與機(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(diào)校配置以及隨時(shí)能夠增加新功能等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為全球電能表的發(fā)展趨勢。隨著中國電力網(wǎng)現(xiàn)代化繼續(xù)推進(jìn)，以及提高精度和自動抄表等功能的推動，預(yù)計(jì)中國電子電表市場將繼續(xù)高速增長。在最近北京舉辦的亞太區(qū)國際計(jì)量展覽會上，ADI和意法半導(dǎo)體(ST)等國際半導(dǎo)體廠商展示了為中國電表計(jì)量市場量身定制的高性價(jià)比方案，包括計(jì)量芯片和自動抄表系統(tǒng)(AMR)解決方案。
作為電能計(jì)量IC的領(lǐng)導(dǎo)廠商，ADI最新推出了三款三相電能計(jì)量芯片ADE7752A、ADE7752B和ADE7762，它們利用脈沖輸出直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器，或者驅(qū)動液晶顯示電表中的MCU。ADE7752A和ADE7752B與此前推出的ADE7752引腳兼容，同樣僅計(jì)量瓦特，但是它們僅需40mW功耗，功耗降低了30%。像ADI公司電能計(jì)量(ADE)系列其它產(chǎn)品一樣，ADE7752A，ADE7752B和ADE7762提供高精度有功功率測量，在500:1電流動態(tài)范圍內(nèi)，具有小于0.1%的增益誤差。ADE7752A和ADE7752B采用24引腳SOIC封裝，ADE7762采用28引腳SOIC封裝。ADE7762有4個(gè)附加的引腳可用于電能質(zhì)量監(jiān)測，從而允許電能表用來分別指示各相是否存在反相和缺相以及相序錯(cuò)。
加上此次推出的3款三相芯片，ADI目前提供6款三相和12款單相電能計(jì)量芯片，進(jìn)一步鞏固了其在電能計(jì)量IC市場的地位，ADI宣稱目前全球已有1.2億多塊電能表采用了其ADE解決方案。ADI電能計(jì)量部高級產(chǎn)品經(jīng)理Mark Strzegowski表示，在中國民用電力網(wǎng)現(xiàn)代化(單相)階段，適合簡單的千瓦特小時(shí)電能表的ADE7755及ADE7757滿足了中國市場單相表需求，目前中國處于第二階段，即工業(yè)電力網(wǎng)現(xiàn)代化(三相)，為此ADI公司在廣泛使用的ADE7752基礎(chǔ)上擴(kuò)展三相IC，推出了這三款產(chǎn)品。
但ST并不同意這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為單相電表仍在中國占主導(dǎo)地位。ST的人士表示：“在中國電表市場中，單相電子電表占有大約90%市場份額，而三相電子式電表只占大約10%的市場份額?！睘榇?，ST仍主推單相計(jì)量IC，而單芯片三相計(jì)量IC正在開發(fā)中。對于三相電表，ST目前采用3片功能強(qiáng)大的單相芯片STPM01來實(shí)現(xiàn)，ST已有完整的三相電子電表解決方案包括：3xSTPM01+MCU(STR71x)+RTC(M41ST87)+PLM(ST7538 P)+SMPS Power Supply(VIPer12A)。
不過，ST針對中國中低端電表市場推出的STPM1X系列單相計(jì)量IC顯然是借鑒了ADE7755的成功經(jīng)驗(yàn)。與當(dāng)初主要面向歐洲市場的“全能型”的STPM01相比，STPM1X系列去除了無功電能、視在電能、電流/電壓有效值、電流/電壓即時(shí)值、電壓過零點(diǎn)脈沖輸出和電網(wǎng)頻率值等中低端市場不需要的功能因而其價(jià)格更具競爭力。ST展臺的一位工作人員表示，STPM01方案的成本較ADE7755要高，而STPM1X較ADE7755要低。STPM1X完全符合IEC62052-11和IEC62053-2X規(guī)范，繼承了STPM01精度高(誤差小于0.1%)、功耗低、可靠性高等特點(diǎn)，與STPM01封裝完全一致且管腳完全兼容(TSSOP20封裝)，可計(jì)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(nèi)置防篡改功能的56bit OTP供配置電表參數(shù)使用，從而可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)數(shù)字式快速校表，不僅節(jié)省了電表對外部存儲器件的需求，而且大大縮短用戶的生產(chǎn)周期。STPM1X還具有負(fù)功率，無負(fù)載及竊電指示引腳。
