如何让你的智能仪表更安全,更可靠

2019-07-02 Littelfuse
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智能仪表是越来越多的工业公用事业应用所不可或缺的组成部分,包括煤气表和水表、能源管理等。智能仪表为公用事业公司及其客户提供各种各样的优势,包括支持实时计费、故障识别和管理、负载端需求监控和管理、盗窃/篡改检测和需求分析。这些仪表所提供的深度数据使公共事业公司能够监控能源使用情况、通过远程连接/断开控制需求使用、识别篡改并发出报警等等。

 

据悉,公共事业公司还能够向用户发出即将/计划停电和恢复供电的预警,以及在仪表出现故障之前进行诊断和纠正问题。此外,智能仪表为客户提供进行实时用量分析所需要的诸多信息,从而使他们能够及时地控制用量,了解用电质量,在过电压或过载的情况下保护所连接的负载。

 

复杂的电路需要强有力的保护

智能仪表是双向通信的器件,含有用以用电量(用气量或用水量)测量控制以及处理通信和其他所需智能功能的复杂的电子电路。由于不断增加的复杂性,这些仪表对诸如瞬变、静电放电、电能质量扰动等电路威胁的脆弱性也随之增大。为了确保这些仪表即使是在恶劣的工作条件下也能够持续正常地工作,强大的电路保护技术是必不可少的。不同类型的智能仪表所面临的威胁是各种各样的。例如,电表的最大威胁是输入瞬变和电源线的干扰。然而水表和煤气表需要对它们的电池进行保护,而不是强大的前端保护。同样地,具有人机界面(HMI)的能量检测设备需要针对静电放电(ESD)进行保护。所有这些系统都会采用不同的通信界面,其中许多还需要电路保护。


 

图 1:智能仪表框图

 

输入电源部分
如果是一只电表,那么它将通过输入电源供电,非常容易受到因雷击或电网扰动所产生的高能量瞬变的威胁。金属氧化物压敏电阻(MOV)被用以防止这些瞬态浪涌事件。在电源的输入前端还会使用保险丝,以防止线路在电源中的灾难性破坏引起短路的情况下出现火灾隐患。

 

计量能量部分

微控制器或数字信号处理器通常用以能量测量和处理。尽管针对瞬态浪涌对微控制器的电源进行了保护,为测量电源和电流,微控制器的模拟信号检测引脚依然与输入电源相连接。虽然这些信号引脚通常具有出于滤波目的而连接的大值电阻和电容器,一些快速上升的瞬变能够通过这些过滤阶段而到达对瞬变极其敏感的微控制器。 为防止对微控制器造成损坏,在信号引脚上会使用非常小的瞬态保护二极管以将任何进入的瞬变钳制到安全水平。

 

通信端口

取决于仪表应用,可以使用多种通信端口,包括RS-232/RS-485/以太网/GSM-GPRS、电力线通信(PLC)或光端口。因为每种端口类型具有不同的工作速度和规格,它们将需要不同的保护方案。


表 1:通信端口保护


 

篡改检测

公用事业公司使用智能仪表来跟踪使用情况,从而能够根据用量向用户收取费用。然而,这会导致一些用户试图篡改仪表中的读数。因此,这些仪表的设计通常采用许多篡改检测技术。


最简单、最常见的篡改方法是打开表盖对仪表进行破坏。通过在设计中使用一个带有磁体或微动开关的舌簧开关,这种传感器会在表盖打开时进行检测并向微控制器发送触发信号。在识别出篡改企图后,微控制器会通知公共事业公司的监控支持人员,从而向用户开出篡改罚款。


另一种仪表篡改方法是把磁铁靠近表体,这会使磁变压器饱和或影响其他部件。如果设计中采用了霍尔效应传感器,它能够对磁体的磁场进行检测,并向微控制器发送触发信号,以记录篡改事件并通知公共事业公司。


还有一种严重的篡改方法是使用火花塞或CRT-EHT发生器对表体产生静电放电。在这种情况下,使用塑料材质制造仪表壳体能够完全隔离外来的电子电路并减少这 种静电放电的影响。


微控制器的电源和信号检测引脚会采用ESD保护二极管以保护微控制器防止任何依然能够耦合到微控制器的静电放电。针对前两种篡改方法,微控制器可以向控制/监控站发送关于篡改企图的详细信息,以评定罚款或仅仅保护仪表被破坏。

 

辅助电源部分

智能仪表有时具有一个接入用户室内的扩展单元,而主仪表被安装在建筑物的集中位置。针对这些应用,室内扩展单元可能会设有以太网供电(PoE)适配器。这种通信电缆将需要额外的保护,因为它很容易受到建筑物中诱发浪涌的损害。

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Littelfuse(力特) 最专业最齐全的全球领先保护器件

Littelfuse公司简介:全球领先的电路保护企业,提供广泛且尖端的电路保护产品及解决方案。公司成立于1927年,全球拥有7500员工,2014年全球销售额865亿美元,全球分布有35个联络处。公司产品涵盖消费电子产品、汽车、商用车辆和工业设备等多个领域,提供针对不同应用需求的解决方案。 主要产品介绍:Littelfuse提供过流保护器件(保险丝、自恢复保险丝)、过压保护器件(瞬变抑制二极管、压敏电阻、气体放电管、SIDCtor保护晶闸管、聚合物ESD抑制器)、开关型晶闸管、LED保护器、簧片开关和磁簧传感器等。 重点市场及主推型号介绍:涵盖消费/通信、工业汽车等多个市场,提供多种型号的产品以满足不同需求。例如,过流保护器件中的保险丝和自恢复保险丝,过压保护器件中的瞬变抑制二极管和压敏电阻等。

