配合智能電表趨勢的安森美半導體PLC技術及解決方案
當今很多國家都已采用或即將部署智能電表系統,并采用自動遠程集抄方式。目前備受關注的是法國ERDF的Linky電表項目。歐盟較大的電力配電網運營商、法國電力集團(EDF)的子公司——法國電網輸送公司(ERDF)已經啟動了一個涉及總數目3,500萬只電表的項目。從2012年至2017年,該項目將把法國國內的傳統電表統一更換成新型的Linky智能電表。這類智能電表通信采用了擴頻的頻移鍵控(S-FSK)電力線載波(PLC)技術。
安森美半導體在電表領域積累了十多年的豐富經驗,為這一重要且快速增長的智能電表市場提供通用及穩定的方案,包括較新推出的PLC調制解調器系統級芯片(SoC),可廣泛用于智能電表、遠程控制/家居顯示屏(IHD)、太陽能逆變器、智能插座及智能街道照明等應用。
安森美半導體的PLC調制解調器技術特點及優勢
安森美半導體在電力線載波調制解調器領域擁有10年的在傳統及分體式電表抄表的應用及400多萬片量產驗證經驗。此前先后推出了AMIS-30585和AMIS-49587 PLC S-FSK調制解調器方案,這兩款均支持采用24 MHz時鐘的ARM7TDMi內核,支持的載波速率分別為1,200bps和2,400bps,支持歐洲電工標準化委員會(CENELEC)頻段,分別是A(9--95 kHz)和A,B(9-125kHz)頻段。
以AMIS-49587 PLC調制解調器為例,它提供高集成度、符合IEC6
AMIS-49587是一體式方案,支持PLC現場部署要求的3種不同模式:MASTER (集中器)、SLAVE (電表)和SPY (給測試人員的原始數據)。本地微控制器(MCU)至PLC調制解調器進行串行通信,它是半雙工,標準不歸零(NRZ)格式,8個數據位1個停止位,可設定波特率(4,800、9,600、19,200和38,400波特)、3.3 V額定供電電壓(通信引腳電平容限為5 V)。
這種PLC調制解調器具有許多優勢。例如,片上實現物理層(PHY)和媒體訪問控制器(MAC)層,重點在于應用層能在不到一個季度的時間內開發出全套互操作PLC方案,因此方案更安全、上市速度更快。此外,安森美半導體在此領域積累的現場10年、400萬片量產驗證了該方案的可靠性。同時,自動應用可信值/中繼提供了通信可靠性的保證。由于包含16位分辨率的模擬前端,它也具有極優的噪聲免疫性,免受不同類型噪聲影響。
這種PLC調制解調器的優勢包括:組網方式靈活,方便維護;采用易用/藉串行接口配置;同時兼容單相和多相;該方案比基于數字信號處理器(DSP)的方案能耗更低。
圖1:PLC調制解調器AMIS-49587及PLC線路驅動器NCS5650應用電路圖
圖(1)中方案的核心是PLC 調制解調器,AMIS-49587。為了增大發送信號功率Line Driver NCS5650把信號濾波放大后,通過變壓器將S-FSK信號耦合到到電網上。NCS5650的電流驅動能力高達
FSK的接收是將變壓器耦合過來的信號經過49587內部運放組成的濾波器進行高通濾波,濾除50Hz信號后,再在內部進行FSK解調,以還原成數字信號。IEC 6
安森美半導體較新多載波PLC調制解調器NCN49597概覽
NCN49597是安森美半導體新系列PLC調制解調器的較新產品,集成了低功耗32位ARM Cortex M0處理器及高精度模擬前端,可以支持多種協議。該器件基于雙4,800波特擴頻型頻移鍵控通道技術,優化了能效和性能,同時提供極佳的強固性及可靠性,使其能在較嚴格的環境下工作。
NCN49597完全符合現行的IEC6
NCN49597支持多種協議,符合歐洲電工標準化委員會(CENELEC) A至D(9-148.5kHz)頻段的可編程載波頻率,速度更高,更穩定。這器件能夠采用50 Hz或60 Hz的交流(AC)電壓及直流(DC)電壓工作,增大了其應用范圍。它可以直接驅動LCD液晶屏,具有更高信噪比和更寬的載波頻段。NCN49597多載波技術采用并行的兩個S-FSK載波通道,每個通道都有兩組載波,波特率可達4800 bps;每個通道內的載波可以互相穿插。
安森美半導體PLC調制解調器技術支持
安森美半導體為PLC調制解調器提供全面的技術支持。評估套件AMIS-49587EVK包含2個PLC調制解調器,用于客戶端與服務器之間配置通信;套件包含的開源圖形用戶界面(GUI)可用于配置端到端通信。軟件支持的PC工具包括可以用來測試和評估載波通信的PLC終端工具;工具使用C#開發,有可以在Linux平臺上運行的版本。為了提高客戶的開發速度,安森美半導體還提供PLC模塊系統(圖2)和PLC模塊產品(圖3)。
圖2:PLC模塊系統圖
圖3:PLC模塊
結論
安森美半導體服務于PLC智能電表領域已有十多年的經驗,先后推出了AMIS-30585和AMIS-49587等經過驗證的PLC調制解調器產品及NCS5650 PLC線路驅動器,這些產品具有先進的技術特點及應用優勢。安森美半導體較新推出的NCN49597 PLC調制解調器系統級芯片(SoC),使用了諸如ARM Cortex等經證明的技術,使得應用方案既沒有風險且簡便易用,是智能電表等應用的理想選擇。安森美半導體同時提供包括評估套件、軟件、PLC模塊系統及PLC模塊產品等在內的技術支持,幫助客戶加快產品開發及上市進程。
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