盡管中國電表IC芯片市場競爭激烈，但ST指出：“進(jìn)入中國電表市場是我們重要的戰(zhàn)略目標(biāo)”。ST強(qiáng)調(diào)，其優(yōu)勢在于齊全的產(chǎn)品線，從計(jì)量芯片到MCU，從實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片到存儲器，從應(yīng)用于遠(yuǎn)程抄表的電力線調(diào)制解調(diào)器到電源解決方案，以及標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件和功率半導(dǎo)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還表示：“我們也愿意與中國客戶合作，為他們定制專用芯片?！?nbsp;
除了電子電表將取代機(jī)械電表外，電表市場的另一大發(fā)展趨勢就是自動抄表/集抄系統(tǒng)(AMR)系統(tǒng)日益流行，其中電力線通信(PLC)是最有可能成為主導(dǎo)的技術(shù)，本次展會上，ADI、ST和瑞薩科技都展示了PLC抄表解決方案。
AMR方面有很多技術(shù)可用，例如短距離無線(RF)、紅外(IR)、RS485、GSM/GPRS、PLC和基于TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)/有線電視網(wǎng)絡(luò)等。ST認(rèn)為：“在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，集抄系統(tǒng)將是幾種技術(shù)方案的集成組合。其可能的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為，用戶到智能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?！?
ST表示，GSM/GPRS和互聯(lián)網(wǎng)是成熟的技術(shù)，但是對電力公司而言，它涉及到第三方的介入，成本核算較高。而國內(nèi)城市中樓宇建筑的密度、排列，及空間距離的復(fù)雜性可能影響RF技術(shù)的推廣實(shí)用。而IR技術(shù)由于其有限的傳輸距離，抄表器與電表之間不能有障礙物，且需人工介入抄表，這些因素決定了其實(shí)用的局限性。
ST最看好的是PLC技術(shù)。ST解釋說：“PLC在集抄方案中的應(yīng)用已有幾十年的歷史，在歐美等地區(qū)使用效果非常好。電力載波最大的優(yōu)勢就是可以利用無所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)作為一種通信媒介，這是世界上分布范圍最廣的、最現(xiàn)成的通信資源，由電力公司自己所有。并且構(gòu)建抄表系統(tǒng)簡潔，成本低廉，如果技術(shù)成熟，將是電表抄表系統(tǒng)的最佳通信資源。”但ST也指出，PLC可實(shí)現(xiàn)以配電變壓器為單位的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸，最大的障礙之一是其通信的可靠性。由于中國電網(wǎng)質(zhì)量的特殊性，PLC在中國還沒有大規(guī)模的使用，但是隨著技術(shù)的完善，具有良好抗干擾能力及很強(qiáng)糾錯(cuò)能力的電力載波調(diào)制解調(diào)器將會為集抄系統(tǒng)帶來光明的前景。
ST針對AMR市場早在1989年就推出了ST7536，并在2002年推出了調(diào)制解調(diào)芯片ST7538P。此次展會上ST展示了剛剛發(fā)布的一款載波芯片ST7540，不久就會在市場上大范圍推廣。ST7540采用半雙工FSK調(diào)制收發(fā)器，具有8個(gè)可編程載波頻率段，傳輸速率從600~4800BPS，內(nèi)部集成5V/3.3V線性整流器，看門狗，接收方式下功耗只有3.5mA，接收器靈敏度可達(dá)0.25mVRMS，采用4.4×8.7×1mm的TSSOP28封裝。
