智能電表的數(shù)據(jù)保護(hù)

　　智能電表使用最新的集成電路（IC）技術(shù)進(jìn)行精確測(cè)量并報(bào)告消耗的電量，智能電表比機(jī)電式電表復(fù)雜，但更加注重測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性，這會(huì)直接影響公共事業(yè)供應(yīng)商的結(jié)算收入。在智能電表設(shè)計(jì)中確保數(shù)據(jù)完整性的最有效的解決辦法之一就是使用最先進(jìn)的數(shù)字隔離技術(shù)。

　　智能電表使用電流隔離來保護(hù)內(nèi)部低壓集成電路，也使工作人員避免暴露在高壓電線下。在有線計(jì)量應(yīng)用中，比如高密度部署的住宅區(qū)，隔離器也可用于隔離控制器和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線，如圖3所示。

　
　圖3 具有數(shù)字通信總線的智能電表

　　其他子系統(tǒng)，特別是那些暴露于高電壓下的部分，也必須進(jìn)行隔離電路。例如，需要在智能電表控制器IC和電源線通信（PLC）調(diào)制解調(diào)器之間進(jìn)行電流隔離。這些系統(tǒng)中信號(hào)隔離可以采用多種方式實(shí)現(xiàn)。

　　光耦合器常用于智能電表中的信號(hào)隔離，但它們的使用面臨著設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，其主要缺點(diǎn)是受到光耦合器的共模瞬變免疫能力（CMTI）的限制。 CMTI是一個(gè)隔離能力的度量，代表在隔離柵輸入和輸出兩側(cè)抑制快速瞬態(tài)噪聲信號(hào)的能力。由于光隔離器的物理結(jié)構(gòu)所致，它們往往有較高的寄生輸入輸出電容（一般在pF量級(jí)）。高的內(nèi)部寄生耦合電容導(dǎo)致CMTI性能變差。光耦合器供應(yīng)商通常建議客戶，在光耦合器打開時(shí)需要過量驅(qū)動(dòng)光耦合器LED燈來提高抗噪聲能力，反之在光耦合器關(guān)閉時(shí)要反向偏置LED燈。這些措施增加了光耦合器的CMTI，但同時(shí)也降低了器件壽命，影響了系統(tǒng)可靠性，增加了維護(hù)成本。