2024年8月15日发(作者：鲜书慧)
HLW8110/HLW8112
HLW8110/HLW8112用户手册
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HLW8110/HLW8112
1
智能计量IC
DataSheet HLW8110/HLW8112
应用领域
智能家电设备
漏电检测设备
计量电表
计量插座
WIFI插座
充电桩
PDU设备
LED照明
交通路灯
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HLW8110/HLW8112
2 修订历史
修改记录
时间 版本
REV 1.00
REV 1.01
REV 1.02
REV 1.05
REV 1.06
REV 1.07
REV 1.08
REV 1.09
REV 1.10
REV 1.12
REV 1.16
REV 1.17
REV 1.18
REV 1.19
2018-03-16 初始版本
2018-04-10 增加图表附录
2018-05-25 增加协议资料
2018-09-26 修改PIN脚说明
2018-09-28 重新排版
2018-12-25 增加相角计算公式
2019-02-13 修改字体
2019-02-18 更正输入通道信号输入范围值
2019-02-20 增加B通道比较器描述
2019-05-21 电气特性参数修改
2019-10-03 增加UART复位条件，删除uart 4800bps设置选项
2020-03-02 修改漏电检测电路
2020-08-28 修订版本
2020-11-20 修改原理图，1K和33NF变更为100R和330NF
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HLW8110/HLW8112
目录
1
2
3
4
5
6
应用领域 ......................................................................................................................................... 2
修订历史 ......................................................................................................................................... 3
特性 ................................................................................................................................................. 7
概述 ................................................................................................................................................. 8
功能框图 ......................................................................................................................................... 8
引脚配置和功能描述 ...................................................................................................................... 9
6.1
6.2
6.3
6.4
7
HLW8110芯片管脚描述
............................................................................................................ 9
HLW8110典型应用
.................................................................................................................. 10
HLW8112芯片管脚描述
.......................................................................................................... 10
HLW8112典型应用
.................................................................................................................. 12
电气特性 ....................................................................................................................................... 12
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
8
推荐工作条件
......................................................................................................................... 12
模拟特性
................................................................................................................................. 13
数字特性
................................................................................................................................. 14
极限额定值
............................................................................................................................. 15
可靠性
..................................................................................................................................... 15
功能概述 ....................................................................................................................................... 16
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
8.11
8.12
8.13
8.14
8.15
8.16
9
复位系统
................................................................................................................................. 16
时钟系统
................................................................................................................................. 17
模数转换
................................................................................................................................. 17
通道切换
................................................................................................................................. 18
有功功率
................................................................................................................................. 18
有效值
..................................................................................................................................... 19
视在功率和功率因素
............................................................................................................. 20
能量计算
................................................................................................................................. 20
过零检测、相角、电压频率测量
......................................................................................... 21
峰值检测
................................................................................................................................. 23
