智能电网稳定发展,智能电表控制芯片是关键

2013-12-17 13:44:27来源: 互联网

智能电网涵盖的技术和涉及的产业非常广泛,它从概念走向实践带动了很多产业的发展,智能电表就是其中最早受益的市场之一。由于与用电消费直接相关,也是用户和电网公司之间的一个纽带,智能电表成为智能电网发展的排头兵。

  智能电表不同于传统电表之处在于它是双向实时通信,具有互动的特征,能够提供实时数据,为实施阶梯电价提供了可能。因此,智能电表在设计中强调了更强的信息处理、交互、计量和通信能力,在国家电网公司公布的智能电网标准中,对这些指标也都做出了详细的规定。 2009年10月,国家电网公司公布了智能电表新技术标准体系,由功能规范、技术规范、型式规范、安全认证规范4类12个技术标准构成。该标准体系对电表在计量、费控、通信、功耗乃至电子线路布线、外观等各方面都有详细的规定,且提出了较高的要求。

  智能电表的芯片涉及控制、计量、加密和通讯芯片(窄波通信),其中控制芯片是整个方案中的核心,负责计算资费、控制显示和通讯等最主要的功能。国内控制芯片现在主要由两大厂商占据绝大部分市场份额,最大的是瑞萨电子,大概占有70%以上的份额;另一家是国内的复旦微电子,大概占据20%左右的份额。这两家厂商的方案也代表了国内主流智能电表厂商的设计方案。

  复旦微电子FM3308控制芯片

  国内厂商复旦微电子推出了一组专门为国网单相智能电表而打造的FM33系列MCU芯片,以其中具有代表性的FM3308芯片为例,说明复旦微电子提供的智能电表解决方案。FM3308基于成熟的8051内核,下图是使用FM3308的国网单相智能电表解决方案。

  由于复旦微电子的FM3308芯片是专门为国网智能电表而量身定做的,将智能电表所需的各种功能如MCU内核、液晶驱动、实时时钟以及I2C、7816等各种接口都集成在芯片中,因此以FM3308为主控芯片的智能电表设计方案能充分利用芯片的硬件固有功能,最大限度地简化外围设计,在保证整体设计功能满足性能最优的同时,降低系统成本。

  芯片内置硬件实时时钟和液晶驱动电路,因此不需另外增加实时时钟芯片和液晶驱动芯片,这样可大大降低系统成本,简化外围电路设计

  MCU时钟由内部高频/低频振荡器提供,从而摒弃传统的外接晶体振荡器,可简化外围电路,提高可靠性。FM3308芯片内的高频(8MHz)振荡器精度可达8MHz±0.5%,完全满足电能表使用要求。3路硬件串行接口分别用于红外、485抄表和电力线载波通讯;2路7816接口用于ESAM和IC卡;I2C接口用于外接EEPROM存储芯片。

  瑞萨电子的R8C/Lx系列控制芯片

  瑞萨电子进入电表市场已经有十几年时间,在中国电表应用主控芯片市场占有最大的市场份额,并为客户提供完整的参考方案。

  瑞萨电子的R8C/Lx系列产品集成了看门狗,内部复位电路,内置液晶驱动,数据闪存等,不仅可以为客户节约零部件成本,也节约芯片可利用管脚数,使芯片能够得到最大程度的利用。

  瑞萨电子的R8C/L38产品使用3串口设计,使客户能够实现485通讯、红外和智能卡通讯;内置液晶驱动满足4*40段码的要求,将用电信息,电池信息,智能卡使用情况实时反映在显示终端;硬件SSC、I2C接口实现MCU和时钟芯片、计量芯片之间的通讯;大量的IO端口可以满足按键,开盖,继电器等需要。

  SoC方案未来可期

  以前由于国网规范的限制,现在智能电表SoC方案还无法在国内被采用,但是最新的规范在这方面未作限制,随着SoC方案的逐渐成熟,以及在国外部分市场的批量使用带来的示范效应,在国内电表产品成本压力日趋增大的情况之下,SoC方案会在未来2~3年内取得实质性的突破。

关键字:智能电网  控制芯片

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1217/article_21900.html
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