高度集成SOC芯片方案為何贏得智能電表制造商青睞？
摘要： 最近幾年，人們對(duì)能源的關(guān)注越來(lái)越密切，節(jié)能省電已成為所有人關(guān)注的焦點(diǎn)。而隨著技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)家政策的支持，智能電網(wǎng)也在幾年里迅速成為大家熱議的話題。作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵終端，智能電表?yè)?dān)當(dāng)著重要的角色。越來(lái)越多的半導(dǎo)體廠商已經(jīng)進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，提供有著各自優(yōu)勢(shì)的智能電表產(chǎn)品、方案以及各種部件，以求在這個(gè)巨大市場(chǎng)里分一杯羹。
關(guān)鍵字： 美信， 智能電表， SOC智能電網(wǎng)
最近幾年，人們對(duì)能源的關(guān)注越來(lái)越密切，節(jié)能省電已成為所有人關(guān)注的焦點(diǎn)。而隨著技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)家政策的支持，智能電網(wǎng)也在幾年里迅速成為大家熱議的話題。作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵終端，智能電表?yè)?dān)當(dāng)著重要的角色。越來(lái)越多的半導(dǎo)體廠商已經(jīng)進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，提供有著各自優(yōu)勢(shì)的智能電表產(chǎn)品、方案以及各種部件，以求在這個(gè)巨大市場(chǎng)里分一杯羹。
智能電表之所以能被稱為“智能”不僅在于它能夠省電，還在于它不但能夠準(zhǔn)確的記錄到電量使用狀況，還能將相關(guān)的信息記錄反饋到電網(wǎng)公司的服務(wù)器中心，同時(shí)還能通過(guò)預(yù)充電費(fèi)，自動(dòng)扣費(fèi)等模式方，對(duì)管理提供便利。那么，應(yīng)如何有效保障智能電表高精度、省電、安全等問(wèn)題?高度集成的SOC芯片方案為何會(huì)贏得智能電表制造商的青睞?帶著種種行業(yè)亟待解決的問(wèn)題，電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯采訪了美信的戰(zhàn)略市場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)理David Andeen。
模擬整合是大潮流
美信公司成立于1983年，是全球的模擬、混合信號(hào)、高頻以及數(shù)字電路設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造的領(lǐng)導(dǎo)者，為全世界的廠商提供方便實(shí)用的解決方案。在2012年9月份，美信進(jìn)行了一次大變革，不但改變了LOGO、官網(wǎng)的排版，甚至連美信的品牌由以前的“Maxim”改換成“Maxim Integrated”。這就給大家展示著一個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)，這個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者又一次走在了前列，開(kāi)始走在“整合”的前端，智能電表作為這幾年的發(fā)展重點(diǎn)，也不能例外。當(dāng)談到電表的SOC方案的時(shí)候，David特別指出，目前美信不但專注在模擬整合，并且還推出了相應(yīng)的電表SOC，在其中集成了幾個(gè)相關(guān)的功能，而簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)流程。
據(jù)David透露，美信在近期不但發(fā)布了MAX71020這款用于電表的模擬前端，并且還在持續(xù)開(kāi)發(fā)面向智能電表的SOC，以提高用戶設(shè)計(jì)的靈活性。目前，美信已經(jīng)推出了涵蓋安全和通信功能的高集成度智能電表SOC。
當(dāng)提到美信Zeus時(shí)，David說(shuō)：“這是一個(gè)真正意義上的智能電表SoC?！盌avid表示，Zeus不但集成了計(jì)量、安全保護(hù)和通信功能，對(duì)于用戶開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，不但可以采用Zeus的設(shè)計(jì)平臺(tái)系統(tǒng)，如果客戶想轉(zhuǎn)換開(kāi)發(fā)一款面向不同市場(chǎng)的不同電表，仍然可以使用Zeus器件，而僅需更換一些目前使用的通信器件，這就使得Zeus成為其它智能電表平臺(tái)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
安全、精度的重要性
高精度和安全在智能電表設(shè)計(jì)中的重要性毋容置疑。談到美信在智能電表的安全和精度優(yōu)勢(shì)時(shí)，David說(shuō)：“這是一個(gè)很好的關(guān)注點(diǎn)，智能電表的安全以及精度真是智能電表系統(tǒng)的關(guān)鍵要素?！薄爸悄茈姳淼陌踩跃鸵詾橹梢员Ｗo(hù)信息以及電網(wǎng)本身免受攻擊，而美信的智能電表系統(tǒng)不僅集成了安全器件以及相關(guān)的安全保護(hù)功能，并將其保護(hù)貫穿到制造。安裝以及運(yùn)行的整個(gè)周期內(nèi)。同時(shí)產(chǎn)品還具有認(rèn)證、加密(對(duì)稱和非對(duì)稱)、安全引導(dǎo)程序和篡改保護(hù)等特性?！盌avid強(qiáng)調(diào)。
對(duì)于在精度方面的表現(xiàn)，David透露，美信的智能電表在業(yè)內(nèi)具有最高的精度，在下一代的產(chǎn)品里面，美信還將在5000:1范圍內(nèi)進(jìn)一步提升精度。憑借著在半導(dǎo)體行業(yè)那么多年的技術(shù)積累，相信美信一定能在這方面給行業(yè)樹(shù)立標(biāo)桿。
為何選擇G3-PLC的通信標(biāo)準(zhǔn)?