过流、过压、有功功率过载检测
......................................................................................... 25
电压聚降检测
......................................................................................................................... 27
均值信号
................................................................................................................................. 29
瞬时信号和采样波形
............................................................................................................. 30
温度传感器
............................................................................................................................. 30
比较器
..................................................................................................................................... 31
寄存器说明 ................................................................................................................................... 32
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HLW8110/HLW8112
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
校表参数寄存器
..................................................................................................................... 34
9.1.1
系统控制寄存器 ............................................................................................................. 34
9.1.2
计量控制寄存器 ............................................................................................................. 35
9.1.3
计量控制寄存器2 .......................................................................................................... 36
9.1.4
脉冲频率寄存器 ............................................................................................................. 37
9.1.5
无负载有功功率（潜动与启动）阈值寄存器PstartPA、 38
9.1.6
有功功率和视在功率增益校正寄存器 ......................................................................... 38
9.1.7
相位校正寄存器 .............................................................................. 错误！未定义书签。
9.1.8
有功功率和视在功率Offset校正寄存器PA0S和PBOS ............................................ 39
9.1.9
电流有效值Offset校正寄存器 ................................................................................... 39
9.1.10
电流通道B增益设置IBGain ........................................................................................ 40
9.1.11
直流偏置校正寄存器 ..................................................................................................... 40
9.1.12
电压骤降设置寄存器 ..................................................................................................... 40
9.1.13
阈值设置寄存器 ............................................................................................................. 41
9.1.14
PIN脚功能输出选择寄存器 .......................................................................................... 41
计量参数寄存器
..................................................................................................................... 43
9.2.1
快速有功电能脉冲计数器 ............................................................................................. 43
9.2.2
相角寄存器 ..................................................................................................................... 43
9.2.3
电压频率寄存器 ............................................................................................................. 43
9.2.4
电流电压有效值寄存器 ................................................................................................. 44
9.2.5
功率因数寄存器 ............................................................................................................. 44
9.2.6
有功电能寄存器 ............................................................................................................. 44
9.2.7
平均功率寄存器 ............................................................................................................. 45
9.2.8
计量状态寄存器 ............................................................................................................. 45
峰值寄存器
............................................................................................................................. 46
瞬时值与波形寄存器
............................................................................................................. 47
9.4.1
瞬时值寄存器 ................................................................................................................. 47
9.4.2
波形寄存器 ..................................................................................................................... 47
中断状态寄存器
..................................................................................................................... 48
9.5.1
中断配置和允许寄存器IE ............................................................................................ 48
9.5.2
