色综合天天综合,中文在线观看免费网站,永久免费黄色软件

電子發燒友網報道（文/李寧遠）隨著對電力需求的不斷上升，國內電力消費規模逐年增長，社會用電量持續增加。可以看到現在國家正在持續加大電力設施的投入和能源結構的優化，這些增長也給智能電表行業帶來了很多發展機遇。

智能電表的核心器件——電能計芯片在智能電表中實現以微電子電路為基礎的電能數據計量，直接關系到智能電表的計量精度和工作可靠性、穩定性等產品品質。它能實現的基礎功能是電能計量，也就是用電設備的電壓、電流和所消耗電能這些參數的測量。還有一些電能計芯片，在基礎功能之外還可以測量功率因素、過零點等參數。

智能電表市場規模與發展

智能電表的架構由電能計量芯片、主控芯片和載波通信芯片組成。根據美通社數據，2022年全球智能電表市場約為114億美元，預計到2026年達到152億美元，以6.7%的年復合增長率增長。而根據頭豹研究院數據，2021年我國智能電表行業規模達到了195億元，未來將保持在6%的年復合增長率。

數據來源：頭豹研究院，電子發燒友網制圖

智能電表內，電能計量芯片可以分為單芯片產品和SoC芯片產品，更細分一點則是三相電能計量芯片、單相電能計量芯片、單相電能表SoC芯片。單芯片就只包含了電能計量模塊，SoC芯片則集成了MCU、RTC等等其他功能模塊。

根據普華有策對國內智能電表電能計芯片的市場容量統計，2021年三相計量芯片市場容量在1.2億元，單相SoC市場容量在1.6億元、單相計量芯片市場容量在0.9億元。國內單相計量芯片的需求是最大的，因為家庭用的智能電表數量龐大，不過價格上就相對一些，三相主要應用在工業上。

從芯片角度來說，電能計本身也屬于數模混合集成電路，在多功能、低功耗、低成本的發展趨勢上和其他數模混合集成電路比較類似，同時其朝SoC架構發展的趨勢也很明顯。單一功能的計量芯片不再吃香，集成其他功能的SoC芯片開始獲得大量的市場機會。其實電能計芯片也開始擴展到電表以外的智能儀表應用上，比如分布式電源、電動汽車充電樁等，在儀表設備上實現智能計量的功能。

交流電能計量與直流電能計量

目前市面上，計量交流電的芯片居多，直流計量芯片很少。傳統的電能計都是測量交流電，最早的交流計量使用電壓和電流線圈的組合在旋轉鋁盤中感應渦流，慢慢發展到后來升級到可以監測絕對精度的更先進的交流計量。

但是隨著電力應用需求的發展，精確地直流電能計量開始變得越來越重要，特別是涉及電能計費的地方。以現在最火熱的電動汽車為例，標準的電動汽車充電器在交流側進行計量，這樣就存在一個問題，無法測量交流到直流轉換過程中損失的電能。隨著氮化鎵和碳化硅器件的發展，現在電動汽車很多快充直接連接到汽車電池，電能以直流方式傳輸，這顯然需要在直流側實現精準計量的。

不過在直流電能計量上也有不少設計挑戰，比如電壓測量上需要重點考量組件的溫度系數和電壓系數以確保在整個溫度范圍內具有所需的精度，需要關注分流器的連接和所產生熱量的分布情況與確保精度不會下降等等。

不論是傳統的還是現在更為先進的交流計量，還是越來越重要的直流計量，都是根據其每千瓦時脈沖常數和百分比等級精度進行分類的。每千瓦時脈沖數表示電能更新率，即分辨率。等級精度表示電能的最大計量誤差，我們在關注電能計時也會最先關注芯片計量的精度。目前國內市場上，國產電能計市占率很不錯，也反映出國產電能計性能的優秀。

