在大力倡议绿色动力的今日,信任咱们对“智能电表”已不生疏。智能电表在推进资源可持续发展方面发挥着重要作用。在各国政府的活跃布置下,智能电表正以迅猛之势替代传统电表。
智能电表:更智能的未来
从底子上说,电表是电力公司用以丈量居民用电量然后核算电费的设备。从首只传统的千瓦/时电表到机电一体化感应式电表,再到后来的电子电表,甚至到当今先进的智能电表,它们的底子用处都没有改动。
能够简略地以为,智能电表相当于向传统电表增加“智能”特性。智能电表的双向通讯才能有助于居民和电力公司更好地了解用电状况并节约本钱。智能电表装备家用LCD显示屏,用户由此可得到他们按天、周、月或年的不一起刻的用电状况的实时反应,然后可充分利用各种用电计划来节约开支;另一方面,智能电表主动按月将家庭电表读数报告给电力公司,而不需派“抄表员”上门抄取,为电力公司下降人力本钱。
智能电表较传统电表提高了用电状况的能见度与办理性,节约了本钱,并且其安全性和数据牢靠性已经过全面测验,用户既可用更省电的方法用电,也不再超量付出电费。智能电表的双向通讯才能也为建造智能电网奠定了根底,为咱们构建更智能的未来,完成资源的可持续发展。
智能电表怎样作业?
简言之,智能电表发送电表读数给电力公司就像咱们从手机发送信息。
智能电表全天记载用电量并用内存安全存储,在收到发送信息的恳求后,将数据经过无线或电力电缆从电表路由至搜集设备或变电站。电力线通讯(PLC)或无线网等通讯根底设施是智能电表向电力公司传输牢靠数据的途径。
安森美半导体智能电表计划
安森美半导体致力于推进高能效立异,充分利用职业抢先的专知和丰厚的经历,供给用于智能电表计划的丰厚产品阵型,包括电源办理IC、PLC调制解调器、ZigBee产品、小信号二极管及晶体管、高压开关、整流器、高压快速IGBT、MOSFET、内存、接口、温度传感器、控制器、专用规范产品(ASSP)、逻辑等等,接下来咱们将要点介绍电源办理计划和电力线通讯产品。
1.立异的电源办理计划助智能电表完成更高作业能效
智能电表要求电源办理模块供给:
-灵敏的接口支撑宽输入电压规模
-在所有负载条件下提高能效
-能接受毛病状况的产品, 如更高输入电压或在3相网络中意外的两相衔接等状况以及更多相似状况,以测验智能电表在不同条件的牢靠性
-改善全体负载的抗电磁搅扰
-消除噪声
-根据输出功率要求调整输出电流维护的才能
为此,安森美半导体供给3个工业级的计划用于智能电表电源办理完成更高作业能效。
计划1:NCP107X系列
安森美半导体的NCP107x系列 (图1)是带700 V开关的共源共栅(Cascode),它将双450 V输入与电流平衡串联,是具齐纳基准的Cascode计划,供给高集成度、短路维护、最大峰值电流设定点和斜率补偿、动态自供(无需辅佐绕线),专用于当输出功率需求削弱,IC主动进入频率反走形式并供给轻载时的极高能效,而当功率需求进一步削弱,它进入跳周期形式以下降待机能耗至空载状况。
图1:NCP107X系列
计划2:NCP125X系列
安森美半导体的脉宽调制(PWM)系列NCP125X(图2),它集成了1000 V MOSFET和PWM控制器,将双450 V输入与电流平衡串联,而别离的带控制器的高压单一MOSFET替代了Cascode,该系列电路的要害特性包括:频率反走以坚持输出负载条件、约束最大传输功率而不影响待机功能、跳周期运转改善抗电磁搅扰功能等等。
图2:NCP125X系列
计划3:专利的电源办理计划
智能电表有特定要求来支撑3相和翻开与高达450 V的宽输入规模的中性衔接。安森美半导体已开发出新式预稳压器拓扑结构,可结合规范开关电源IC运用以满意智能电表的要求。该计划在主电源和开关电源之间增加了一个200 V的稳压器以削减250 V大容量输入%&&&&&%,且电源支撑高压供电和3相,是安森美半导体的专利。因为电源电压下降,更大的反射电压才能可供给更高的变压器规划才能,开关损耗减小提高了抗电磁搅扰的功能,而缓冲器尺度减小、耗散下降,开关电源能效得以全面提高,并节约全体体系级本钱。
图3:安森美半导体立异的电源办理计划
2.电力线通讯计划:S-FSK调制解调器,强固且兼容相关通讯协议
电力线通讯(PLC)是一种经过现有电缆发送数据的先进的通讯技能,它载送导体上的数据,一起用于交流电力传输或向用户配电。因为能经过相同线路一起传输电力及数据,因而 PLC 技能无需运用额定线路与设备互联,有助于削减布线复杂度,下降本钱,是智能电表完成主动抄表的一种干流技能。一个PLC节点由一个调制解调器芯片和一个电力线驱动器组成。PLC体系经过向布线体系增加调制的载波信号来作业。安森美半导体的AMIS-49587是针对PLC运用而开发的窄带PLC收发器,它契合IEC1334规范,运用S-FSK调制技能,可完成长距离电力线的强固低数据率通讯,用于50 Hz的主电源频率,包括从PHY到MAC的完好的协议层处理,其间PHY专用于以可编程距离的S-FSK调制(可编程的半双工数据传输率达2400波特,可编程载波规模为9 kHz-115 kHz,步幅10 Hz,可编程的扩频别离的典型值为10 kHz,极端强固的锁相环路(PLL)的动态规模为104 dB),选用嵌入式ARM处理器用于先进滤波和完成MAC,支撑同步传输,并可依照“可信值” 的中继级数办理进行信息传输,供给同类最佳的模仿解调链,其超卓的抗噪功能和输入灵敏度可完成极端强固的传输,它还契合IEC61334-5-1/EN 50065规范和特定的法国配电公司(ERDF)的要求,电源作业电压3.3 V,串行通讯接口(SCI)可与运用微控制器衔接,且供给4种可选的波特率SCI(4.8 kb, 9.6 kb, 19.2 kb, 38.4 kb)。总而言之,AMIS-49587契合相关通讯协议,数据传输高效牢靠,参数灵敏,易于规划,开发及运用本钱低价,是用于智能电表PLC技能的抱负挑选。
图4:AMIS-49587运用示例
结语
智能电表是推进可持续发展的必然趋势,为智能电网的构建奠定根底。安森美半导体供给全面的用于智能电表的计划阵型,特别地,其立异的专利型电源办理计划助规划工程师完成智能电表的更高作业能效,而S-FSK调制解调器AMIS-49587作为业界公认的具强固调制技能的%&&&&&%,是用于长距离电力线的低数据率通讯运用的抱负挑选。