中断状态寄存器IF ........................................................................................................ 48
9.5.3
复位中断状态寄存器RIF .............................................................................................. 49
系统状态寄存器
..................................................................................................................... 50
9.6.1
系统状态寄存器SysStatus .......................................................................................... 50
9.6.2
SPI读校验寄存器RDATA ............................................................................................... 51
9.6.3
SPI写校验寄存器WDATA ............................................................................................... 51
9.6.4
系数寄存器及备用寄存器 ............................................................................................. 51
10
免校准计算方法 ............................................................................................................................ 52
11
校表方法 ....................................................................................................................................... 53
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HLW8110/HLW8112
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
概述
......................................................................................................................................... 53
校表流程和参数计算
............................................................................................................. 53
参数设置
................................................................................................................................. 54
有功校准
................................................................................................................................. 54
有效值校准
............................................................................................................................. 55
视在功率校准
......................................................................................................................... 56
举例
......................................................................................................................................... 56
视在功率校准
......................................................................................................................... 57
11.8.1
视在功率增益校准 ......................................................................................................... 57
11.8.2
视在功率Offset校准 ................................................................................................... 57
12
通讯协议 ....................................................................................................................................... 58
12.1
SPI通讯
.................................................................................................................................. 58
12.1.1
SPI命令格式 .................................................................................................................. 58
12.1.2
开关特性 ......................................................................................................................... 59
12.1.3
SPI接口时序 .................................................................................................................. 59
12.2
UART通讯
................................................................................................................................ 61
12.2.1
UART通讯格式 ................................................................................................................ 61
12.2.2
UART帧格式时序 ............................................................................................................ 62
12.2.3
UART写操作 .................................................................................................................... 62
12.2.4
UART读操作 .................................................................................................................... 63
13
芯片封装 ....................................................................................................................................... 64
13.1
13.2
HLW8110封装图
...................................................................................................................... 64
HLW8112封装图
...................................................................................................................... 65
14
附录 ............................................................................................................................................... 66
14.1
14.2
附录图
..................................................................................................................................... 66
附录表