智能電表的“智能”最主要就是體現(xiàn)在能夠?qū)⑾嚓P(guān)信息反饋到電力公司的數(shù)據(jù)中心，不但能夠讓用戶可以“智能用電”，也能夠幫助電力公司“智能抄表”。在談到美信在智能電表通信標(biāo)準(zhǔn)的選擇時(shí)，David說(shuō)，目前存在很多種的智能電表通信方式，而在美信集成度最高的一款產(chǎn)品種內(nèi)置了高可靠性的通信處理器，允許用戶使用多種通信協(xié)議。而美信則選擇了G3-PLC這種全球范圍內(nèi)電力線的最佳標(biāo)準(zhǔn)。
為什么選擇這種標(biāo)準(zhǔn)?David指出，G3-PLC可以實(shí)現(xiàn)速率最高的OFDM通信，并且具有多種低速的模式，這樣的話就可以兼顧到通信的可靠性。由于G3-PLC采用了自適應(yīng)頻率映射和兩種誤差校正的模式，就能搞保證以這種標(biāo)準(zhǔn)傳送的信息數(shù)據(jù)安全的到達(dá)目的地。David強(qiáng)調(diào)，電網(wǎng)的一大特點(diǎn)是要求高可靠性，選擇G3-PLC就可以滿足了最基本的可靠性要求，并能夠?qū)⑵渑c高速通信很好的結(jié)合在一起。這樣，就意味著符合第三代電力線通信標(biāo)準(zhǔn)的電表將要比市面上現(xiàn)有的任何電表更加可靠，同時(shí)還具有最快的通信速率，并能夠支持電網(wǎng)各種未來(lái)功能的實(shí)現(xiàn)?？傊褪怯捎诎踩?、快速、符合發(fā)展趨勢(shì)這幾方面而使美信選擇了這個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)。
如何平衡整個(gè)電表的設(shè)計(jì)?
在前幾部分，我們談到了器件的整合、安全和精度的保證以及通信方式的選擇幾方面的內(nèi)容，目的就只有一個(gè)，如何設(shè)計(jì)出一個(gè)高效、安全的高精度智能電表，這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)智能電表的時(shí)候如何均衡整個(gè)電表的設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)顧此失彼的局面。
面對(duì)電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯這個(gè)疑問(wèn)，David繼續(xù)給我們講述了美信的設(shè)計(jì)思路。
David強(qiáng)調(diào)，在一個(gè)智能電表的設(shè)計(jì)里面，主要部件的設(shè)計(jì)固然重要，而其它外圍部件的設(shè)計(jì)也不能忽略。美信為了均衡整個(gè)設(shè)計(jì)，就在所有部件方面做到最高標(biāo)準(zhǔn)。例如為了保證定時(shí)的可靠性，美信就提供高精度的基于MEMS的RTC DS3231M。因?yàn)檫@系列的RTC符合中國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)該用于中國(guó)市場(chǎng)的電表十分關(guān)鍵。
另一方面，智能電表的電源供電。David說(shuō)，美信提供了高集成度的智能電表電源管理IC(PMIC)MAX17497。該芯片不但具有高效的反激轉(zhuǎn)換器和3.3V的buck轉(zhuǎn)換器，可以給智能電表提供所有的全部電源，同時(shí)其使用與通信協(xié)議是毫無(wú)關(guān)系的。David表示，MAX17497是一款面向電表的靈活供電應(yīng)用的系列產(chǎn)品之一。[!--empirenews.page--]
依靠著在各方面的周全考慮，借助于之前深厚的技術(shù)根基，美信給給我們提供了具備優(yōu)異性能的智能電表方案，并在整個(gè)方案中做了進(jìn)一步整合，極大方便了用戶的設(shè)計(jì)。
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