智能電網(wǎng)市場趨勢及安森美半導(dǎo)體智能電表解決方案

　　通過AMIS-49587進(jìn)行邏輯鏈路層(LLC Layer)數(shù)據(jù)包的交換，底層的幀頭、幀校驗等都會自動添加。這在很大程度上減少了客戶軟件開發(fā)工作量，簡化了設(shè)計，降低了開發(fā)及應(yīng)用成本，并加速上市進(jìn)程。這些優(yōu)勢使AMIS-49587成為完全滿足智能電網(wǎng)技術(shù)要求的PLC通信核心器件。

　　此外，安森美半導(dǎo)體也為智能電表PLC線路驅(qū)動應(yīng)用推出一款高能效的A/B類低失真線路驅(qū)動器——NCS5650。這器件的電源電壓(VCC)為單端6至12 V或雙平衡±3.0至6.0 V。NCS5650的設(shè)計經(jīng)過了優(yōu)化，接收PLC調(diào)制解調(diào)器輸送的信號，輸出段設(shè)計成能夠驅(qū)動高達(dá)2 A的電流，經(jīng)隔離變壓器或簡單的線圈耦合至交流主電源。

　　NCS5650符合PLC線路驅(qū)動器的應(yīng)用要求，提供重要的應(yīng)用優(yōu)勢。如這器件針對歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(CENELEC)用于智能電表的A、B、C和D頻段進(jìn)行了優(yōu)化，符合EN-50065規(guī)范，可用于直接耦合或按1：1、2：1變壓比耦合。NCS5650獨特的2 A驅(qū)動能力確保在很低電力線阻抗時也可保持有效的通信。

　　NCS5650在電氣性能上也頗具優(yōu)勢。兩級運算放大可以實現(xiàn)700 kHz的全功率帶寬，諧波失真也很低，僅為0.015 % @ 1 kHz。這器件的功耗也很低，軌到軌壓差僅為0.5 V，靜態(tài)電流僅為20 mA，關(guān)斷模式下的電流僅為150 µA。

　　圖1是采用AMIS-49587的PLC解決方案框圖。該方案主要由PLC Modem、AMIS-49587、驅(qū)動放大器NCS5650及耦合變壓器組成。

圖1：采用AMIS-49587和NCS5650的PLC解決方案

　　圖中紅色箭頭為PLC信號的發(fā)送路徑。AMIS-49587調(diào)制出的S-FSK信號由NCS5650放大后經(jīng)變壓器耦合到電力線上。變壓器實現(xiàn)電壓變換和阻抗匹配，也可用于強弱電的隔離。NCS5650除了信號功率放大外，其兩級運放結(jié)構(gòu)還組成了衰減特性很陡的4階低通濾波器。在對電力線接入設(shè)備有嚴(yán)格限制的歐洲，只有增加類似的濾波器，才能保證系統(tǒng)對電力線的高頻干擾注入滿足EN 50065規(guī)范的要求。

　　藍(lán)色箭頭表示接收路徑。變壓器從電力線耦合過來的信號經(jīng)AMIS-49587內(nèi)置放大器構(gòu)成的低通濾波器由內(nèi)部ARM進(jìn)行FSK解調(diào)分析。圖中黑色箭頭是50 Hz的過零檢測信號引腳。系統(tǒng)依靠這個信號進(jìn)行同步定時。圖中藍(lán)色虛線內(nèi)是電表內(nèi)的應(yīng)用處理器，負(fù)責(zé)應(yīng)用層處理通信及計量。

　　該方案的供電十分簡單：一路12V電源為線路放大器供電，用于驅(qū)動PLC信號耦合變壓器;一路3.3V電源給AMIS-49587供電。