..................................................................................................................................... 67
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HLW8110/HLW8112
3 特性
测量有功功率、视在功率、电压和电流有效值
提供两路电流检测通道和一路电压检测通道
第二路电流通道可以检测零线电流，具有漏电检测功能
在5000：1的动态范围内，有功电能的测量误差<0.1%
在3000：1的动态范围内，有功功率的测量误差<0.1%
在1000：1的动态范围内，有效电压的测量误差<0.1%
在1000：1的动态范围内，有效电流的测量误差<0.1%
提供有功功率过载信号指示
提供电压信号的过零检测、过压指示和欠压指示
提供电流信号的过零检测，过流指示
内置比较器
内置温度传感器
内置PGA可选
内置频率振荡器
工作电压支持3.3V和5.0V
内置电压参考源
内置电源监控电路
SPI/UART通讯方式
提供SOP8/SSOP16两种封装型式
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HLW8110/HLW8112
4 概述
HLW8110/HLW8112是一款高精度的电能计量IC,它采用CMOS制造工艺，主要用于单相应用。
它能够测量线电压和电流，并能计算有功功率，视在功率和功率因素。
该器件内部集成了三个∑-Δ型ADC和一个高精度的电能计量内核。第二路通道可同时测量
零线电流，支持窃电检测和漏电检测。各输入通道都支持灵活的PGA设置，因此HLW8110/HLW8112
适合与不同类型的传感器使用，如电流互感器（CT）和低阻值分流器。
HLW8110/HLW8112可以通过多种通讯接口访问片内寄存器，包括SPI和UART。
HLW8110/HLW8112包含两个可配置的脉冲输出引脚，可以通过INT1和INT2引脚获取过流、
过压、电压或电流过零检测和漏电检测等功能。
HLW8110/HLW8112电能计量IC采用3.3V或5.0V电源供电，内置振荡器，采用8脚SOP封
装或16脚SSOP封装。
5 功能框图
VREF
1.25V REFTRIMMING
LEAKAGE
ZX_V
DSP
DIGITAL
FILTER
ENERGY
METERING
PROCESSOR
ZX_I
PEAK
OVER_V
OVER_I
OSC
CLKI
IAP
IAN
PGA
ADC
CLKO/INT1
IBP
IBN
PGAADC
IRQ
COMPARE
VP
PGAADC
PF_A
PF_B
INT2
CONFIGURATION
AND CONTROL
PA
PB
VA
VB
IA
IB
HLW811X
UARTSPI INTERFACE
SDI/RX
SDO/TX
SCSN
SCLKSPIEN
VDD
GND
图 1 功能框图
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HLW8110/HLW8112
6 引脚配置和功能描述
6.1 HLW8110芯片管脚描述
IAP
IAN
VP
GND
1
2
3
4
8
VDD
RX
TX
VREF
HLW8110
CF
SOP8
7
6
5
图 2 HLW8110芯片管脚图
表 1 HLW8110引脚功能描述
引脚序号
1
2
3
4
5
6
7
8
引脚名称
IAP
IAN
VP
GND
VREF
TX
RX
VDD
输入/输出
模拟输入
模拟输入
模拟输入
芯片地
模拟输入/
输出
输出
数字输入
芯片电源
描述
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入范围是
峰峰值±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入范围是
峰峰值±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电压信号正输入端，电压的最大输入范围是峰峰值
±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
芯片地
通过该引脚可以使用片内基准电压，该引脚应通过一
个0.1uF电容并联去藕
UART数据输出口
UART数据输入口
芯片电源，该引脚应通过一个0.1uF电容并联去藕
工作电压1:3.0-3.6V,建议使用3.3V
工作电压2:4.5V-5.5V ,建议使用5.0V
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HLW8110/HLW8112
6.2 HLW8110典型应用
+3.3V
AC-DC
0.1uF
继电器
负载
100R
330nF
采样电阻
1mR
100
1
330nF
2
3
200K
200K
200K
200K
200K
1K
33nF
4
IAP
IAN
VP
GND
VDD
8
7
6
5
+3.3V
L
AC
N
HLW8110
SOP8
RX
TX
VREF
MCU
UART
0.1uF
图 3 HLW8110典型应用图
6.3 HLW8112芯片管脚描述
IAP
IAN
IBP
IBN
VP
GND
VREF
SDO/TX
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
VDD
INT2
CLKO/INT1
CLKI
SPIEN
SCSN
SCLK
SDI/RX
CF
HLW8112
SSOP16
13
12
11
10
9
图 4 HLW8112芯片管脚图
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HLW8110/HLW8112
表 2 HLW8112引脚功能描述
输入/输出
模拟输入
模拟输入
模拟输入
模拟输入
模拟输入
芯片地
数字输入
数字输出
数字输入
数字输入
描述
引脚序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
引脚名称
IAP
IAN
IBP
IBN
VP
GND
REF
SDO/TX
SDI/RX
SCLK
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道B模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道B模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电压信号正输入端，电压的最大输入峰峰值范围是
±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
芯片地
基准电压的输入/输出引脚，需要外接0.1uFf去藕电
容
1、 SPI数据输出口
2、 UART数据输出口
1、 SPI数据输入口
2、 UART数据输入口
SPI通讯模式时：SPI接口时钟输入
UART通讯模式时：与SCSN一同使用，配置波特率
默认80K上拉电阻；
SPIEN = 0，UART通讯方式：
与SCLK接口一同使用，配置波特率
SPIEN = 1，SPI通讯方式：
1、SCSN = 0，SPI通讯口正常通讯；
2、SCSN = 1，SPI通讯口复位；
默认80K下拉电阻；
SPIEN = 0，选择UART通讯方式；
SPIEN = 1，选择SPI通讯方式；
默认80K下拉电阻；
1、外部晶体输入口，推荐3.579M晶体
2、CLKI接地，使用内置振荡器,
3、不能悬空
1、外部晶体输出口
2、中断输出口
中断输出口
芯片电源，该引脚应通过一个0.1uF电容并联去藕
11 SCSN 数字输入
12 SPIEN 数字输入
13 CLKI 模拟输入
14
15
16
CLKO/INT1
INT2
VDD
模拟输出/
数字输出
数字输出
芯片电源
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HLW8110/HLW8112
6.4 HLW8112典型应用
+3.3V
AC-DC
0.1uF
电流互感器
继电器
负载
100R
330nF
采样电阻
1mR
100R
1
330nF
2
3
漏电检测通道
100R
330nF
4
5
200K
200K
200K
200K
200K
1K
33nF
6
0.1uF
7
8
VREF
SDO/TX
SCLK
SDI/RX
10
9
IBN
VP
GND
IAP
IAN
IBP
VDD
16
INT2
15
CLKO/INT1
14
+3.3V
L
AC
N
100R
3R
330nF
HLW8112
CLKI
SSOP16
SPIEN
13
12
UART/SPI
MCU
SCSN
11
图 5 HLW8112典型应用图
7 电气特性
7.1 推荐工作条件
表 3 推荐工作条件
参数
电源
参考电压
功耗
温度范围
符号
VDD
VDD
VREF
B通道关闭
B通道打开
TA
最小值
4.5
3.0
1.24
典型值
5.0
3.3
1.25
3.7(VDD =3.3V)
4.3(VDD =5.0V)
4.7(VDD =3.3V)
5.3(VDD =5.0V)
最大值
5.5
3.6
1.26
单位
V
V
V
mA
mA
-40
+85 ℃
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HLW8110/HLW8112
7.2 模拟特性
AVDD = DVDD = 5V ± 10% or 3.3V ± 10%;AGND = DGND = 0V;VREF = 1.25V;
MCLK = 3.579545MHz 。
表 4 模拟特性表
参数
精度
有功功率 全增益范围
输入范围0.25%~100%
功率因数 全增益范围
输入范围0.25%~100%
电流有效值 全增益范围
输入范围0.%~100%
电压有效值 全增益范围
输入范围0.%~100%
模拟输入（电流通道）
差分输入范围
满量程时对电压通道的串扰
(50HZ60HZ)
输入电容
等效输入阻抗
等效输入噪声
Gain = 1
Gain = 16
电源供给
上电检测阀值
掉电检测阀值
参考电压
输出电压
温漂
符号
PActive
QAvg
PF
IRms
VRms
最小值
-0.1
-0.1
-0.1
-0.1
-0.1
典型值
0
0
0
0
0
最大值
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
单位
%
%
%
%
%
IIN
IC
EII
N1
-800/PGA
0.3
70K
-
-
4.8
12M/PGA
0.33
12e-3
2.9
2.7
1.25
