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國際半導體廠商為中國電能表量(liàng)身定製方案(àn)

發布時間:2007-12-04 作者(zhě): 來源: 瀏覽:937

  與(yǔ)機(jī)械式電能表相比,電子式電能表具有高精確度、可靠性及耐用性、容易調校配置以及(jí)隨時能夠增加新功能等優(yōu)點,已經成為全球(qiú)電能表(biǎo)的發(fā)展趨(qū)勢。隨著中國電力網現代化繼續推進,以及提高精度和自動抄表等功能的推動,預計中國電子電表市場(chǎng)將繼續高速增長。在最近北京舉辦的(de)亞太區國際計(jì)量展覽會上,ADI和意法半導體(ST)等國際半導體(tǐ)廠商展示了為中國(guó)電表計量市場量身(shēn)定製的高性價比方案,包括計量芯(xīn)片和自動抄表係統(AMR)解決方案。

    作為電能計量IC的領導廠商,ADI最新推出了三款(kuǎn)三相電能計量芯片ADE7752A、ADE7752B和ADE7762,它們利用脈衝(chōng)輸出直接驅動步進電機計度器,或者驅動液晶顯示電(diàn)表中的MCU。ADE7752A和ADE7752B與(yǔ)此前推出的ADE7752引腳兼容,同樣僅計量瓦特,但是它們僅需(xū)40mW功耗,功耗降低(dī)了30%。像(xiàng)ADI公司電能計量(ADE)係列其它產品一樣,ADE7752A,ADE7752B和ADE7762提供(gòng)高精度有功功率(lǜ)測量,在500:1電流動態範圍內,具有小於0.1%的增益誤差(chà)。ADE7752A和ADE7752B采用24引腳SOIC封裝,ADE7762采(cǎi)用28引腳SOIC封裝。ADE7762有4個附加的引腳可用於電能質量監測,從而允許電能表用來分別指示各相是否存在反(fǎn)相和缺相以及相序(xù)錯。

      加上此次推出的3款三相芯片,ADI目前提供6款三相和12款單相電(diàn)能(néng)計量芯片,進一步鞏固了其在電能計量IC市場的(de)地位,ADI宣稱目(mù)前全球已有1.2億多塊電能表采用了其ADE解決方案。ADI電能計量部高級產品經理Mark Strzegowski表示,在中國民用電力網(wǎng)現代化(huà)(單相)階段,適合簡單的千瓦特小時電(diàn)能表的ADE7755及(jí)ADE7757滿足了中國市場單相表需求,目前中國處於第二階段,即工業電力(lì)網現代化(huà)(三相),為此(cǐ)ADI公(gōng)司在廣泛使用的ADE7752基(jī)礎上擴展三相IC,推出了這三(sān)款產品。

       但ST並不(bú)同意這個觀點,認為單相電表仍在中國占主導地位。ST的人士表示:“在中國電表市場中,單相電(diàn)子電(diàn)表占有大約90%市場份額, 而三相電子式電表隻占大約10%的市場份額。”為此,ST仍主推單相計量IC,而單芯片三相計量IC正在開發(fā)中。對於三相電表,ST目前采用3片功能(néng)強大的單相芯片STPM01來實現,ST已有完整(zhěng)的三相電子電表解決(jué)方案包括:3xSTPM01+MCU(STR71x)+RTC(M41ST87)+PLM(ST7538P)+SMPS Power Supply(VIPer12A)。

      不(bú)過,ST針對中國中低端電表市場推(tuī)出的STPM1X係列單(dān)相計(jì)量IC顯然是借鑒了ADE7755的成(chéng)功經驗。與當初主要麵向歐洲市(shì)場的“全能型(xíng)”的STPM01相比(bǐ),STPM1X係列去除了無(wú)功電能、視在電能、電流/電壓有效值(zhí)、電流/電壓即時值、電壓過零點脈衝輸出和電網頻(pín)率值等中(zhōng)低端市場不需要(yào)的功能(néng)因而(ér)其價格(gé)更具競(jìng)爭力。ST展台(tái)的一位工(gōng)作(zuò)人(rén)員表示,STPM01方案的成本較ADE7755要高,而STPM1X較ADE7755要低。STPM1X完全(quán)符(fú)合(hé)IEC62052-11和IEC62053-2X規(guī)範,繼承了STPM01精度高(誤差(chà)小於0.1%)、功耗低、可靠性高等特點,與STPM01封裝完(wán)全(quán)一致且管腳完(wán)全兼容(TSSOP20封裝),可計量有功基波能量和有功諧波總電能(基波至第50次諧波)。STPM1X內置防篡改功能的56bit OTP供配置電表參數使用,從而(ér)可實(shí)現(xiàn)單(dān)點數字式快速(sù)校表,不僅節省了電表對外部存儲(chǔ)器件的(de)需求,而且大大(dà)縮(suō)短用(yòng)戶的生產周期。STPM1X還具有負功率,無(wú)負載及竊電指示引腳。

