. 7 3.3 芯片的启动阈值与潜动预防............................................................................................. 8 3.4 内置振荡器......................................................................................................................... 8 3.5 内置基准源......................................................................................................................... 8 4 HLW8012 封装 ................................................................................................................................ 9
wbh-812技术说明书V1.41用
WBH-812微机变压器保护装置技术说明书编制：校核：审核：审定：2005.9前言感谢您使用许继电气股份公司研制生产的WBH-812型微机变压器保护装置。
WBH-812型微机变压器保护装置完全符合ISO-9001产品质量标准。
采用全汉化技术，调试、打印报告全汉化输出。
提供友好的调试分析软件，便于调试和事故分析。
本说明书适用于WBH-812型微机变压器保护装置Ver1.41软件版本。
目录1概述.................................................................................................................................. 1-11.1应用范围 ............................................................................................................... 1-1 1.2功能特点 ............................................................................................................... 1-1 1.3保护配置 ............................................................................................................... 1-22技术参数.......................................................................................................................... 2-12.1机械及环境参数 ................................................................................................... 2-1 2.2额定电气参数 ....................................................................................................... 2-1 2.3主要技术指标 ....................................................................................................... 2-23产品原理介绍.................................................................................................................. 3-13.1差动保护 ............................................................................................................... 3-1 3.2过流保护 ............................................................................................................... 3-54装置硬件介绍及典型接线.............................................................................................. 4-14.1装置整体介绍 ....................................................................................................... 4-1 4.2装置背视示意图 ................................................................................................... 4-2 4.3结构与安装 ........................................................................................................... 4-2 4.4WBH-812保护装置端子图 ..................................................................................... 4-3 4.5WBH-812装置输出触点 ......................................................................................... 4-45定值清单.......................................................................................................................... 5-15.1WBH-812/2的保护整定清单.................................................................................. 5-1 6附录一保护装置整定计算............................................................................................ 6-16.1差动保护整定计算 ............................................................................................... 6-1 7附录二比率差动保护各侧电流相位差的补偿............................................................ 7-1 8附录三装置通讯说明（IEC 60870-5-103规约）................................................... 8-18.1保护软压板遥信 ................................................................................................... 8-1 8.2保护软压板控制 ................................................................................................... 8-1 8.3状态信息 ............................................................................................................... 8-1 8.4故障信息 ............................................................................................................... 8-1 8.5告警信息 ............................................................................................................... 8-2 8.6自检信息 ............................................................................................................... 8-211概述1.1应用范围WBH-812微机型变压器保护装置适用于110kV电压等级各种接线方式的变压器。