ST表示，隨著具有多功能、復(fù)費(fèi)率及集抄功能的電表越來越受到市場的青睞，電表計(jì)量IC的發(fā)展方向包括：1.諧波能量的計(jì)量；2.無功電能的計(jì)量；3.防竊電功能；4.快速數(shù)字式校表；5.低功耗；6.集成MCU、RTC、計(jì)量專用IC、LCD驅(qū)動和帶溫度傳感器等功能的單芯片SoP(System on Package)解決方案。未來進(jìn)一步可將用于電力線通信的PLM、用于預(yù)付費(fèi)功能的智能卡驅(qū)動接口集成一體，真正達(dá)到一顆芯片實(shí)現(xiàn)一塊電表的目標(biāo)。
作為電能計(jì)量IC的領(lǐng)導(dǎo)廠商，ADI最新推出了三款三相電能計(jì)量芯片ADE7752A、ADE7752B和ADE7762，它們利用脈沖輸出直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)計(jì)度器，或者驅(qū)動液晶顯示電表中的MCU。ADE7752A和ADE7752B與此前推出的ADE7752引腳兼容，同樣僅計(jì)量瓦特，但是它們僅需40mW功耗，功耗降低了30%。像ADI公司電能計(jì)量(ADE)系列其它產(chǎn)品一樣，ADE7752A，ADE7752B和ADE7762提供高精度有功功率測量，在500:1電流動態(tài)范圍內(nèi)，具有小于0.1%的增益誤差。ADE7752A和ADE7752B采用24引腳SOIC封裝，ADE7762采用28引腳SOIC封裝。ADE7762有4個(gè)附加的引腳可用于電能質(zhì)量監(jiān)測，從而允許電能表用來分別指示各相是否存在反相和缺相以及相序錯(cuò)。
加上此次推出的3款三相芯片，ADI目前提供6款三相和12款單相電能計(jì)量芯片，進(jìn)一步鞏固了其在電能計(jì)量IC市場的地位，ADI宣稱目前全球已有1.2億多塊電能表采用了其ADE解決方案。ADI電能計(jì)量部高級產(chǎn)品經(jīng)理Mark Strzegowski表示，在中國民用電力網(wǎng)現(xiàn)代化(單相)階段，適合簡單的千瓦特小時(shí)電能表的ADE7755及ADE7757滿足了中國市場單相表需求，目前中國處于第二階段，即工業(yè)電力網(wǎng)現(xiàn)代化(三相)，為此ADI公司在廣泛使用的ADE7752基礎(chǔ)上擴(kuò)展三相IC，推出了這三款產(chǎn)品。
但ST并不同意這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為單相電表仍在中國占主導(dǎo)地位。ST的人士表示：“在中國電表市場中，單相電子電表占有大約90%市場份額，而三相電子式電表只占大約10%的市場份額?！睘榇?，ST仍主推單相計(jì)量IC，而單芯片三相計(jì)量IC正在開發(fā)中。對于三相電表，ST目前采用3片功能強(qiáng)大的單相芯片STPM01來實(shí)現(xiàn)，ST已有完整的三相電子電表解決方案包括：3xSTPM01+MCU(STR71x)+RTC(M41ST87)+PLM(ST7538 P)+SMPS Power Supply(VIPer12A)。
不過，ST針對中國中低端電表市場推出的STPM1X系列單相計(jì)量IC顯然是借鑒了ADE7755的成功經(jīng)驗(yàn)。與當(dāng)初主要面向歐洲市場的“全能型”的STPM01相比，STPM1X系列去除了無功電能、視在電能、電流/電壓有效值、電流/電壓即時(shí)值、電壓過零點(diǎn)脈沖輸出和電網(wǎng)頻率值等中低端市場不需要的功能因而其價(jià)格更具競爭力。ST展臺的一位工作人員表示，STPM01方案的成本較ADE7755要高，而STPM1X較ADE7755要低。STPM1X完全符合IEC62052-11和IEC62053-2X規(guī)范，繼承了STPM01精度高(誤差小于0.1%)、功耗低、可靠性高等特點(diǎn)，與STPM01封裝完全一致且管腳完全兼容(TSSOP20封裝)，可計(jì)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(nèi)置防篡改功能的56bit OTP供配置電表參數(shù)使用，從而可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)數(shù)字式快速校表，不僅節(jié)省了電表對外部存儲器件的需求，而且大大縮短用戶的生產(chǎn)周期。STPM1X還具有負(fù)功率，無負(fù)載及竊電指示引腳。
