探索電能計量芯片的跨行業多元應用
發布時間:2024-08-08 來源:投稿 責任編輯:admin
1引言
隨著物聯網技術的蓬勃發展,電能計量芯片已不再局限於傳統電表領域,而是擴展到各類智能產品領域,涵蓋WIFI插座、電動汽車充電樁、光伏儲能係統、zhinengjiaotongxinhaodengyijihuozaibaojingxitongdeng。zhexiezhinengshebeitongguojichengdiannengjiliangxinpian,shixianleduidiannengcanshudejingquejiankong,congertishenglenengyuanguanlidexiaolvhezhunquexing。

圖1
2功率計量芯片的應用場景
2.1智能電網
智能電表方案通常配備先進的通信模塊,包括4G、Wi-Fi、ZigBee和RFdengjishu,zhexiemokuaishidediannengshiyongshujunenggoubeiyuanchengchuanshuzhidianwangyunyingshang,bianyujinxingshujudeshishijiankongheguanli,shixianyuanchengchaobiaoheshujujiankong,dianbiaoxinpianzekeyijiancedianwangzhuangtai,rudianyabodong、頻率偏差等,及時發現並報告電網異常,提高電網的可靠性和穩定性。

圖2HLW8112智能電表應用
使用HLW8112的智能電表方案可以實現用戶端的電能、功率、電壓、電流和電網頻率等基本參數的計算,通過測量50HZ的交流波形數據,可以對電網質量進行監測,了解電網線路的狀態,采用雙通道測量電流時,還能實現防竊電功能。
2.2智能家居
diannengjiliangxinpianzaizhinengjiajuxingyezhongdeyingyongfeichangguangfan,tamenkeyijingquecelianghejiankongjiatingzhongdediannengxiaohao,ciwai,rengongzhinenghejiqixuexisuanfadejicheng,youwangjinyibutishengdiannengjiliangxitongdeyucefenxi、異常檢測和能源優化等能力,以下是一些具體的應用場景。
2.2.1智能插座
智能插座是一種可以遠程控製家用電器的電源插頭,它通常通過Wi-Fi或藍牙與智能設備(如智能手機、平板電腦)連接。智能插座使用戶能夠隨時隨地控製插座上的電器,即使不在家也能通過應用程序對其進行開關、定時和定量控製。
下圖是計量芯片HLW8032在WIFI PLUG的應用框路,HLW8032采用的單口UART的傳輸方式,相較於雙口的UART,可以節省一個光藕,HLW8032還具有免校準功能,在生產環節,可以省去複雜的校準工序,降低成本,簡化應用。

圖3HLW8032 WIFI PLUG應用
2.2.2 節能插座
節電插座是傳統插座的轉型升級,在傳統插座上增加檢測裝置(智能芯片),節電插座通過智能芯片和程序軟件,對dui家jia用yong電dian器qi的de運yun行xing狀zhuang況kuang進jin行xing監jian控kong,當dang電dian器qi處chu於yu待dai機ji時shi智zhi能neng啟qi動dong終zhong端duan關guan閉bi裝zhuang置zhi切qie斷duan電dian源yuan,運yun行xing時shi能neng自zi動dong接jie通tong相xiang關guan電dian源yuan,給gei用yong戶hu帶dai來lai極ji大da的de方fang便bian和he安an全quan,將jiang待dai機ji能neng耗hao降jiang為wei零ling。HLW8012可以應用於低成本的節能插座方案,HLW8012的作用是檢測主控插座的功率,當主控插作的功率低於待機功率時,繼電器會斷開副控插座的供電電源,達到節省功耗的目的。
2.2.3 智能電熱毯
下圖為HLW8110芯片電熱毯等應用設計,其典型電路簡潔,僅需要少量外圍器件。HLW8110可以測量任意波形,能夠精確監測並計算負載設備的功率、電壓、電流和能耗並,將這些數據通過UART傳輸至微控製器單元(MCU)。此外,HLW8110允許用戶在芯片內部設定功率、電壓和電流的過載閾值,以增強係統的安全性和可靠性。

圖4HLW8110智能電熱毯應用
2.3智慧照明係統
智慧照明係統融合了現代信息技術,提供了一種創新的照明控製方案。以智慧路燈為例,該係統利用傳感器、控製器和通信技術,實現了照明設備的自動化管理和控製,提高了能源效率和係統的整體可靠性,計量芯片HLW8012在係統中的作用有以下兩點:
1、數據采集:利用自組網連接電壓或者電流傳感器,通過電能計量芯片實時采集照明係統電流、電壓、功率因素等數據變化,實時檢測設備的運行狀態;
2、電路過載保護:通過計量芯片實時采集到的數據進行分析處理,保證負載處於合理範圍內,防止由於過高電壓或者電流照成了整個路燈係統故障。
2.4電動汽車充電槍
隨著新能源汽車的普及,電動汽車充電槍逐漸成為我們生活中不可或缺的一部分,而在這背後,電能計量芯片作為充電槍的智能“心髒”,扮演著至關重要的角色。
HLW8112芯xin片pian配pei備bei了le兩liang個ge電dian流liu采cai集ji通tong道dao和he一yi個ge電dian壓ya采cai樣yang通tong道dao,這zhe使shi得de它ta在zai充chong電dian槍qiang的de設she計ji中zhong能neng夠gou實shi現xian多duo方fang麵mian的de功gong能neng。其qi中zhong一yi個ge電dian流liu采cai集ji通tong道dao可ke以yi專zhuan門men用yong於yu漏lou電dian檢jian測ce,增zeng強qiang了le充chong電dian過guo程cheng的de安an全quan性xing。

圖5HLW8112電動汽車充電槍應用
2.5通信基站與數據中心
基站內的通信設備依賴於直流電源係統來實現穩定供電,其中包括電源分配單元(PDU)和直流斷路器等關鍵組件。通過使用直流計量設備,可以對不同運營商的通信設備進行能耗監測。HLW8110具備測量直流信號的能力,通過關閉芯片內置的高通濾波器(HPF),HLW8110能夠對直流終端設備的電壓、電流、功率和電量進行精確采樣,因此HLW8110可以用於一些通信設備的電參數測量,比如PDU和直流斷路器等設備。

圖6HLW8110通訊基站應用
2.6逆變器在光伏儲能的應用
逆ni變bian器qi又you稱cheng逆ni變bian電dian源yuan,是shi一yi種zhong電dian源yuan轉zhuan換huan裝zhuang置zhi,是shi通tong過guo半ban導dao體ti功gong率lv開kai關guan的de開kai通tong和he關guan斷duan作zuo用yong,把ba直zhi流liu電dian能neng轉zhuan變bian成cheng交jiao流liu電dian能neng,是shi整zheng流liu變bian換huan的de逆ni過guo程cheng。逆ni變bian器qi可ke將jiang12V或24V的直流電轉換成240V、50Hz交流電或其它類型的交流電。它輸出的交流電可用於各類設備,最大限度地滿足移動供電場所或無電地區用戶對交流電源的需要。由於HLW8110可以測量任意波形信號,因此可以對逆變器之後的正弦波,修正正弦波和方波都可以進行測量,也可以直接測量MPPT電路後的直流信號數據。

圖7HLW8110光伏逆變器應用
3結語
yishangsuoshujinweigonglvjiliangxinpianyingyongdebingshanyijiao。shishishang,renheshejidiannengguanlidechangjing,douyouwangtongguogonglvjiliangxinpianshixianxingnengdefeiyue,congerzainengyuanxiaolv、成本節約以及環境可持續性方麵獲得顯著益處。
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