智能电网以集成、高速双向通信网络为基础，旨在利用先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法和先进的决策支持系统技术，实现电网可靠、安全、经济、高效、环保、使用安全的高效运行。本文将讨论智能电网和智能电表市场，并介绍安森美半导体的智能电网和智能电表解决方案，作为绿色电子产品的主要高性能和高效硅解决方案供应商。
智能电网和智能电表市场的快速发展
在绿色节能意识的推动下，以智能电表为核心的智能电网已成为世界各国竞争发展的关键领域。智能电网的发展也能使公用事业单位和用户受益。例如，智能电网可以帮助电力机构减少运营费用，减少窃电，优化运营，立即响应用户需求。由于网络计量节约成本，帮助实现家庭自动化，用户也有机会享受更灵活的定价。此外，智能电网的发展还面临着控制放松、加剧竞争、各种无线标准等其他有利因素(ZigBee、PLC、Wi-Fi、WiMax争相蜂窝移动通信等。
在这些有利因素的推动下，智能电网的发展前景以智能电表为例，预计全球出货量将从2008年的数百万部增长到2014年的5万部左右，年复合增长率(CAGR)高达48%。从技术趋势来看，未来将超越双向实时通信、开放平台/模块化服务。系统集成也将是未来的重要趋势，预计将更新插电式混合动力汽车(PHEV)家庭自动化将集成到智能电网系统中。智能电表也将超越先进的计量系统(AMI)，未来将成为家庭区域网络(HAN)构成部分。
基于安森美半导体AMIS-49587和NCS5650智能电表解决方案
中低压交流配电线也可作为数据通信的传输介质。电力线载波 (PLC) 通信技术是通过载波在配电线上高速传输模拟或数字信号的技术。使用现有的电力配电网络进行通信不需要重新布线，信号不会通过建筑墙衰减和屏蔽，成本更低，使该技术在电表自动抄表系统、照明控制等领域受到青睐。
安森美半导体开发/中压电力线数据通信开发扩频移频键控(S-FSK) PLC调制解调器(Modem)——AMIS-49587。它是一个高集成度，符合要求IEC61334低功率标准PLC该方案适用于智能电网自动读表和管理、街道照明控制、智能电源插头(power plug)建筑物自动化等。这是安森美半导体的早期阶段AMIS-30585后发展到第二代PLC调制解调器产品的核心是32位ARM处理器完成物理层和MAC层层处理，操作S-FSK调制解调算法，同时管理和外部MCU的通信。该装置包含所有内容S-FSK信号处理、MCU模拟和数字部分，如接口管理。AMIS-49587支持先进的计量系统(AMI)，支持远程读表、断开开关连接和负载控制，用于公用事业机构与电表之间的双向通信。目前，全球26.5亿部电表中约8%是自动化电表，因此AMIS-支持智能电表应用的49587调制解调器芯片具有广阔的应用前景。
AMIS-49587是采用S-FSK窄带调制方法及精确滤波PLC收发器可实现长距离电力线和2、4000强固低数据率通信 bps半双工可调速通信。不到20 kHz低工作频率和自动中继器(repeater)使通信更可靠，通信误差低于现有方案。该设备是工业现场唯一一个成功应用验证8年以上的设备。
AMIS-49587利用安森美半导体的混合信号技术，将模拟调制解调器前端和数字后处理功能集成到集成电路中。作为PLC收发器除了完成物理层S-FSK除了收发、调制和解调信号外，还包括媒体访问控制器(MAC)子层的处理使设计师无需涉及PHY和MAC协议传输细节将更多的精力集中在应用层的开发上，而大多数竞争方案需要复杂的嵌入式软件来执行和执行AMIS-功能相同的49587。
通过AMIS-逻辑链路层层49587(LLC Layer)自动添加数据包交换、底部帧头、帧验证等。这大大降低了客户软件开发的工作量，简化了设计，降低了开发和应用成本，加快了上市过程。这些优势使AMIS-49587已经完全满足智能电网技术的要求PLC核心通信设备。
此外，安森美半导体也是智能电表PLC线路驱动应用推出高效率A/B类低失真线路驱动器——NCS5650。该装置的电源电压(VCC)为单端6至12 V或双平衡±3.0至6.0 V。NCS5650的设计经过优化，接收PLC调制解调器输送的信号，输出段设计为高达2 A电流通过隔离变压器或简单线圈耦合到交流主电源。
NCS5650符合PLC线路驱动的应用要求提供了重要的应用优势。这个设备针对欧洲电工标准化委员会(CENELEC)用于智能电表A、B、C与D频段优化，符合EN-50065规范可用于直接耦合或按1:1、2:1变压比耦合。NCS5650独特的2 A在阻抗很低的电力线时，驱动能力有效通信。
NCS5650在电气性能上也有很大的优势。两级运算放大可实现700 kHz谐波失真也很低，只有0.015 % @ 1 kHz。该装置的功耗也很低，轨到轨压差仅为0.5 V，静态电流仅为20 mA，关闭模式下的电流仅为150 μA。
图1是采用AMIS-49587的PLC解决方案框图。PLC Modem、AMIS-49587驱动放大器NCS由5650和耦合变压器组成。
