防竊電智能電表的關(guān)鍵是隔離傳感器

　　多家公司都提供電表IC，包括德州儀器（TI）公司、安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）公司、Maxim、Analog Devices、Teridian和e2v。這些IC基本都是微控制器，它們追蹤電量的使用信息以及從公用事業(yè)機(jī)構(gòu)回傳的信息。它們可以對(duì)電壓波形和質(zhì)量作一些DSP運(yùn)算，將信息傳送到一個(gè)顯示屏，并存儲(chǔ)待發(fā)的信息。雖然“智能電表”這個(gè)詞匯表示微處理器是中心元件，但防篡改措施則使電流檢測(cè)元件和電源備份的選擇成為智能電表的重要決策。

　　電表中主要采用了三種類型的電流檢測(cè)技術(shù)：電流變壓器、Rogowski線圈以及電阻分流器。使用哪種技術(shù)取決于電力分配是多相還是單相。世界上多數(shù)家庭只使用從發(fā)電機(jī)進(jìn)入家中布線的單相電源。美國民用市場(chǎng)采用一種分相配電，它向居民提供120V AC和高達(dá)240V AC，需要用一個(gè)電流變壓器作為隔離電壓/電流傳感器。北歐的商用與某些民用電力是三相電源，但家里一般還是單相。一般來說，在檢測(cè)電壓與電流以確定計(jì)量的使用電量時(shí)，單相配電系統(tǒng)中會(huì)使用一支分流電阻，而在分相或三相系統(tǒng)中使用電流變壓器或Rogowski線圈，因?yàn)榭绮煌辔粶y(cè)量的電壓會(huì)超過半導(dǎo)體器件的電壓容限。

　　最常用的隔離傳感器依次是：電流變壓器、Rogowski線圈和霍爾效應(yīng)傳感器（圖2）。電流變壓器有一個(gè)鐵芯，很容易受到強(qiáng)大永久磁場(chǎng)的影響。靠近變壓器的磁鐵會(huì)使磁芯飽和，使檢測(cè)線圈無法拾取交流線上的AC電場(chǎng)。Rogowski線圈為空氣磁芯，包括一卷圍繞著電力線的導(dǎo)線。與鐵芯不同，空氣磁芯在強(qiáng)永久磁場(chǎng)情況下不會(huì)飽和。但是，它易于受其它篡改方法的作用，如存在一個(gè)大電感場(chǎng)時(shí)，它會(huì)耦合到線圈上，壓制住線圈要檢測(cè)的AC電流。

　　霍爾效應(yīng)傳感器采用一種半導(dǎo)體器件，檢測(cè)電線中變動(dòng)的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。但它們的讀數(shù)會(huì)隨溫度而變化，不能在寬的電流區(qū)間上永遠(yuǎn)保持線性。這個(gè)問題在美國市場(chǎng)上更嚴(yán)重，因?yàn)檫@里的電表額定值高達(dá)200A，而在其它國家（如印度）電表測(cè)量20A或40A。Teridian公司電表產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Kourosh Boutorabi表示：“線性度在美國這樣的市場(chǎng)很重要。公用事業(yè)單位對(duì)電表的誤差要求是0.2%。世界其它地區(qū)的公差接近1%。如果你用電較多，則測(cè)量中較多的損耗就更重要，而測(cè)量精度也更重要?！?P>　　霍爾效應(yīng)傳感器也有優(yōu)點(diǎn)，他說：“雖然它們不（像電流變壓器那樣）精確，但它們比較便宜?；魻栃?yīng)傳感器可以不用物理連接，而直接靠上（電力線）。”如果用電流變壓器，則必須手工將電力線與檢測(cè)線圈裝配起來。