中心議題：

• 半導體器件肩負綠色發展重任
• 智能電網的高能效解決方案示例

解決方案：

• CS51221提高太陽能電池板光電轉換能效
• AMIS-49587簡化智能電表設計、加速上市進程

多家市場調研機構預計
，到2030年，可再生能源(如風力發電和太陽能發電)在全球能源消費總量中所占的份額將大幅上升。倡導節能減排
、綠色發展對所有行業提出了新的要求，迎合低碳經濟時代的節能設計已成為能源企業和電子產品競爭力的重要體現。

市場機遇與挑戰
發fa展zhan可ke再zai生sheng能neng源yuan是shi大da勢shi所suo趨qu。而er太tai陽yang能neng和he風feng力li發fa電dian是shi智zhi能neng電dian網wang的de組zu成cheng部bu分fen，同tong屬shu於yu分fen布bu式shi發fa電dian範fan疇chou。推tui動dong智zhi能neng電dian網wang發fa展zhan可ke以yi帶dai來lai許xu多duo優you勢shi，如ru利li用yong雙shuang向xiang通tong訊xun實shi現xian需xu求qiu對dui應ying管guan理li，緩huan和he用yong電dian高gao峰feng，快kuai速su發fa現xian故gu障zhang，避bi免mian停ting電dian事shi故gu，從cong而er實shi現xian更geng高gao能neng效xiao、可靠性及安全性；智能地整合新的替代能源，並為電動和混合動力汽車提供電力
；更好地調整能源供需，更高效地利用發電廠及電網，減少碳排放量；提供動態的費率表
，幫助客戶優化總電能消費及電費支出，改善客戶服務；及遠程讀表及遠程通電和斷電可以節省人力成本，提高運營效率等。
　　
在推進可持續發展的共識下
，中國目前正在大力發展太陽能、風(feng)能(neng)等(deng)產(chan)業(ye)，前(qian)景(jing)看(kan)好(hao)。其(qi)中(zhong)太(tai)陽(yang)能(neng)領(ling)域(yu)的(de)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)日(ri)趨(qu)成(cheng)熟(shu)
，太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)等(deng)都(dou)獲(huo)得(de)了(le)長(chang)足(zu)發(fa)展(zhan)
，太(tai)陽(yang)能(neng)街(jie)道(dao)照(zhao)明(ming)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到(dao)青(qing)睞(lai)。此(ci)外(wai)
，為(wei)導(dao)入(ru)新(xin)一(yi)代(dai)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)而(er)完(wan)善(shan)電(dian)力(li)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)
，中(zhong)國(guo)政(zheng)府(fu)製(zhi)訂(ding)了(le)到(dao)2020年投入4萬億元人民幣的宏偉目標
，其中的“堅強的智能化電網(Strong＆Smart Grid)”的概念已在上海世博會展示。
　　
不(bu)過(guo)

，在(zai)發(fa)展(zhan)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)和(he)升(sheng)級(ji)改(gai)造(zao)現(xian)有(you)電(dian)網(wang)的(de)同(tong)時(shi)，也(ye)麵(mian)臨(lin)著(zhe)不(bu)少(shao)挑(tiao)戰(zhan)。對(dui)半(ban)導(dao)體(ti)行(xing)業(ye)來(lai)說(shuo)
，最(zui)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)莫(mo)過(guo)於(yu)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)，因(yin)為(wei)發(fa)展(zhan)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)優(you)化(hua)能(neng)效(xiao)。以(yi)太(tai)陽(yang)能(neng)供(gong)電(dian)的(de)LED街道照明為例，這種應用需要高效可靠的太陽能板充電控製器
，以及LED驅動器等關鍵器件
，需求相當可觀。而智能電網從發電、配電和現場區域網到智能電表通信及家庭區域網
，也都需要諸多電子元器件。其中包括功率因數控製器
、交流-直流(AC-DC)和直流-直流(DC-DC)控製器、穩壓器、MOSFET、三端雙向可控矽開關元件(TRIAC)、電力線載波調製解調器
、濾波、輸入/輸出(I/O)及數據保護、線路驅動器及信號放大器、LCD背光驅動器、EEPROM存儲器及智能卡接口等。

應用於智能電網的高能效解決方案示例

1. 提升太陽能電池板光電轉換能效的方案
近(jin)年(nian)來(lai)，業(ye)界(jie)越(yue)來(lai)越(yue)關(guan)注(zhu)利(li)用(yong)可(ke)再(zai)生(sheng)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)太(tai)陽(yang)能(neng)的(de)街(jie)道(dao)照(zhao)明(ming)。對(dui)於(yu)太(tai)陽(yang)能(neng)街(jie)燈(deng)而(er)言(yan)
，提(ti)高(gao)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)的(de)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換(huan)能(neng)效(xiao)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)的(de)電(dian)壓(ya)-電流(V-I)特性曲線呈現非線性和可變性，要從中獲取最大量的電能非常困難。這需要太陽能LED街燈的充電控製器及其他相關電子電路(一般采用微控製器來實現)盡可能采用有效的控製方法來提高能效。
　　
安森美半導體的CS51221增強型電壓模式PWM控製器就是一種可提高太陽能電池板能效的器件。它可以控製太陽能板電池充電，支持最大峰值功率追蹤(MPPT)功能，為太陽能電池不斷變化的V-I特性曲線提供補償，優化太陽能電池的功率輸出，提高能效
，並使蓄電池充電至優化電量。
　　
在應用電路中，需要為CS51221選擇合適的拓撲結構。該拓撲結構要能夠在一個蓄電池的情況下將太陽能板輸出電壓降至12V，而在兩個或多個蓄電池情況下也能輕易修改
，支持升壓至24V。CS51221本身能夠配置為正激