5
+800/PGA
-100
7.68
0.45
16e-3
2.95
2.9
1.26
15
mV
dB
pF
Ω
Uv/sqrt(HZ)
PMLO
PMHI
VREFOUT
TCVREF
2.8
2.5
1.24
V
V
V
Ppm/℃
注释：1.温度范围内VREFOUT的温漂计算公式如下：
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智能计量IC
DataSheet HLW8110/HLW8112
应用领域
智能家电设备
漏电检测设备
计量电表
计量插座
WIFI插座
充电桩
PDU设备
LED照明
交通路灯
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2 修订历史
修改记录
时间 版本
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REV 1.01
REV 1.02
REV 1.05
REV 1.06
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REV 1.10
REV 1.12
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REV 1.17
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2018-04-10 增加图表附录
2018-05-25 增加协议资料
2018-09-26 修改PIN脚说明
2018-09-28 重新排版
2018-12-25 增加相角计算公式
2019-02-13 修改字体
2019-02-18 更正输入通道信号输入范围值
2019-02-20 增加B通道比较器描述
2019-05-21 电气特性参数修改
2019-10-03 增加UART复位条件，删除uart 4800bps设置选项
2020-03-02 修改漏电检测电路
2020-08-28 修订版本
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应用领域 ......................................................................................................................................... 2
修订历史 ......................................................................................................................................... 3
特性 ................................................................................................................................................. 7
概述 ................................................................................................................................................. 8
功能框图 ......................................................................................................................................... 8
引脚配置和功能描述 ...................................................................................................................... 9
6.1
6.2
6.3
6.4
7
HLW8110芯片管脚描述
............................................................................................................ 9
HLW8110典型应用
.................................................................................................................. 10
HLW8112芯片管脚描述
.......................................................................................................... 10
HLW8112典型应用
.................................................................................................................. 12
电气特性 ....................................................................................................................................... 12
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
8
推荐工作条件
......................................................................................................................... 12
模拟特性
................................................................................................................................. 13
数字特性
................................................................................................................................. 14
极限额定值
............................................................................................................................. 15
可靠性
..................................................................................................................................... 15
功能概述 ....................................................................................................................................... 16
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
8.11
8.12
8.13
8.14
8.15
8.16
9
复位系统
................................................................................................................................. 16
时钟系统
................................................................................................................................. 17
模数转换
................................................................................................................................. 17
通道切换
................................................................................................................................. 18
有功功率
................................................................................................................................. 18
有效值
..................................................................................................................................... 19
视在功率和功率因素
............................................................................................................. 20
能量计算
................................................................................................................................. 20
过零检测、相角、电压频率测量
......................................................................................... 21
峰值检测
