行業介紹
隨著全球氣候的進一步變暖，歐洲各國近兩年來相繼發布了禁售燃油車的時間表，
挪威:2025年禁售燃油車…
荷蘭:2025年禁售燃油車…
德國:2025年禁售燃油車…
法國:2040年禁售燃油車…
英國:2040年禁售燃油車…
到2020年,我國的純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力將達到200萬輛、累計產銷量將會超過500萬輛。我國已經將應對氣候變化全面融入國家經濟社會發展的總戰略，爭取2020年實現碳強度降低40%至45%。隨著時間的臨近以及電池技術瓶頸的突破，電動汽車的銷量會逐漸超過傳統燃油汽車的銷量，同時與之配套的充電樁裝備行業必將也會迎來一次大的產業爆發機會。
充電樁方案介紹
現在市面上的充電樁設備質量良莠不齊，下圖是市面上兩款充電樁產品圖，圖1是電動自行車的充電樁產品，具有10路同時充電功能；圖2是國家電網推出的電動汽車的充電方案，一臺充電樁設備可以對兩輛電動汽車同時充電。
圖 1 電動自行車充電樁
充電樁設備根據充電路數的不同分為單路充電樁和多路充電樁，目前單路充電樁方案比較少，一般以2-10路為主。
低成本的充電樁方案以ADC測量電流為主，采用互感器測量充電電流，經MCU采樣后得到充電電流的大小，然后通過充電電流乘以充電時間得到消耗的用電量，如圖3。因為只用到互感器測電流，在遇到的相位差或干擾時，電流測量會存在誤差，影響計費電量的精度。
圖 3 低成本多路充電樁方案
高成本的充電樁方案一般會采用專業計量芯片方案，每一路會使用單獨一顆計量芯片，然后通過互感采樣或采樣電阻的采樣方式進行電能參數的測量。采用計量芯片方案，除了可以測量用電量以外，還可以測量電流、電壓、功率等參數。下圖是采用計量芯片方案的方案框圖，需要單獨為每一路計量模塊配置一路單獨的MCU，通過繼電器控制每一路通道的開關，耗費硬件資源，但是在精度和穩定性上會高于圖3的方案。
圖 4
基于HLW8032的充電樁方案
HLW8032可以通過UART口進行數據通訊，采用5V供電，內置3.579M晶振，8PIN的SOP封裝， 下圖是HLW8032的芯片管腳圖：
圖 5 HLW8032芯片管腳圖
HLW8032的串口輸出的波特率是4800bps,每隔50ms 發送一次數據，HLW8032 的UART 使用兩個引腳，TX 引腳用于從HLW8032 發送數據，數據以低位(LSB)優先發送，RX 引腳用于來接收來自微控制器的數據。HLW8032每發送一次完整數據是24byte; 從寄存器1(State REG)開發發送，到寄存器11(CheckSum REG)結束一組數據，一共11個寄存器，24 byte數據。
圖6 HLW8032 UART數據時序
圖7是基于HLW8032的充電樁的電能計量解決方案，電能計量部分的原理與圖4一致，唯一區別在于使用HLW8032的計量方案不需要每一路計量電路都配置一路MCU，因為HLW8032采用的是單向UART通訊，電能數據通過TX口自動發出，所以可以通過一顆邏輯芯片74LS145進行片選，實現十路通道與CPU進行分時通訊，且不影響正常的數據讀取。
圖 7 基于HLW8032的充電樁計量方案框
圖4基于HLW8032的電能解決方案，可以測量有功電能、有功功率、有效電壓和有效電流，從圖中可以看出，圖7的方案在成本上優于圖4的方案，在可靠性方面也優于圖3的方案。
因為HLW8032是SOP8封裝，且內置晶體，所以在PCBA的尺寸上面可以做的更小，不但適合于普通的充電樁設備，也同樣適合于對尺寸有要求的充電樁設備應用場合。
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