高集成度单相电表SoC是高精度电能测量解决方案的理想选择 解决方案, 江苏省, 江阴市, China, 中国

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第二十八届中国电工仪器仪表产业发展技术研讨暨展会于4月21日～22日在江苏省江阴市隆重举行。EDN China作为为数不多的专业媒体，受邀出席并见证了这一中国首屈一指的电表行业盛会。会议期间，Maxim Integrated公司能源方案产品线总监Gregory Guez先生接受了本刊的专访。
作为全球人口最多的国家， 目前中国的电表市场自然也是世界上最大的市场。“据说中国有200多家电表生产企业，而为国家电网提供电表的主要企业肯定超过30家。我们认为中国本地市场在2013年的电表生产量为600万只～650万只，在未来仍将以每年10%以上的速度增长。”Gregory Guez先生介绍说。

大会期间，Maxim Integrated 公司隆重推出了ZON M3单相电表SoC，目的是向中国设计工程师介绍与推广其高精度、低成本电表和固态表设计方案。Maxim Integrated能源方案产品线总监Gregory Guez先生表示：“ZON M3单相电表SoC可理想地用于家用电表市场，为电表、子表和固态表提供高精度、低BOM成本方案。”



图：ZON M3单相电表SoC。


ZON M3单相电表SoC(图)采用100引脚LQFP封装，集成了双32位处理器，用于高性能三相表计，带有256KB闪存(MAX71315)或128KB闪存(MAX71314预计将在今年第三季度上市)、12KB RAM，以及单周期32×32+64乘法器。用户处理器(MPU)为32位MAXQ30核。电表计算引擎(CE)为32位处理器，可根据电压和电流采样值计算计量参数。

优异的电表计量性能对于实现精确监测和计费至关重要

ZONM3 单相电表SoC 集成了4 路24位ADC，用于4路独立通道数据采集。5000:1动态范围下测量精度高达±0.1%，32位计算引擎(CE)对采集数据进行高精度处理。38kHz IR编码器/解码器的能力高达10MIPS(10MHz时)。具备两个远端ADC接口，支持电流变压器、罗氏线圈及分流电阻。CE提供四路脉冲输出用于计量的数字温度补偿，在45Hz～65Hz电网频率范围内采用相同校准，相位补偿(±10°)。

ZON M 3 单相电表SoC集成了红外(IR)编码器与解码器，避免了从电表获得测量数据通常所需的附加IR接收器模块。

该方案采用低功耗5ksps ADC，用于环境监测。与此同时，休眠耗流为1.75μA，当3.3V供电时，10MHz时钟工作模式下的典型功耗为12.5mA。这些指标都保证了极低的功耗性能表现。

高集成度设计有效降低方案成本，改善用户体验

不单在中国，随着全球范围内智能电表应用数量的急剧上升，成本也成为众多电表厂商的主要设计考虑因素。ZO N M 3 单相So C电表集成了触摸开关输入和IR通信接口，能有效改善用户体验、降低方案成本。它采用的多接口(SPI、I2C和4路USART)架构提高了设计灵活性，充足的闪存和RAM存储器支持较长的工作时间。

与此同时， 中国国家电力研究院(CEPRI) 要求室温及额定工作电压下的定时精度变化必须小于0.5s/天。因此，电表的实时时钟(RTC) 是另一个重要事项。“ ZONM3 单相电表SoC 集成温度补偿的RTC和数字温度传感器不仅可实现高精度温度补偿，该方案还减小了体积， 当然也节省了BOM 成本。”Gregory Guez先生解释道。

针对中国市场特性进行优化以满足相应的技术规范要求

在中国，中国国家电力研究院(CEPRI)是唯一能够为国网招标进行电表认证的机构。“由于ZON M3本身已经是一个很灵活的平台，所以很容易根据CEPRI的要求进行定制。”Gregory Guez先生这样认为。比如CEPRI强制要求在电表上安装两个开关传感器。机械式开关存在可靠性问题，要求将电表的外壳钻孔。ZON M3具有两个触摸传感器，代替已被淘汰的老式开关传感器，改善了用户体验。

此外针对中国市场特别关心的防窃电问题，ZON M3单相SoC电表还具备特有的防强磁干扰方式窃电和防电压移除线方式窃电功能。“其实不单是中国市场存在这一问题，其他一些发展中国家的潜在用户也同样密切关注这一技术特性。”Gregory Guez先生表示。但是由于中国国内的诸多规范要求与相对复杂繁琐的审批流程，再则SoC电表解决方案的市场在中国才刚刚兴起，Gregory Guez先生预测，中国电表制造厂商可能会以采用该方案的电表产品先在出口市场试水，等产品各方面都成熟以后再在大陆市场大面积推广。