................................................................................................................................. 23
过流、过压、有功功率过载检测
......................................................................................... 25
电压聚降检测
......................................................................................................................... 27
均值信号
................................................................................................................................. 29
瞬时信号和采样波形
............................................................................................................. 30
温度传感器
............................................................................................................................. 30
比较器
..................................................................................................................................... 31
寄存器说明 ................................................................................................................................... 32
REV 1.19
4 / 68
HLW8110/HLW8112
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
校表参数寄存器
..................................................................................................................... 34
9.1.1
系统控制寄存器 ............................................................................................................. 34
9.1.2
计量控制寄存器 ............................................................................................................. 35
9.1.3
计量控制寄存器2 .......................................................................................................... 36
9.1.4
脉冲频率寄存器 ............................................................................................................. 37
9.1.5
无负载有功功率（潜动与启动）阈值寄存器PstartPA、 38
9.1.6
有功功率和视在功率增益校正寄存器 ......................................................................... 38
9.1.7
相位校正寄存器 .............................................................................. 错误！未定义书签。
9.1.8
有功功率和视在功率Offset校正寄存器PA0S和PBOS ............................................ 39
9.1.9
电流有效值Offset校正寄存器 ................................................................................... 39
9.1.10
电流通道B增益设置IBGain ........................................................................................ 40
9.1.11
直流偏置校正寄存器 ..................................................................................................... 40
9.1.12
电压骤降设置寄存器 ..................................................................................................... 40
9.1.13
阈值设置寄存器 ............................................................................................................. 41
9.1.14
PIN脚功能输出选择寄存器 .......................................................................................... 41
计量参数寄存器
..................................................................................................................... 43
9.2.1
快速有功电能脉冲计数器 ............................................................................................. 43
9.2.2
相角寄存器 ..................................................................................................................... 43
9.2.3
电压频率寄存器 ............................................................................................................. 43
9.2.4
电流电压有效值寄存器 ................................................................................................. 44
9.2.5
功率因数寄存器 ............................................................................................................. 44
9.2.6
有功电能寄存器 ............................................................................................................. 44
9.2.7
平均功率寄存器 ............................................................................................................. 45
9.2.8
计量状态寄存器 ............................................................................................................. 45
峰值寄存器
............................................................................................................................. 46
瞬时值与波形寄存器
............................................................................................................. 47
9.4.1
瞬时值寄存器 ................................................................................................................. 47
9.4.2
波形寄存器 ..................................................................................................................... 47
中断状态寄存器
..................................................................................................................... 48
9.5.1
中断配置和允许寄存器IE ............................................................................................ 48
