可预警的智慧安全计量芯片HLW8112
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发布时间：2020-05-14 10:55
安全知识
行业规定:安全电压为不高于36V ，持续接触安全电压为24V，安全电流为10mA。 电击对人体的危害程度，主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短 。电流强度越大 ，致命危险越大 ；持续时间越长 ，死亡的可能性越大。
能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流，交流为1mA，直流为5mA ；人触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流，交流为10mA ，直流为50mA ；在较短的时间内危及生命的电流称为致命电流 ，致命电流为50mA。在有防止触电保护装置的情况下，人体允许通过的电流一般为30mA 。
人体对电流的反映:
8~10mA 手摆脱电极已感到困难,有剧痛感(手指关节)
20~25mA 手迅速麻痹,不能自动摆脱电极,呼吸困难
50~80mA 呼吸困难,心房开始震颤
90~100mA 呼吸麻痹,三秒钟后心脏开始麻痹,停止跳动
现有产品
现有漏电保护器漏电动作电流为30ma，漏电动作时间小于等于0.1S，所以漏电器是完全可以起到保护作用的。这个参数是确保人发生触电事故后 ，身体不会产生病理和生理反应。
漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型 。如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型 ；按动作机构分，有开关式和继电器式；按极数和线数分 ，有单极二线 、二极 、二极三线等等。
下面按动作灵敏度和按动作时间分类 ：
按动作灵敏度可分为：
1、高灵敏度：漏电动作电流在30mA以下；
2、中灵敏度：30~1000mA；
3、低灵敏度 ：1000mA以上。
按动作时间可分为 ：
1 、快速型：漏电动作时间小于0.1s；
2、延时型：动作时间大于0.1s，在0.1-2s之间 ；
3、反时限型：随漏电电流的增加，漏电动作时间减小 。当额定漏电动作电流时 ，动作时间为0.2s~1s ；1.4倍动作电流时为0.1s-0.5s ；4.4倍动作电流时为小于0.05s。
所以为了达到安全用电的标准，实际产品应该优于上述条件，漏电电流的检测反应时间应小于50mS，甚至可以达到30mS以内，
从以上的条件可以看出，漏电保护器至少需要能够分辨出30mA的电流 ，反应时间需要达到50mS，在设计时，一般需要留有溢值 ，则产品的内部分辨率至少可以分辨出10-15mA电流，反应时间需要提高到10-30mS。
升级产品
现有漏电保护器，都在升级成具有无线通讯功能的漏电保护器 ，内部会增加WIFI模组、LCD显示模组和计量模组,可以远程实时控制开启和关断功能，能够实时查询用电数据。
WIFI模组 ：将电能数据传回服务器，和服务器进行双向通讯
LCD显示模组：显示电能参数数据 、如电压 、电流、功率和用电量
计量模组:测量电能参数的核心模块，可以测量实时电压 、电流和功率等参数
下图是HLW8112的计量和漏电测量的解决方案：
HLW8112的漏电保护方案
A通道用于检测负载设备的功率、电压、电流和用电量，通过UART或SPI接口传输数据至MCU ，通过INT1引脚对过载和过压等异常状态进行指示 。B通道通过电流互感器对负载设备进行漏电检测，当负载设备发生漏电时 ，会及时判断出危险状态，通过INT2快速切断设备电源 。
HLW8112可以记录实时的用电参数 、比如电压、电流和用电负载功率的实时数据 ，同时也可以测量漏电电流 。HLW8112还可以提供电压 、电流、功率等的过载报警。
如果对检测电流的精度要求比较高，对检测速度要求不太高的条件下，可以使用B通道的电流检测功能用于漏电检测，因为B通道的最小可检测4mA(30A量 程) ，输出速度最慢3.4Hz,最快27.2Hz;
如果对检测电流的精度要求不太高 ，但对速度有要求，可以使用B通道的过流检测功能，在2个周期内(50HZ,一个周期约20ms)的时间内检测出过流信号。
可否完全替代传统方式
漏电保护器的主要功能，就是具有漏电保护功能，能够在安全时间内，迅速关断电源。
传统的漏电保护的结构单一 ，反应时间迅速 。
新型的电子升级方案，需要考虑到以下三个方面的响应时间，计量芯片的漏电检测时间和MCU检测到漏电信息之后给继电器发送断开指令，继电器的响应时间 ，不同类型继电器的响应时间是不同的 ，同样需要考虑到 。从现在产品看 ，新型的纯电子方案反应时间是不如传统漏电保护器方案迅速的，所以需要根据产品使用环境和条件，进行选择。
漏电保护器同时还具有过流跳闸功能 ，新型的电子案建议需要保留这个功能，因为电子方案的检测条件，前提是要保证电子模块的功能是完好的，不被损坏，一旦损坏 ，所有的检测功能都会失效，新型的电子升级方案和传统方案配合使用 ，才是最安
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