、反激或升壓拓撲結構。在針對太陽能板充電控製應用推出的參考設計中，安森美半導體選擇的是反激拓撲結構。
　　
在應用中
，通過在ISETyinjiaodongtaitiaojiedianliuxianzhi
，congershixianzuidafengzhigonglvzhuizonggongneng。yidanshurudianyazhumaichongxiajiang，dianliuxianzhijiuhuibeijiangdi，zhizhishurudianyahuifu。zhezhongfangshiwuxushiyongjiageangguideweikongzhiqi。zheyangshixiandechongdiankongzhiqihuifaxianfengzhigonglvdianbingjinxingdongtaitiaojie，shiqifuhebuduanbianhuadedianyuantexing。shijishang，tongguocaiyongzuidafengzhigonglvzhuizongjishu，keyijiangjiaoyiwangduo30%的電荷從太陽能板傳輸至蓄電池
，這樣太陽能街燈係統就可以采用尺寸更小的太陽能板，從而帶來顯著的成本效益。圖1是采用安森美半導體CS51221控製器的太陽能板充電控製應用示意圖。 此外，安森美半導體的NCP3066恒流降壓穩壓器也能用於太陽能街燈的LED驅動應用，提供係統所需的功率及光輸出，並具有極高的能效。
　　
2. 智能電網方案
今天的電網已變得比以往更大、更安全
，具有更高的能效
，但其智能化程度仍然偏低

，所以智能電網是當今的重要發展趨勢。
　　
安森美半導體已投入並正大量投資智能電網研發，涵蓋所有產品線，包括電源轉換模擬IC
、信號IC(如低噪聲放大器)、功率分立器件(高壓MOSFET
、IGBT

、整流器)
、混合信號IC(智能卡接口IC

、時鍾及時序IC)、通信IC(如PLC調製解調器)、邏輯IC
、存儲器IC，及標準分立器件(保護、濾波器)。
　　
智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)核(he)心(xin)就(jiu)是(shi)智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao)，借(jie)助(zhu)智(zhi)能(neng)電(dian)表(biao)，電(dian)力(li)公(gong)司(si)能(neng)夠(gou)知(zhi)道(dao)用(yong)戶(hu)在(zai)什(shen)麼(me)時(shi)間(jian)使(shi)用(yong)了(le)多(duo)少(shao)電(dian)能(neng)

，便(bian)於(yu)他(ta)們(men)提(ti)供(gong)差(cha)異(yi)化(hua)的(de)定(ding)價(jia)，幫(bang)助(zhu)用(yong)戶(hu)優(you)化(hua)其(qi)總(zong)體(ti)電(dian)能(neng)消(xiao)費(fei)和(he)電(dian)費(fei)支(zhi)出(chu)。
　　
安森美半導體應用於智能電表的方案包含一係列標準產品

、專用標準產品(ASSP)及專用集成電路(ASIC)
，可以提供智能電表的4種基本功能，包括：電源/電源管理、計量、寄存及通信。圖2是由安森美半導體的多種器件(圖中綠色部分)構成的智能電表應用。
全集成電力線載波(PLC)調製解調器AMIS-49587是圖2應用中的一個關鍵器件。該器件可提供高集成度、符合標準的低功率PLC方案，可應用於智能電力自動讀表及管理、街道照明控製、智能電力插頭(power plug)和建築物自動化等領域。AMIS-49587利用安森美半導體的混合信號技術
，在一個集成電路中集成了模擬調製解調器前端和數字後處理功能。
　　
AMIS-49587符合IEC1334標準，有助於簡化設計、降低開發及應用成本，並加速上市進程。該器件基於ARM7TDMI處理器內核，包含物理接口收發器(PHY)和媒體訪問控製器(MAC)層，而大多數競爭方案都需要複雜的嵌入式軟件來執行與AMIS-49587相同的功能。該器件采用擴頻型移頻鍵控(S-FSK)調製技術，結合精確的濾波，為長距離電力線提供可靠的低數據率通信，以及2,400 bps(波特)的半雙工可調節通信速率。不到20千赫(kHz)的低工作頻率配以自動中繼器(repeater)功能


，令通信更可靠，通信誤差比其他及現有方案更低。圖3是AMIS-49587的方框圖。