9.5.2
中断状态寄存器IF ........................................................................................................ 48
9.5.3
复位中断状态寄存器RIF .............................................................................................. 49
系统状态寄存器
..................................................................................................................... 50
9.6.1
系统状态寄存器SysStatus .......................................................................................... 50
9.6.2
SPI读校验寄存器RDATA ............................................................................................... 51
9.6.3
SPI写校验寄存器WDATA ............................................................................................... 51
9.6.4
系数寄存器及备用寄存器 ............................................................................................. 51
10
免校准计算方法 ............................................................................................................................ 52
11
校表方法 ....................................................................................................................................... 53
REV 1.19
5 / 68
HLW8110/HLW8112
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
概述
......................................................................................................................................... 53
校表流程和参数计算
............................................................................................................. 53
参数设置
................................................................................................................................. 54
有功校准
................................................................................................................................. 54
有效值校准
............................................................................................................................. 55
视在功率校准
......................................................................................................................... 56
举例
......................................................................................................................................... 56
视在功率校准
......................................................................................................................... 57
11.8.1
视在功率增益校准 ......................................................................................................... 57
11.8.2
视在功率Offset校准 ................................................................................................... 57
12
通讯协议 ....................................................................................................................................... 58
12.1
SPI通讯
.................................................................................................................................. 58
12.1.1
SPI命令格式 .................................................................................................................. 58
12.1.2
开关特性 ......................................................................................................................... 59
12.1.3
SPI接口时序 .................................................................................................................. 59
12.2
UART通讯
................................................................................................................................ 61
12.2.1
UART通讯格式 ................................................................................................................ 61
12.2.2
UART帧格式时序 ............................................................................................................ 62
12.2.3
UART写操作 .................................................................................................................... 62
12.2.4
UART读操作 .................................................................................................................... 63
13
芯片封装 ....................................................................................................................................... 64
13.1
13.2
HLW8110封装图
...................................................................................................................... 64
HLW8112封装图
...................................................................................................................... 65
14
附录 ............................................................................................................................................... 66
14.1
14.2
附录图
..................................................................................................................................... 66
