电子产品世界

　　多家公司都提供电表IC，包括德州仪器（TI）公司、安森美半导体（ON Semiconductor）公司、Maxim、Analog Devices、Teridian和e2v。这些IC基本都是微控制器，它们追踪电量的使用信息以及从公用事业机构回传的信息。它们可以对电压波形和质量作一些DSP运算，将信息传送到一个显示屏，并存储待发的信息。虽然“智能电表”这个词汇表示微处理器是中心元件，但防篡改措施则使电流检测元件和电源备份的选择成为智能电表的重要决策。

　　电表中主要采用了三种类型的电流检测技术：电流变压器、Rogowski线圈以及电阻分流器。使用哪种技术取决于电力分配是多相还是单相。世界上多数家庭只使用从发电机进入家中布线的单相电源。美国民用市场采用一种分相配电，它向居民提供120V AC和高达240V AC，需要用一个电流变压器作为隔离电压/电流传感器。北欧的商用与某些民用电力是三相电源，但家里一般还是单相。一般来说，在检测电压与电流以确定计量的使用电量时，单相配电系统中会使用一支分流电阻，而在分相或三相系统中使用电流变压器或Rogowski线圈，因为跨不同相位测量的电压会超过半导体器件的电压容限。

　　最常用的隔离传感器依次是：电流变压器、Rogowski线圈和霍尔效应传感器（图2）。电流变压器有一个铁芯，很容易受到强大永久磁场的影响。靠近变压器的磁铁会使磁芯饱和，使检测线圈无法拾取交流线上的AC电场。Rogowski线圈为空气磁芯，包括一卷围绕着电力线的导线。与铁芯不同，空气磁芯在强永久磁场情况下不会饱和。但是，它易于受其它篡改方法的作用，如存在一个大电感场时，它会耦合到线圈上，压制住线圈要检测的AC电流。

　　霍尔效应传感器采用一种半导体器件，检测电线中变动的电流所产生的磁场。但它们的读数会随温度而变化，不能在宽的电流区间上永远保持线性。这个问题在美国市场上更严重，因为这里的电表额定值高达200A，而在其它国家（如印度）电表测量20A或40A。Teridian公司电表产品业务部副总裁兼总经理Kourosh Boutorabi表示：“线性度在美国这样的市场很重要。公用事业单位对电表的误差要求是0.2%。世界其它地区的公差接近1%。如果你用电较多，则测量中较多的损耗就更重要，而测量精度也更重要。”

　　霍尔效应传感器也有优点，他说：“虽然它们不（像电流变压器那样）精确，但它们比较便宜。霍尔效应传感器可以不用物理连接，而直接靠上（电力线）。”如果用电流变压器，则必须手工将电力线与检测线圈装配起来。

关键词： 智能电表 霍尔效应传感器 电池