電能計國內主要玩家

在電能計量芯片上，國內主流玩家有上海貝嶺（銳能微）、鉅泉光電、智芯微等，這幾家基本上占據了國內絕大部分市場份額。其中上海貝嶺（銳能微）、鉅泉光電不論是在單芯片產品還是SoC產品上都非常強勢。

上海貝嶺（銳能微）

上海貝嶺的電能計量芯片產品覆蓋范圍非常廣，從單相計量、三相計量、單相SoC到智能計量均有細分產品矩陣。智能計量這一類別屬于電源管理 IC，這里不做統計。

單相計量上有三個料號，主要是封裝和通信接口有差異，其動態范圍均為8000：1，有功/無功誤差、電流電壓誤差均為0.1%，頻率為0.2%，參數性能絕對的領先。

三相計量上只有一顆RN8302，集成了7路高精度 ADC，具備高達5000:1的動態范圍，能夠同時測量基波和全波的有功功率、無功功率和視在功率，也可提供功率因數、電壓電流有效值、電壓電流相角、諧波計算等。此外還提供零線防竊電、全失壓低功耗自動測量、二次側互感器開短路檢測等防竊電功能。單相SoC上有一顆RN821X，內嵌32位ARM Cortex-M0核，集成了計量、硬件溫補RTC、LCD、EEPROM、加密模塊等，滿足單相智能表計量需求。

在直流計量上，上海貝嶺同樣也有布局，料號RN7302，一款多功能高精度的三相、直流計量專用芯片，適用于三相四線和三相三線應用。具體的性能參數并未在官網上公布。

上海貝嶺（銳能微）的電能計量產品廣泛應用在各類電表應用上，不論是單、三相計量芯片、還是SoC芯片其市占率在國內市場均在前三。據悉，上海貝嶺非常重視直流計量技術，在深入研究和儲備，以滿足高精度直流計量的需求。

鉅泉光電

鉅泉光電的主要產品包括了智能電表相關的計量芯片、MCU和電力載波芯片，是國內市場發展勢頭非常強勁的廠商，同時也在今年成功上市。這里我們重點關注計量芯片，尤其是它旗下的三相電能計芯片。因為根據鉅泉光電公布的2021年營收統計，三相電能計芯片是鉅泉光電的最主要營收。

圖源：鉅泉光電

總的來看，鉅泉光電旗下的計量IC均可應用于0.2S級有功精度要求和1級無功精度要求的電表，并提供智能電表所需的高精度電參數，提供用于諧波分析的參量，并具有防惡意干擾正常計量的防竊電模式。

單相計量里的兩款目前已經量產出貨的只有HT7017。HT7017動態范圍達到了8000：1，整個精度也做到了0.1%級別。比較亮眼的是所有參數都是內部硬件算法直接進行運算的，精度可靠。

單相SoC上共7個料號，集成的32位處理器并未詳細信息，配了128K Flash、8K SRAM、單相EMU單元等等，因為其防竊電功能，在海外出口上很吃香，占有率有逐步攀升到出口市場第一位的趨勢。

三相計量，一共有7個料號，精度都在0.1%。鉅泉光電的三相計量芯片內集成了多路二階sigma-delta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數及頻率測量的數字信號處理等電路，能夠測量各相以及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功能量及無功能量。這些三相計量芯片可以支持純軟件的校表、提供瞬時基波有功功率信息用于基波的校正，并提供兩類視在功率、能量計量方式，非常靈活，有很強的競爭優勢。

鉅泉光電目前也在電能計量SoC芯片的技術經驗上延伸拓展智能電表MCU領域，同時在雙芯模組化智能電表計量芯片研發上加大了投入。

萬高科技

萬高的計量產品集中在單相計量上，單相計量AFE共6個料號，能在5000：1的動態范圍里有功計量誤差小于0.1%，無功計量誤差小于0.2%，電壓/電流有效值誤差小于0.5%，在國內市場和上海貝嶺、鉅泉光電同屬第一梯隊。