附录表
..................................................................................................................................... 67
REV 1.19
6 / 68
HLW8110/HLW8112
3 特性
测量有功功率、视在功率、电压和电流有效值
提供两路电流检测通道和一路电压检测通道
第二路电流通道可以检测零线电流，具有漏电检测功能
在5000：1的动态范围内，有功电能的测量误差<0.1%
在3000：1的动态范围内，有功功率的测量误差<0.1%
在1000：1的动态范围内，有效电压的测量误差<0.1%
在1000：1的动态范围内，有效电流的测量误差<0.1%
提供有功功率过载信号指示
提供电压信号的过零检测、过压指示和欠压指示
提供电流信号的过零检测，过流指示
内置比较器
内置温度传感器
内置PGA可选
内置频率振荡器
工作电压支持3.3V和5.0V
内置电压参考源
内置电源监控电路
SPI/UART通讯方式
提供SOP8/SSOP16两种封装型式
REV 1.19
7 / 68
HLW8110/HLW8112
4 概述
HLW8110/HLW8112是一款高精度的电能计量IC,它采用CMOS制造工艺，主要用于单相应用。
它能够测量线电压和电流，并能计算有功功率，视在功率和功率因素。
该器件内部集成了三个∑-Δ型ADC和一个高精度的电能计量内核。第二路通道可同时测量
零线电流，支持窃电检测和漏电检测。各输入通道都支持灵活的PGA设置，因此HLW8110/HLW8112
适合与不同类型的传感器使用，如电流互感器（CT）和低阻值分流器。
HLW8110/HLW8112可以通过多种通讯接口访问片内寄存器，包括SPI和UART。
HLW8110/HLW8112包含两个可配置的脉冲输出引脚，可以通过INT1和INT2引脚获取过流、
过压、电压或电流过零检测和漏电检测等功能。
HLW8110/HLW8112电能计量IC采用3.3V或5.0V电源供电，内置振荡器，采用8脚SOP封
装或16脚SSOP封装。
5 功能框图
VREF
1.25V REFTRIMMING
LEAKAGE
ZX_V
DSP
DIGITAL
FILTER
ENERGY
METERING
PROCESSOR
ZX_I
PEAK
OVER_V
OVER_I
OSC
CLKI
IAP
IAN
PGA
ADC
CLKO/INT1
IBP
IBN
PGAADC
IRQ
COMPARE
VP
PGAADC
PF_A
PF_B
INT2
CONFIGURATION
AND CONTROL
PA
PB
VA
VB
IA
IB
HLW811X
UARTSPI INTERFACE
SDI/RX
SDO/TX
SCSN
SCLKSPIEN
VDD
GND
图 1 功能框图
REV 1.19 8 / 68
HLW8110/HLW8112
6 引脚配置和功能描述
6.1 HLW8110芯片管脚描述
IAP
IAN
VP
GND
1
2
3
4
8
VDD
RX
TX
VREF
HLW8110
CF
SOP8
7
6
5
图 2 HLW8110芯片管脚图
表 1 HLW8110引脚功能描述
引脚序号
1
2
3
4
5
6
7
8
引脚名称
IAP
IAN
VP
GND
VREF
TX
RX
VDD
输入/输出
模拟输入
模拟输入
模拟输入
芯片地
模拟输入/
输出
输出
数字输入
芯片电源
描述
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入范围是
峰峰值±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入范围是
峰峰值±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电压信号正输入端，电压的最大输入范围是峰峰值
±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
芯片地
通过该引脚可以使用片内基准电压，该引脚应通过一
个0.1uF电容并联去藕
UART数据输出口
UART数据输入口
芯片电源，该引脚应通过一个0.1uF电容并联去藕
工作电压1:3.0-3.6V,建议使用3.3V
工作电压2:4.5V-5.5V ,建议使用5.0V
REV 1.19
9 / 68
HLW8110/HLW8112
6.2 HLW8110典型应用
+3.3V
AC-DC
0.1uF
继电器
负载
100R
330nF
采样电阻
1mR
100
1
330nF
2
3
200K
200K
200K
200K
200K
1K
33nF
4
IAP
IAN
VP
GND
VDD
8
7
6
5
+3.3V
L
AC
N
HLW8110
SOP8
RX
TX
VREF
MCU
UART
0.1uF
图 3 HLW8110典型应用图
6.3 HLW8112芯片管脚描述
IAP
IAN
IBP
IBN
VP
GND
VREF
SDO/TX
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
VDD
INT2
CLKO/INT1
CLKI
SPIEN
SCSN
SCLK
SDI/RX
CF
HLW8112
SSOP16
13
12
11
10
9
图 4 HLW8112芯片管脚图
REV 1.19 10 / 68
HLW8110/HLW8112
表 2 HLW8112引脚功能描述
输入/输出
模拟输入
模拟输入
模拟输入
模拟输入
模拟输入
芯片地
数字输入
数字输出
数字输入
数字输入
描述
引脚序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
引脚名称
IAP
IAN
IBP
IBN
VP
GND
REF
SDO/TX
SDI/RX
SCLK
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道A模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道B模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电流通道B模拟输入。该差分电压的最大输入峰峰值
范围是±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
电压信号正输入端，电压的最大输入峰峰值范围是
±800mV/PGA（有效值±800mV /
√
2）
芯片地
基准电压的输入/输出引脚，需要外接0.1uFf去藕电
容
1、 SPI数据输出口
2、 UART数据输出口
1、 SPI数据输入口
2、 UART数据输入口
SPI通讯模式时：SPI接口时钟输入
UART通讯模式时：与SCSN一同使用，配置波特率
默认80K上拉电阻；
SPIEN = 0，UART通讯方式：
与SCLK接口一同使用，配置波特率
SPIEN = 1，SPI通讯方式：
1、SCSN = 0，SPI通讯口正常通讯；
2、SCSN = 1，SPI通讯口复位；
默认80K下拉电阻；
SPIEN = 0，选择UART通讯方式；
SPIEN = 1，选择SPI通讯方式；
默认80K下拉电阻；
1、外部晶体输入口，推荐3.579M晶体
2、CLKI接地，使用内置振荡器,
3、不能悬空
1、外部晶体输出口
2、中断输出口
中断输出口
芯片电源，该引脚应通过一个0.1uF电容并联去藕
11 SCSN 数字输入
12 SPIEN 数字输入
13 CLKI 模拟输入
14
15
16
CLKO/INT1
INT2
VDD
模拟输出/
数字输出
数字输出
芯片电源
REV 1.19
11 / 68
HLW8110/HLW8112
6.4 HLW8112典型应用
+3.3V
AC-DC
0.1uF
电流互感器
继电器
负载
100R
330nF
采样电阻
1mR
100R
1
330nF
2
3
漏电检测通道
100R
330nF
4
5
200K
200K
200K
200K
200K
1K
33nF
6
0.1uF
7
8
VREF
SDO/TX
SCLK
SDI/RX
10
9
IBN
VP
GND
IAP
IAN
IBP
VDD
16
INT2
15
CLKO/INT1
14
+3.3V
L
AC
N
100R
3R
330nF
HLW8112
CLKI
SSOP16
SPIEN
13
12
UART/SPI
MCU
SCSN
11
图 5 HLW8112典型应用图
7 电气特性
7.1 推荐工作条件
表 3 推荐工作条件
参数
电源
参考电压
功耗
温度范围
符号
VDD
VDD
VREF
B通道关闭
B通道打开
TA
最小值
4.5
3.0
1.24
典型值
5.0
3.3
1.25
3.7(VDD =3.3V)
4.3(VDD =5.0V)
4.7(VDD =3.3V)
5.3(VDD =5.0V)
最大值
5.5
3.6
1.26
单位
V
V
V
mA
mA
-40
+85 ℃
REV 1.19 12 / 68
HLW8110/HLW8112
7.2 模拟特性
AVDD = DVDD = 5V ± 10% or 3.3V ± 10%;AGND = DGND = 0V;VREF = 1.25V;
MCLK = 3.579545MHz 。
表 4 模拟特性表
参数
精度
有功功率 全增益范围
输入范围0.25%~100%
功率因数 全增益范围
输入范围0.25%~100%
电流有效值 全增益范围
输入范围0.%~100%
电压有效值 全增益范围
输入范围0.%~100%
模拟输入（电流通道）
差分输入范围
满量程时对电压通道的串扰
(50HZ60HZ)
输入电容
等效输入阻抗
等效输入噪声
Gain = 1
Gain = 16
电源供给
上电检测阀值
掉电检测阀值
参考电压
输出电压
温漂
符号
PActive
QAvg
PF
IRms
VRms
最小值
-0.1
-0.1
-0.1
-0.1
-0.1
典型值
0
0
0
0
0
最大值
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
单位
%
%
%
%
%
IIN
IC
EII
N1
-800/PGA
0.3
70K
-
-
4.8
12M/PGA
0.33
12e-3
2.9
2.7
1.25
5
+800/PGA
-100
7.68
0.45
16e-3
2.95
2.9
1.26
15
mV
dB
pF
Ω
Uv/sqrt(HZ)
PMLO
PMHI
VREFOUT
TCVREF
2.8
2.5
1.24
V
V
V
Ppm/℃
注释：1.温度范围内VREFOUT的温漂计算公式如下：