基于C8051F530A单片机的LIN总线楼宇开关节点设计
目前大部分高校实验楼宇照明系统控制基本上都还是手动操 作 , 由于师生疏忽忘记关灯等现象时有发生，既浪费能源又存在安 全隐患，而且还会影响灯泡使用寿命 。 [1-2] 当灯泡发生故障时，还 需要人工报修，否则有可能长时间得不到修复，对日常使用造成影 响。随着光源技术、物联网控制技术的不断发展，楼宇照明逐步迈 向节能化、智能化、信息化的全新高度，促进了智能照明技术的发 展。用电设备智能控制技术是楼宇智能控制的重要组成部分，其核 心是实现用电设备智能控制，方便用户使用，促进节能减排，满足 用户多元化的需求 [3]。无线通信安装方式简单，便于操作，在智能 家居中得到了广泛的应用，但是其抗干扰性差、信号衰减快，组网 操作复杂，无法适用于大面积、远程通信的智能照明控制场合。 LIN(Local Interconnect Network) 总线始创于 1998 年 , 是专为降低汽 车成本而开发的一种分布式电子总线，在不需要高带宽和多功能应 用场合，使用 LIN 总线可以大大节省成本。LIN 总线采用单总线， 环路中最多能支持 16 个节点，总线电缆最大长度为 40 米，这将使 总线性能得到优化，很快由最初的汽车行业扩展到工业控制的各个 领域。本文以高校实验室灯光智能控制为研究对象，提出了基于 LIN 总线的智能开关组网控制策略，详细介绍 LIN 总线协议原理、 节点的硬件和软件设计过程，对楼宇智能化控制等设计极具参考价 值。
电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering
图 7：负载控制电路
脚输出频率与电压大小成正比的脉冲信号。CF1 引脚具体输出为电 压或电流脉冲信号由 SEL 脚选通。测量的有功功率值频率值则从 CF 引脚输出。SEL、CF、CF1 通过光耦隔离后与 C8051F530A 单 片机 I/O 连接，实现负载参数测量及状态监控，并通过 LIN 总线上传。
简易功率测量装置
1 系统方案论证1.1 直流供电负载功率测量方案的选择方案一：采用差分放大测量负载电流，外接ADC 获取负载电压。
利用双运放构成的差分放大器获取采样电阻上的电压，从而计算出负载上面的电流，利用ADC0809采集负载两端电压，通过计算得出负载功率。
方案二：使用仪表运放INA128测量采样电压，MSP430采集负载电压。
INA128是高精度运算放大器，共模抑制比高，测量采样电阻上电压信号准确，通过二级放大，利用MSP430内部12位ADC 模块采集电压，通过计算得到负载上的电流，通过信号调理电路，利用MSP430内部ADC 采集负载电压，通过计算得到负载上面的电压，最终计算出负载上的功率[1]。
上述两种方案比较，由于设计要求误差不高于1%，应采用低噪声的仪表运放精密型运放，由于设计要求采集电压、电流参数，如果单独外接ADC 模块完成信号的采集，不仅增加了设计成本和难度。
基于此，采用方案二作为直流供电负载功率测量方案。
1.2 交流供电负载功率测量方案的选择方案一：采用单相供电功率HLW8012测量芯片，实现功率测量。
HLW8012是市面上比较常见的交流功率测量芯片，内部集成了信号处理模块，DSP 运算模块等。
能够测量单相电上负载的功率。
方案二：采用真有效值转换芯片AD637测量交流信号参数，实现设计。
采用高精度、高带宽的真有效值检测器件AD637，实现对交流信号的有效值测量，输出为直流电平，该电平为交流信号的有效值。
通过对直流信号的采集，实现对负载电参数的测量[2]。
比较这两种方案，由于HLW8012模块，在测量交流电功率时候，必须搞直流对其供电才能正常工作，需要非隔离AD-DC 电路进行交流转直流，增加了设计难度与成本，而采用AD637芯片完成对交流信号转换，只需处理直流信号即可对负载上电压与电流的测量，因此采用方案二完成对交流负载功率的测量。
1.3 交直流供电识别方案的选择方案一：采用光耦采集信号，来分辨电源性质。
简单低成本的WIFI插座电源芯片推荐-20180321
简单低成本的WIFI插座电源芯片推荐WI-FI插座是最早的智能家居单品之一，第一代产品是2013年面世的，经历了几年产品一直不温不火，但随着亚马逊Echo智能音箱的热潮，WI-FI插座的产品也逐渐升温，目前还是以出口居多。
相信随着天猫精灵音箱和京东叮咚音箱等智能音箱产品进入千家万户，WI-FI 智能插座在国内也将会讯速普及起来。
对比于从传统家电产品升级的智能家电产品而言，WI-FI智能插座的功能相对简单些，下图是WI-FI插座的结构框框图，主要包含电源、WI-FI模组、继电器和计量电路。
WI-FI插座结构框图1mΩ图 1 WIFI插座结构框图WIFI插座在传统插座的基础上增加了WI-FI模组，通过WI-FI模组接入网络，从而使用户可以通过手机控制插座的开关，并可以在手机上显示接入插座的用电器的功率和用电情况，同时可以了解用电器的运行状态。
加入计量电路还可以增加过载和过流保护功能，使家庭用电更加安全可靠。
电路分析电源AC-DC:负责整个电源系统的供电，一般提供2组电源信号，分别是5V和3.3V，5V用于继电器和计量电路的供电，3.3V则用于WIFI模块的供电。
现在WIFI插座上面的非隔离芯片主要有PI的LNK304/LNK306,MPS的MP150和MP174, 昂宝的OB2222和OB2225，还有芯朋的PN8015和PN8016，他们的价格也基本上从高到低排列。
Wi-fi模组:现在的WIFI模组一般用乐鑫的8266比较多，供电系统是3.3V，最大发射电流约200mA。
计量电路:一般用于测量负载电器的用电量、功能等电能参数，现在在WIFI插座上使用的计量电路方案使用非隔离采样的方案比较多，因为非隔离采样方案是使用采样电阻(康铜电阻)进行信号的采样，这种采样方案会比互感器采样方案的体积小不少。
继电器控制电路:继电器的目的是连接或断开接入负载电器，一般选用5V 继电器，需要的驱动电流约30-50mA; 市面常用方案对整个电路框架有了整体的了解后，其实就己经知道计量插座方案的电子核心部件：电源芯片和WIFI 模块。
功率计量芯片HLW8012介绍及应用
功率计量芯片HLW8012介绍与应用一、引言HLW8012是深圳市合力为科技推出的单相电能计量芯片，可以测量有功功率、电量、电压有效值、电流有效值；SOP8封装，体积小，广泛应用于智能家电、节能插座，智能路灯、智能LED 灯等应用场合。
本文主要内容：1、HLW8012介绍；2、HLW8012应用硬件电路；3、HLW8012脉冲软件测量；4、HLW8012应用场合及展望。
二、、HLW8012介绍1、HLW8012主要特性（1）高频脉冲CF ，指示有功功率，在1000:1范围内达到±0.3%的精度（2）高频脉冲CF1，指示电流或电压有效值，使用SEL 选择，在500:1范围内达到±0.5%的精度 （3）内置晶振、2.43V 电压参考源及电源监控电路 （4）5V 单电源供电，工作电流小于3mA 2、HLW8012引脚图VDDVIPVINCF1SELV2PCF选择CF1输出电流/电压值/电压值图1芯片引脚图引脚序号引脚名称 输入/输出 说明1 VDD 芯片电源 芯片电源2，3 V1P ，V1N 输入 电流差分信号输入端，最大差分输入信号为±43.75mV 4 V2P 输入 电压信号正输入端。
最大输入信号±700mV 5 GND 芯片地 芯片地6 CF 输出 输出有功高频脉冲，占空比50% 7, CF1 输出 SEL=0，输出电流有效值，占空比50%； SEL=1，输出电压有效值，占空比50%； 8 SEL输入配置有效值输出引脚，带下拉● 模拟信号输入（1）V1P ，V1N 输入电流采样信号：峰峰值V P-P ：±43.75mV ，最大有效值：±30.9mV 。
（2）V2P 输入电压采样信号：峰峰值V P-P ：±700mV ，最大有效值：±495mV 。
● 数字信号输出（1）高频脉冲CF （PIN6）：指示功率，计算电能；输出占空比为1:1的方波。