在新型電力系統(tǒng)和綠色能源革命加速推進(jìn)的背景下，智能電表正從此前單純用于計(jì)量的數(shù)據(jù)收錄設(shè)備，向具備自動(dòng)感知、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸與人機(jī)交互等現(xiàn)代化功能的數(shù)字化終端快速演進(jìn)。

更高的計(jì)量精度、更強(qiáng)的通信能力及其更多元化的應(yīng)用功能，都對智能電表內(nèi)部的安全性、可靠性與抗干擾能力提出了更高的需求。

如上功能架構(gòu)示意圖所示，智能電表既通過采樣單元、計(jì)量模塊、電源模塊接入高壓電網(wǎng)，又通過RS485、紅外、載波等有線/無線接口與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其內(nèi)部強(qiáng)弱電共存，因此必須對通信線路進(jìn)行電氣隔離設(shè)計(jì)，以消除高壓竄入弱電回路的風(fēng)險(xiǎn)，提升設(shè)備穩(wěn)定性、系統(tǒng)安全性及數(shù)據(jù)傳輸可靠性。

智能電表的電氣隔離方案示意圖

通常情況下，硬件工程師會(huì)選擇采用數(shù)字隔離器來實(shí)現(xiàn)智能電表內(nèi)部高低壓之間的電氣隔離，并抑制浪涌沖擊、共模噪聲等干擾因素，從而避免數(shù)據(jù)失真、通信異常與器件損壞等現(xiàn)象的發(fā)生，確保其計(jì)量與通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

而一款具備高耐壓、高 CMTI（共模瞬變抗擾度）、高速率、低延遲、低功耗等特性的高性能數(shù)字隔離器，不僅能有效保障關(guān)鍵通信鏈路在強(qiáng)電磁環(huán)境下的信號完整性與時(shí)序一致性，提升系統(tǒng)抗干擾能力，還能在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的前提下，實(shí)現(xiàn)多通道高速數(shù)據(jù)的隔離傳輸，是新一代智能電表防干擾、馭高壓的硬核“搭檔”。

例如，華普微依托成熟Sub-GHz射頻芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)制造工藝所自主開發(fā)的一系列數(shù)字隔離器就是采用電容耦合技術(shù)路線，具備高隔離耐壓、高CMTI（共模瞬變抗擾度）、高速率、低延遲、低功耗及長期可靠性等優(yōu)勢的電氣安全之“芯”。

CMT812X、CMT804X、CMT826X是一系列具備不同通道數(shù)與方向配置的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器。

它們采用了創(chuàng)新性的芯片設(shè)計(jì)和布局，可以較低的功耗實(shí)現(xiàn)高電磁抗擾度和低輻射，可顯著增強(qiáng)器件電磁兼容性，滿足系統(tǒng)級ESD、EFT、浪涌和輻射方面的合規(guī)要求，尤其適合強(qiáng)弱電并存的智能電表系統(tǒng)。

CMT8308X是一系列集成了RS-485接口的隔離接口芯片。它們在單芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字隔離與物理層接口功能的高度集成，可直接構(gòu)建隔離型通信鏈路，有效抑制共模干擾與地電位差對總線信號的影響，避免高壓側(cè)異常電壓經(jīng)通信線路傳導(dǎo)至控制與外設(shè)端口。

在復(fù)雜電磁環(huán)境下，這些隔離接口芯片仍可保障差分信號的完整性與時(shí)序一致性，確保智能電表內(nèi)部計(jì)量單元、主控單元與通信模塊之間，以及電表與集中器、抄表終端等外部系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、可靠且安全。

審核編輯 黃宇