飞思卡尔（Freescale）智能电能表解决方案大比拼

中心议题：
    *  飞思卡尔电能表计解决方案

如今，智能城市、智能电网、智能交通、智能手机、……，“智能“深入了人们生活的方方面面。倡导“绿色”和“连接智能”的飞思卡尔（Freescale），在智能能源方面提供了全面的解决方案。现在的电能表有多种发展方向，首先，电表越来越从成本上优化，因为你将来要进入千家万户，价格要被消费者接受；其次，要有很宽泛的选择，例如有不同的通讯方式；再者，要符合业内的标准；集成一些模拟技术；还有最低的功耗。

飞思卡尔提供节能的8位和32位微控制器（MCU）解决方案，用以实现电力、煤气、水、热量等方面的智能计量系统智能计量产品，例如MCF51EM256，有片内高精度的ADC，以及一系列的支持功能，让产品以最少外部元件提供安全性和精确性。MZ系列微控制器是为中国智能电网的新标准定制的。

MZ系列微控制器集成了模-数转换器（ADC）、定时器、多达69个通用输入/输出端口（GPIO）以及多种通信接口，以便提高系统的精度和降低系统成本。

极低功耗产品，如MC9S08LL16和MC9S08GW64，是流量计的理想选择，因为他们消耗很少的电量，确保了极长的电池寿命（15年以上）。

图1 可用的计量表参考设计

图2 用于计量表的飞思卡尔控制器

低端电子式单相电表

低端电子仪表依靠微控制器来测量、处理、记录、显示和保护测量数据。通常，这些仪表使用一个独立的模拟前端来调节和测量输电线上的所有电能。一旦测量完成时，这个微控制器存储所读取的数据并更新断码液晶显示器。

图3 低端电子类电表功能方框图


方案优点:

RS08KA,一个集成ADC，具成本效益的微控制器

RS08LA,一个带LCD驱动器的，具成本效益的微控制器

S08LG，一个带LCD驱动器，支持多达296段码的，具成本效益的微控制器

S08LL，一个带LCD控制器的，超低功耗微控制器，用于延长电池寿命的应用

S08QE，一个高度集成的、管脚兼容的、8位和32位微控制器

中端电子式预付费电表

中端预付费电子仪表依靠微控制器来测量，处理、记录、显示和保护数据。当测量时，这个单片机存储所读到的数据，检查和更新客户当前余额，并将余额信息显示在断码液晶显示屏上。预付费电能表有一个特殊的支付模块，允许客户购买额外的电。

图4 中端电子式预付费电表功能方框图


方案优点：

S08GW是一款有2个ADC 、防篡改检测和LCD控制器的、集成微控制器

S08LG是一款带LCD驱动器，支持多达296段码的5V集成微控制器

S08LL，一个带LCD控制器的，超低功耗微控制器，用于延长电池寿命的应用

S08QE，一个高度集成的、管脚兼容的、8位和32位微控制器

MC13202，完整的数据包调制解调器执行802.15.4的应用

MC13224，单封装平台，只需要外部天线来实现的Zigbee应用

电子式单相电表（集成电子式）

集成电子仪表采用高度集成的微控制器解决方案减少了该系统中所使用芯片数量。这些微控制器常常测量功率、处理测量数据，直接驱动LCD显示器和处理先进计量基础设施（AMI）的网络通信。

图5 电子式单相电表（集成电子式）功能方框图


方案优点：

S08LL，一个带LCD控制器的，超低功耗微控制器，用于延长电池寿命的应用

S08GW是一款有2个ADC 、防篡改检测和LCD控制器的、集成微控制器

MMA766X加速传感器特点是数字输出并且功耗低，它是一款低容性的加速度传感器，有信号调节、低通滤波器、温度补偿、自我测试、可配置检测0g和脉冲检测，用于快速运动检测，无需外部设备。待机模式最适用于手持式电池供电电子产品。

MMA7455X加速度传感器特点是数字输出且功耗非常低，它是一款低容性、微机械的加速度传感器，有低通滤波器，0g偏移补偿和增益误差补偿。用于传感器数据的变化，通过一个中断引脚来十点产品方位和姿态检测。尺寸仅3mm*3mm*0.9mm.

电子式三相电表

多相电表用于住宅和商业计量应用，智能多相电表是实现智能电网的关键部分。这些仪表测量能量并且有闪存提升，连接和加密等特性，包括防篡改检测，满足IEC0.5百分比，15/100和10（60）A规范。

图6 电子式三相电表功能方框图




图为用MCF51EM256微控制器实现的多相电表参考设计

方案优点：

MCF51EM是为智能仪表应用而优化设计的

集成ADC，防篡改检测，iRTC，双段闪存功能

综合多相电表参考设计包含了所有必要的硬件和软件，使开发智能电表更快更容易。