近年來，自動抄表 (AMR) 系統(tǒng)變得越來越流行。這項技術為電力供應商節(jié)省了定期前往每個物理位置讀取電表的費用，因此計費基于實時消耗而不是估計。由于這些優(yōu)勢，AMR 甚至在一些國家成為所有新一代電表的強制性要求。
我們將在下面找到智能電表系統(tǒng)的典型框圖。數(shù)據(jù)傳輸是通過具有數(shù)百微法拉電容的可更換通信集線器實現(xiàn)的。通訊集線器插在電表上，其電源來自電表內(nèi)部的AC/DC轉換器。如果通信集線器損壞，則必須更換，從而導致通信集線器熱插拔。然而，即使其電源來自同一內(nèi)部AC/DC轉換器，也需要電力監(jiān)控電路正常運行。為了滿足這一要求，需要一個具有限流功能的設備來連接 AC/DC 轉換器和通信集線器。
圖 1. 智能電表電源拓撲
所述TPS27S100 是一個單信道80mΩ的Rdson智能，高側開關與全面診斷和保護。它在 -40°C 至 125°C 的寬溫度范圍內(nèi)集成了一個精確的可調(diào)電流限制功能，容限為 20%。由于 AC/DC 轉換器輸出電壓非常穩(wěn)定，因此通過這種精確的可調(diào)電流限制功能實現(xiàn)了精確的功率限制，以幫助節(jié)省 AC/DC 轉換器功率和 PCB 尺寸。
TPS27S100x 是一款受到全面保護的單通道高側開關，具有集成式 NMOS 和電荷泵。全面的診斷功能和高精度電流監(jiān)控器 功能 ，可對負載進行智能控制?？烧{(diào)節(jié)電流限制功能能夠極大地提高整個系統(tǒng)的可靠性。器件診斷報告具有兩個版本，以支持數(shù)字故障狀態(tài)和模擬電流監(jiān)控器輸出。
· 具有全面診斷功能的 80mΩ 單通道高側開關
· TPS27S100A：開漏狀態(tài)輸出
· TPS27S100B：電流監(jiān)視器模擬輸出
· 寬工作電壓范圍：3.5V 至 40V
· 超低待機電流，低于 0.5μA
· 工作結溫范圍，-40°C 至 150°C
· 輸入控制，兼容 3.3V 和 5V 邏輯
· 高精度電流監(jiān)控器，在 1A 時精度為 ±30mA
· 可通過外部電阻器將電流限制調(diào)節(jié)為 0.5A 至 6A（在 0.5A 時精度為 ±20%）
· 用于對 MCU、模擬或數(shù)字接口進行多路復用的診斷使能功能
· 針對 IN 和 OUT 引腳的出色 ESD 保護
· ±16kV IEC 61000-4-2 ESD 接觸放電
· ±4kV IEC 61000-4-4 電氣快速瞬變
· ±1.0kV/42Ω IEC 61000-4-5 浪涌
以我國智能電表標準為例。通信集線器至少需要 6W 的功率才能保證其正常運行。為了簡化計算，忽略了 AC/DC 輸出電壓容差。如果使用 TPS27S100 作為限流器，則 AC/DC 轉換器在設計時需要為通信集線器留電。但是，如果選擇了限流精度為 40% 的限流器；AC/DC 轉換器需要為通信集線器留電。此示例說明了電流限制精度對 AC/DC 轉換器功率裕度的影響。
TPS27S100 的可調(diào)限流精度如下圖所示。圖 27 顯示了 0.5A 電流限制下的電流限制精度，圖 28 顯示了 1.6A 電流限制下的電流限制精度。我們在此處看到設備的實際性能要好得多。
圖 2. K CL =0.5A, 13.5V
圖 3. K CL =1.6A, 13.5V
總之，智能電表內(nèi)部 AC/DC 轉換器可以設計為具有較低的功率容量，并在其后面連接一個精確的限流器。這有助于大量節(jié)省系統(tǒng)成本和尺寸。未來，智能電表的尺寸會越來越小，精確的限流器在系統(tǒng)中會更加重要。
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