盡管中國電表IC芯片市場競爭激烈，但ST指出：“進(jìn)入中國電表市場是我們重要的戰(zhàn)略目標(biāo)”。ST強(qiáng)調(diào)，其優(yōu)勢在于齊全的產(chǎn)品線，從計(jì)量芯片到MCU，從實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片到存儲器，從應(yīng)用于遠(yuǎn)程抄表的電力線調(diào)制解調(diào)器到電源解決方案，以及標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件和功率半導(dǎo)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還表示：“我們也愿意與中國客戶合作，為他們定制專用芯片?！?nbsp;
除了電子電表將取代機(jī)械電表外，電表市場的另一大發(fā)展趨勢就是自動抄表/集抄系統(tǒng)(AMR)系統(tǒng)日益流行，其中電力線通信(PLC)是最有可能成為主導(dǎo)的技術(shù)，本次展會上，ADI、ST和瑞薩科技都展示了PLC抄表解決方案。
AMR方面有很多技術(shù)可用，例如短距離無線(RF)、紅外(IR)、RS485、GSM/GPRS、PLC和基于TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)/有線電視網(wǎng)絡(luò)等。ST認(rèn)為：“在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，集抄系統(tǒng)將是幾種技術(shù)方案的集成組合。其可能的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為，用戶到智能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?！?
ST表示，GSM/GPRS和互聯(lián)網(wǎng)是成熟的技術(shù)，但是對電力公司而言，它涉及到第三方的介入，成本核算較高。而國內(nèi)城市中樓宇建筑的密度、排列，及空間距離的復(fù)雜性可能影響RF技術(shù)的推廣實(shí)用。而IR技術(shù)由于其有限的傳輸距離，抄表器與電表之間不能有障礙物，且需人工介入抄表，這些因素決定了其實(shí)用的局限性。
ST最看好的是PLC技術(shù)。ST解釋說：“PLC在集抄方案中的應(yīng)用已有幾十年的歷史，在歐美等地區(qū)使用效果非常好。電力載波最大的優(yōu)勢就是可以利用無所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)作為一種通信媒介，這是世界上分布范圍最廣的、最現(xiàn)成的通信資源，由電力公司自己所有。并且構(gòu)建抄表系統(tǒng)簡潔，成本低廉，如果技術(shù)成熟，將是電表抄表系統(tǒng)的最佳通信資源。”但ST也指出，PLC可實(shí)現(xiàn)以配電變壓器為單位的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸，最大的障礙之一是其通信的可靠性。由于中國電網(wǎng)質(zhì)量的特殊性，PLC在中國還沒有大規(guī)模的使用，但是隨著技術(shù)的完善，具有良好抗干擾能力及很強(qiáng)糾錯(cuò)能力的電力載波調(diào)制解調(diào)器將會為集抄系統(tǒng)帶來光明的前景。
ST針對AMR市場早在1989年就推出了ST7536，并在2002年推出了調(diào)制解調(diào)芯片ST7538P。此次展會上ST展示了剛剛發(fā)布的一款載波芯片ST7540，不久就會在市場上大范圍推廣。ST7540采用半雙工FSK調(diào)制收發(fā)器，具有8個(gè)可編程載波頻率段，傳輸速率從600~4800BPS，內(nèi)部集成5V/3.3V線性整流器，看門狗，接收方式下功耗只有3.5mA，接收器靈敏度可達(dá)0.25mVRMS，采用4.4×8.7×1mm的TSSOP28封裝。
ST表示，隨著具有多功能、復(fù)費(fèi)率及集抄功能的電表越來越受到市場的青睞，電表計(jì)量IC的發(fā)展方向包括：1.諧波能量的計(jì)量；2.無功電能的計(jì)量；3.防竊電功能；4.快速數(shù)字式校表；5.低功耗；6.集成MCU、RTC、計(jì)量專用IC、LCD驅(qū)動和帶溫度傳感器等功能的單芯片SoP(System on Package)解決方案。未來進(jìn)一步可將用于電力線通信的PLM、用于預(yù)付費(fèi)功能的智能卡驅(qū)動接口集成一體，真正達(dá)到一顆芯片實(shí)現(xiàn)一塊電表的目標(biāo)。
