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深圳pcb抄板MCU如何实现智能电网的智能性

[日期:2012-07-06] [来源:http://www.pcbcool.cn/] [作者pcb抄板] [点击:]

    除用于控制的MCU以外,具有强大信号处理能力的DSP也是智能电网的热门产品,其中较有代表性的产品为ADI公司的Blackfin产品线。低成本Blackfin处理器具备处理仪表级原始实时用电数据以及实现仪表和电网之间通信的能力,可提供一站式、低成本、易于配置的解决方案。由于供电公司智能电表的部署范围不仅仅覆盖本地电网,因此基于Blackfin的电表部件还能够通过软件轻松升级,以符合本地或国家特有的不同通信标准。
    ADI认为,智能仪表技术的真正受惠者是环境。在实现实时智能抄表的技术以合理的价位出现之前,现有的信息是不充足的,无法发现或者纠正能量浪费行为。借助Blackfin的实时能量采集和通信能力,电力公司现在拥有了节约使用能量所需的信息,直接减少了环境中的碳排放。在本地和全国范围的供电系统内增加使用智能电表是实现精确、可靠的电能管理的关键。电费单如果不仅包含每个月的电费信息,还能明确列出按日期时间以及按耗电的电器分类所产生的电费和电能使用情况,将让家庭更清晰地了解每月的耗电情况。更为理想的场景是,假定电力公司能够借助采集的这些实时信息的能力,为那些将用电时间从用电高峰时段转到非用电高峰时段的用户提供大幅折扣,比如,在晚上九点而不是晚上六点半使用洗衣机的用户回馈电能信用额度等。
    TI的16位MP430系列是TI广泛用于智能电表的代表性MCU产品;其中MSP430FE42X系列将计量模块直接嵌入在MSP430内部,组成集成计量芯片的单向电表MCU方案,使电表的设计难度和成本都得到降低。当然,MSP430FE42x并不是电能计量模块与MSP430的简单结合,pcb抄板它还提供了对内部模块的控制。如果用在单相电表的设计,设计者可以直接启动内部电能计量模块ESP430;而对于其它需要16位A/D的产品时,则可以禁止ESP430模块,直接对前置可变增益放大器和A/D转换器控制,是其在产品设计中有很大的灵活性。
    MSP430FE42x具有三个通道独立的16位Sigma-Delta架构ADC,并非如通常单片机那样采用模拟开关切换分别进行转换的方法。此外,MSP430FE42x还内置16位计时器,LCD驱动、14个I/O接脚、放盗电功能等。
    飞思卡尔半导体(Freescale)是智能电表MCU产品的代表厂商之一,其于2010年初面向中国国家电网对智能电表的标准推出了MZ60系列MCU。随后为满足市场需求,飞思卡尔继续扩大其新一代智能MCU阵容,推出定位全球计量市场的高度集成的单芯片方案,包括适用于单相电表和流量表应用的低功耗、经济高效的8位MC9S08GW6微控器,和面向计量应用的超低功耗LCD MCU—MC9S08LH64/36,同时大举提高针对智能计量表市场的MCF51EM 32位ColdFire V1系列产量,为迅速开发出符合不同要求的智能电表产品提供强大的专业技术支持。
    智能计量继续表现出强劲的增长态势。智能电网的普及为相关产业带来巨大的发展机遇,智能电表受到产业拉动;但伴随着对电表功能和性能需求的提高,成本压力也逐渐增大。飞思卡尔认为,智能电表对MCU的技术挑战主要有以下几点:系统成本、系统功耗、掉电和电表失效时的数据保存、防盗电、日趋复杂的电表设计对各种接口和通信模块的需求、更加严格的EMC/EMI需求、与传感器的接口、安全的现场升级能力等。另外从市场需求层面看,智能电表方案面临的最大挑战是成本,同时成本也是整个智能电网概念的最核心驱动力,其牵动了从电厂、传输,到最终端家庭用户的所有环节,因此也牵动了为这些环节提供方案的半导体厂商。

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