【特高壓新基建系列 3 之 3】智慧電錶和智慧電容:基於M23和M4核心

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NuvotonMarcom
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27 May 2020, 19:47

隱藏在智慧城市中的智慧電錶

因應全球節能趨勢,加速低碳能源轉型,智慧型電錶基礎建設(Automated Metering Infrastructure;AMI),也就是智慧電錶,是目前全球電力行業的趨勢。
那麼何謂智慧電錶呢,智慧電錶可以將用電量經過網路回報給電力公司。傳統電錶用戶只能瞭解每個月的用電量。而智慧電錶則可以透過網路傳輸或設備查詢每個小時的用電量。

新唐針對智慧電錶提供一套完整的解決方案,針對智慧電錶鎖需要的低功耗需求,新唐M261提供出色的功耗表現,在正常運行時功耗僅有45 µA/MHz,在掉電模式下功耗更僅有2uA,可以持續讓智慧電錶運作長達三年時間。另外針對智慧電錶鎖需要的加解密功能,提供AES 128bit 以及多種的加解密運算功能。可以滿足智慧電錶的各種需求

方案特色:
新唐 M261 方案特色
• 低功耗 : 45 µA/MHz (正常運行)
• 2.0 µA (掉電模式, RTC開啟)
• 高達512KB flash 容量可進行OTA function
• AES 128bit for crypto function
• RTC 具備Vbat 獨立供電
M261 smart meter diagram.png
M261 smart meter diagram.png (45.73 KiB) Viewed 1592 times
NuMicro M453系列應用于智慧電容器
在交流電網中的電力輸出功率可分為兩部分,有功功率和無功功率,智慧電容器的主要目的是在交流電力系統中補償無功功率,提高電力系統功率因數。

電力系統中,有功功率代表電力系統對外輸出功率的能力,有功功率供給電能給各類型電子產品, 有功功率的輸出總和可換算為電子產品每月所消耗的用電量(度數)。無功功率主要的用途是在電子產品中用來建立磁場, 任何有含線圈的電子產品, 就需要消耗無功功率來建立磁場,雖然不對外做功,但如果沒有足夠的無功功率來建立磁場的話, 許多電子產品如變壓器及機械電動機等都不能正常運行。

功率因數是評估電力系統中無功功率與有功功率占比的參數,也代表電力系統的運行效率,功率因素越低,代表電力系統對外輸出的有功功率越弱,透過功率因素我們可以瞭解一個電力系統的對外做功能力。

從電力系統提供的無功功率,一般滿足不了電子產品的需求,所以在電網中要設定一些無功補償裝置來補充無功功率,以保證使用者對無功功率的需要,這樣用電設備才能在額定電壓下工作,這就是智慧電容存在的主要目的。

為何NuMicro M453系列適合用於智慧電容器:
1. Cortex-M4核心運行在72MHz,並支援DSP單元提高演算法的運行效率。
2. 支援1路CAN2.0B,可應用於與其他內網電容器通訊
3. 高達12路的1MSPS, 12位元ADC,充分支援系統中的電壓電流取樣需求
4. 最高支持LQFP100,多達82個IO輸出, 可用來實現大量繼電器的控制需求。

下圖為智慧電容的參考示意框圖
智能電容.png
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