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绿色社会的关键在于半导体电路和系统级别优化:智能电网

作者:时间:2011-09-11来源:网络收藏
  作为智能电网的重要技术,有时需要高精度掌握电力品质的变化(比如,三相交流电压、电流及相位的变化),并高速传输控制信号。这时就要用到高精度A-D转换器IC以及可靠性较高的通信IC。美国美信集成产品(Maxim Integrated Products)便是一家原本就在此类IC方面具有优势并强化了智能电网用IC的企业。

  在各国政策的推动下,智能电表的导入量将大幅增加,美国宣布导入1亿5000万个,EU计划在2020年之前导入2亿5000万个,中国则在10年计划中提出了导入2亿6000万台的目标。如果各国按计划大量导入智能电表的话,必定用到有利于降低成本及缩小电表尺寸的IC。为了满足这种需求,美信推出了用A-D转换器“MAX11046”。

  IC的输入信号分辨率方面,要求A-D转换电路必须达到16bit的精度(图4)。市面上虽有几款IC可满足这一条件,但MAX11046具备与其他产品不同的特点,即输入通道数量多达8个(其他公司产品为6个),通过集成前端低噪声放大器,减少了外置部件,而且采用供应电压为+5V的单一电源,从而去掉了负电压电源。由此可将每通道的安装面积缩小到8mm2,只有其他公司产品的1/3,而且可将构成24通道电路的部件成本减少到其他公司产品的2/3~1/2左右。

  此外,美信还面向智能电网的电力供应及负载状态的通信用途,推出了支持10k~490kHz频率的通信IC“MAX2991”。调制方式采用OFDM,频率利用效率高于原来的S-FSK。传输3300Byte的信号时,S-FSK 1200需要56秒,S-FSK2400需要28秒,而OFDM只需4秒。可迅速掌握电网的情况,并及时进行控制。符合智能电网PLC标准“G3-PLC”的简易版,法国电力(EDF)集团已决定在ERDF中采用该产品。还可经由变压器进行通信。该公司称,G3-PLC的速度比同样采用OFDM的标准“Prime”还要快,而且误帧率(Frame Error Rate)小、可靠性高(图5)。该公司预定2010年秋季发布符合G3-PLC完整版的产品。(未完待续,记者:大久保 聪,河合 基伸)

绿色社会的关键在于半导体电路和系统级别优化:智能电网
图5:采用OFDM来实现可靠性较高的通信
对采用调制方法不同的通信(PLC)技术时,电力基站之间的数据通信品质进行了比较。无论是中电力网内的基站之间,中电力网的基站与低电力网的基站之间,还是低电力网的基站之间,都是调制方式采用OFDM的新标准“G3-PLC”速度最快,而且错误较少。该图根据美国美信的资料绘制而成。


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