STMicroelectronics X-NUCLEO-PM33A1擴(kuò)展板是一款搭載STPM33計(jì)量芯片的擴(kuò)展板，能夠?qū)涣骱椭绷?a target="_blank">電源進(jìn)行測(cè)量，精度高達(dá)0.1%。STM32 Nucleo開發(fā)板或外部電源 (3.3V) 可對(duì)其供電。利用板載分流器實(shí)現(xiàn)電流測(cè)量功能。該連接器可通過CT測(cè)量電流大小。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics 基于STPM33的X-NUCLEO-PM33A1擴(kuò)展板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

STMicroelectronics推出的X-NUCLEO-PM33A1擴(kuò)展板能夠輕松接入任何STM32 Nucleo開發(fā)板，并且兼容Arduino^?^ UNO R3連接器引腳配置。用戶可以疊加其他擴(kuò)展板，用以評(píng)估適用于計(jì)量的多種器件。

特性

• 基于STPM33的計(jì)量擴(kuò)展板
• 用于電能計(jì)量的專用IC，精度為0.1%
• 能夠?qū)涣骱椭绷麟娫催M(jìn)行測(cè)量
• 兼容 STM32 Nucleo 板
• 配有Arduino UNO R3連接器
• 外部供電或通過Arduino UNO R3連接器供電
• 用于STPM33的全面開發(fā)固件庫及示例（免費(fèi)），與STM32Cube固件兼容
• 板載EEPROM，用于保存計(jì)量數(shù)據(jù)
• UART及SPI連接上的板載數(shù)字隔離器，使用戶能夠?qū)TPM33器件與MCU隔離開來，從而對(duì)其進(jìn)行測(cè)評(píng)
• 連接到STPM33的LED，用于查看直接來自器件的脈沖
• 用于外部CT連接的連接器
• 符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)

功能框圖

?X-NUCLEO-PM33A1電能計(jì)量擴(kuò)展板深度解析?

?1. 核心特性與設(shè)計(jì)架構(gòu)?

• ?高精度計(jì)量?：基于STPM33專用計(jì)量芯片，支持AC/DC電源測(cè)量，精度達(dá)0.1%，符合IEC 62053-2x、EN 504070-x等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
• ?靈活擴(kuò)展性?：通過Arduino? UNO R3接口與STM32 Nucleo開發(fā)板（如NUCLEO-L476RG）兼容，支持多板堆疊評(píng)估。
• ?隔離通信設(shè)計(jì)?：集成STISO620/621數(shù)字隔離器，確保UART/SPI信號(hào)與MCU電氣隔離，提升系統(tǒng)抗干擾能力。

?2. STPM33計(jì)量芯片關(guān)鍵技術(shù)?

• ?混合信號(hào)處理架構(gòu)?：
  • ?模擬前端?：包含可編程增益放大器（PGA）和24位Σ-Δ ADC，支持Rogowski線圈、電流互感器或分流器傳感器。
  • ?數(shù)字處理單元?：內(nèi)置硬連線DSP，實(shí)時(shí)計(jì)算電壓/電流RMS值、有功/無功功率及能量累計(jì)。
• ?校準(zhǔn)與配置?：支持單點(diǎn)全動(dòng)態(tài)范圍校準(zhǔn)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。

?3. 硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)?

• ?電流測(cè)量方案?：
  • 默認(rèn)使用板上分流電阻（3mΩ），可選外接CT（電流互感器）接口。
  • 電壓檢測(cè)電路采用270kΩ分壓電阻與22nF濾波電容組合（見原理圖VIP1/VIN1路徑）。
• ?隔離電源設(shè)計(jì)?：
  • 3.3V_ISO隔離電源域?yàn)镾TPM33供電，通過47nF去耦電容降低噪聲。
  • SPI/UART隔離采用STISO620（雙向）和STISO621（單向）芯片，信號(hào)速率達(dá)100Mbps。

4.設(shè)計(jì)驗(yàn)證與調(diào)試建議?

• ?信號(hào)完整性檢查?：
  • 使用示波器監(jiān)測(cè)SPI時(shí)鐘（PA5）上升時(shí)間，確保符合STPM33的25MHz最大頻率限制。
  • 驗(yàn)證隔離電源紋波（目標(biāo)＜50mVpp）。
• ?校準(zhǔn)流程?：
  1. 施加額定電壓/電流輸入；
  2. 通過PC終端工具讀取原始ADC值；
  3. 寫入校準(zhǔn)系數(shù)至STPM33配置寄存器。