     盡管中國電表IC芯片市場(chǎng)競爭激烈,但ST指出:“進入中國電表市場是我(wǒ)們重要的戰略目標”。ST強調,其優勢在於齊全的產品線,從計量芯片到MCU,從實時時鍾芯片(piàn)到存儲器,從應(yīng)用於遠程抄表的電力線調製解調器到電源解決方案,以及標準邏輯(jí)器件和功率半導體器件等,可以提供電子電表完整解決方案,從而降低客戶的成本。ST還表(biǎo)示:“我們也願意與(yǔ)中國客戶合作,為他們定製(zhì)專用芯(xīn)片。”

      除(chú)了電子電(diàn)表將(jiāng)取代機械(xiè)電表外,電表(biǎo)市(shì)場的另一大(dà)發(fā)展(zhǎn)趨勢就是自動抄表/集(jí)抄(chāo)係統(AMR)係統日益流行,其中電力線通信(PLC)是最有(yǒu)可能成(chéng)為主導的技術,本次(cì)展會上,ADI、ST和瑞(ruì)薩科技都(dōu)展示了PLC抄表解決方案。

 

  AMR方麵有很多技術可用,例如短距離無線(RF)、紅外(IR)、RS485、GSM/GPRS、PLC和基於TCP/IP的互聯(lián)網/有線電視網絡等。ST認為(wéi):“在未來相當長的時(shí)間內,集抄係(xì)統將是幾種技術方案的集成組合。其可能的網絡(luò)拓撲結構為,用(yòng)戶到(dào)智能HUB之間采用PLC或RS485,智能HUB與電力局之間可采用GSM/GPRS或INTERNET等方案(àn)。”

      ST表示,GSM/GPRS和互聯網(wǎng)是成熟的技術,但(dàn)是對(duì)電力公司而言,它涉及到(dào)第(dì)三方的介入,成本(běn)核算較高。而國內城市(shì)中樓宇(yǔ)建築的密度、排列,及空(kōng)間距離的複雜性可能影響RF技術(shù)的推廣實用。而IR技術由於其有限的傳(chuán)輸距離(lí),抄表器與(yǔ)電表之間不能有障(zhàng)礙物,且需人工介入抄表,這些因素(sù)決定了其實用的局限性(xìng)。

      ST最看好的是PLC技術。ST解釋(shì)說:“PLC在集抄方案中的應用已有幾十年的曆史,在歐美等地區使用效果非常好。電力載波最(zuì)大的(de)優勢就是可以(yǐ)利用無所不在的電力線網絡作為一種通信媒介,這是世界上分布範圍最廣的、最現成的通信資源,由電力公司自己所有。並且構建抄表係統簡潔,成本低(dī)廉,如果技術成熟,將是電表抄表係(xì)統(tǒng)的最佳通信資源(yuán)。”但ST也指出,PLC可實現(xiàn)以配電(diàn)變壓器為(wéi)單位的網絡內數據傳輸,最大的障礙之(zhī)一是其通信的可靠性。由於中國電網質量的特殊性,PLC在中國還沒有大(dà)規模的使(shǐ)用,但是隨著技術(shù)的完善,具有良好抗幹擾能力及很強糾(jiū)錯(cuò)能力的電力(lì)載波調製解調器(qì)將會為集抄係統帶來(lái)光明的前景。

      ST針對AMR市場早在1989年就推出了ST7536,並在2002年推(tuī)出了調製解調芯片ST7538P。此次展會上ST展示了剛剛發布的一款(kuǎn)載波芯片ST7540,不久就會在市場上大範圍推廣。ST7540采用半(bàn)雙工FSK調製收發器,具有(yǒu)8個可編程載波頻率段,傳輸速率從600~4800BPS,內部集成5V/3.3V線性整流(liú)器,看門狗,接收方式下(xià)功耗隻有3.5mA,接收器靈敏度可達0.25mVRMS,采用4.4×8.7×1mm的TSSOP28封裝。

      ST表示,隨著具有多功能、複費率及集抄功能的電表越來越受到市場的青(qīng)睞,電(diàn)表計量IC的發展方向包括:1.諧波能量的計量;2.無功電能的計量;3.防竊電功能;4.快速數字式校表;5.低(dī)功耗;6.集成MCU、RTC、計量專用(yòng)IC、LCD驅動和帶溫度傳感器等功能的(de)單芯片SoP(Systemon Package)解決(jué)方案。未來進一步可將(jiāng)用(yòng)於電力線通信的PLM、用於預付費功能的智能卡驅動(dòng)接口集成一體,真正達到一顆(kē)芯(xīn)片實現一塊電表的目標。

 

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