STPM3x系列產品是專門為電力系統中高精度功率與能量測量而設計的專用晶片，可使用Rogowski線圈、電流互感器或分流電流感測器進行電流採樣。STPM3x可提供瞬時電壓與電流波形，並計算有功功率、無功功率、視在功率與能量數據，以及電壓與電流的RMS值。在這個系列中，有3個型號分別滿足1路電壓+1路電流輸入/1路電壓+2路電流輸入/2路電壓+2路電流輸入。本方案著重講解STPM32以及它的評估測試環境。
STPM32方案針對數位電源應用的高精度計量，支援：
- 交流電源中單相功率檢測和能量分析，功率從幾千瓦到幾十千瓦不等。
- iTHD，以及15階逐次諧波分析，可擴展到31階。
- 在伺服器電源應用中，精度符合AI伺服器電源ORv3標準。
- （更多性能參數請參見下圖）
ST專門為STPM32設計了一款demo，用於工程師快速測試與評估。它分為兩塊板：
Demo主板，由STPM32電量計、STM32C031 MCU、隔離光耦以及周邊電路組成。
① STPM32：電量計，模擬部分包括最多兩個可程式化增益低噪聲低偏移放大器、最多四個二階24位元Σ-Δ ADC、兩個具有獨立溫度補償的帶隙電壓參考、一個低壓降穩壓器以及多個直流緩衝器。數位部分包括一個數位濾波級、一個硬體連線DSP、一個DFE輸入調變器，以及一個串列通信介面（UART或SPI）。
② STM32C031：核心演算法，透過SPI收集STPM32數據，實時計算電源電壓、電流、功率因數、諧波THD等。ST提供成熟的二進制韌體庫，支援客戶直接應用，並在合適的商業模式下可開發二進制代碼供客戶進行二次開發。
底板，其上有AC主電源輸入輸出介面、採樣銅電阻、USB轉PC轉換晶片和USB介面等。
在應用中，將demo主板插入底板，底板按照正確的接法接入使用者的電源，同時使用USB連接電腦。
3. demo提供PC端APP軟體，使用者可在視覺化介面中操作，並獲取電源參數和波形。
demo主機板架構和介面
開發者文件，包括示範原理圖、硬體設計指南、軟體韌體庫hex以及USB驅動、STM32 Cube Programmer等工具軟體。
開發與設計：
電源客戶可藉助該demo板快速獲取電源參數，同時也可以將該參數與實際電流參數進行對比，以評估STPM32的準確性。在開發過程中，ST可提供STPM32 demo板及周邊硬體電路設計參考，以提升客戶的硬體設計速度。STM32C031有成熟的韌體庫，客戶若選擇STPM32+STM32C031的設計方案，基本無需自行開發，便能獲得一套完整的電量計方案。
►場景應用圖
►展示板照片
►方案方塊圖
►核心技術優勢
• 雙模視在能量計算 • 瞬時和平均功率計算 • RMS和瞬時電壓、電流 • 電壓、電流THD • 欠壓和過壓檢測（起伏）和監控 • 過流檢測和監控 • UART和SPI串列介面，具有可程式化CRC多項式驗證功能 • 可程式化LED和中斷輸出 • 四個獨立的24位元2階∑△ ADC • 兩個可程式化增益穩定斬波低噪音和低偏移放大器
►方案規格
有功功率精度： • 在5000:1動態範圍內，誤差小於0.1% • 在10000:1動態範圍內，誤差小於0.5% • 符合50-60 Hz EN 50470-x、IEC 62053-2x、ANSI12.2x標準對交流電表的要求 無功功率精度： • 在2000:1動態範圍內，誤差小於0.1% • -3 dB時的帶寬為3.6 kHz • Vcc供電電壓範圍為3.3V±10% • Icc供電電流為4.3 mA（STPM32） • 時鐘頻率為16 MHz，採用晶振或外部信號源 • 雙精度電壓參考：具有獨立可編程TC的1.18V，典型值為30 ppm/°C • 內部低壓降穩壓器，電壓為3V（典型值） • QFN封裝 • 工作溫度範圍為-40°C至+105°C