LITTELFUSE  -  电力电子功率器件,电力电子功率模块,结构件,保护器件,1.5SMC540CA,SMBJ,1812L,SMBJ8.5CA,5KP200A,SMBJ51A,SMBJ75A,SMBJ70CA,SG75,SL1411A600A,PLED 5 QFN,5KP40A,5KP64A,AC,1812L020PR,SMBJ40A,SMBJ17CA,SMBJ64A,1.5SMC200CA,1.5SMC36CA,5KP18CA,1.5SMC13CA,5KP51A,5KP75A,SMBJ160CA,0312005.MXP,0456040.DR,5KP8.5CA,K1500GRP,1812L110/33MR,SMBJ85A,SMBJ28CA,5KP160CA,CG3,K2200G,5KP78A,1.5SMC510A,60R110XU,5KP,5KP28CA,SMBJ300A,5KP30A,CG35.0,5KP54A,SMBJ150CA,MDCG-4,1206L012WR,1206L110WR,1.5SMC8.2CA,SMBJ16CA,1812L150/12DR,5KP70CA,5KP17CA,CG35.0LTR,5KP180CA,CG32.0,K1100GRP,5KP60A,1.5SMC7.5CA,SMBJ170CA,1.5SMC27CA,SMBJ400A,K1200E70,1.5SMC91CA,SMBJ60A,SMBJ15CA,1.5SMC180CA,1.5SMC400A,5KP16CA,1.5SMC15CA,1.5SMC9.1CA,1.5SMC6.8CA,SL1411A800A,SMBJ26CA,SMBJ400CA,1.5SMC300A,60R050X,60R,5KP26CA,SMBJ90CA,1.5SMC300CA,SL1411A800,1.5SMC530CA,60R010XU,SMBJ70A,SMBJ14CA,1.5SMC530A,5KP170CA,60R075X,60R160X,5KP15CA,5KP85A,1.5SMC16CA,1.5SMC39CA,SM24CANA-02HTG,60R090XPR,1.5SMC82CA,SMBJ48CA,60R300X,1.5SMC200A,5KP12A,5KP36A,5KP24A,5KP48A,1.5SMC36A,1.5SMC24A,1.5SMC12A,0452002.,5KP48CA,5KP200CA,1.5SMC510CA,K2200SRP,SMBJ130CA,SM24CANA,5KP6.5CA,5KP90CA,1.5SMC11A,SMBJ13CA,1.5SMC540A,5KP190CA,SMBJ36CA,5KP11A,1.5SMC47A,0456030.ER,1812L075/33DR,5KP14CA,SL1411A,048502.5,SMBJ24CA,1.5SMC440A,1812L050PR,5KP14A,1.5SMC170CA,5KP26A,CG31.5LTR,CG31.5,5KP24CA,SMBJ90A,SMBJ12CA,1.5SMC400CA,1.5SMC550A,SMBJ58CA,5KP13A,SMBJ188CA,1.5SMC13A,SMBJ350CA,0452001.,1.5SMC18CA,5KP8.0CA,5KP13CA,5KP36CA,AC120,SMBJ5.0A,1.5SMC220A,1812L150/24,0312.062MXP,048502.5DR,K2400G,SMBJ180A,1.5SMC16A,312,SL1411A470A,1.5SMC150CA,5KP20A,1206L035YR,045803.5,1206L050/15YR,5KP100CA,SMBJ11CA,1.5SMC100A,V05E17P,SL1411A090,5KP7.5CA,1.5SMC39A,1.5SMC27A,1.5SMC15A,5KP190A,K1500SRP,5KP210CA,K1500E70,0452007.,5KP12CA,5KP58CA,5KP43A,1.5SMC62CA,SMBJ22CA,SMBJ45CA,CG32.0LTR,452,5KP22A,1.5SMC18A,5KP58A,SMBJ170A,SMBJ10CA,456,458,LV ULTRAMOV,K1500,1206L150PR,60R090X,5KP22CA,5KP45CA,5KP10A,K1200G,5KP5.0A,CG31.01,1812L200DR,SMBJ6.0A,1.5SMC110A,SMBJ33CA,SMBJ250CA,5KP45A,1206L150THWR,5KP33A,5KP9.0CA,5KP180A,5KP11CA,SL1411A350A,1.5SMC160CA,0452005.,SMBJ5.0CA,5KP6.0A,60R110XMR,SMBJ220CA,1.5SMC250CA,1.5SMC480CA,5KP110CA,60R075XPR,045602.5,SMBJ160A,0456030.,1812L200THPR,5KP6.0CA,1.5SMC51CA,K2200GRP,1.5SMC120A,1.5SMC75A,SMBJ78CA,1.5SMC51A,SG300,1.5SMC350A,60R110X,5KP10CA,SMBJ43CA,5KP170A,SMBJ20CA,1.5SMC9.1A,1812L110,5KP33CA,0458007.DR,SMBJ7.0A,1.5SMC30A,1.5SMC480A,1.5SMC,1206L160ZR,1.5SMC250A,TMOV25SP115E,5KP20CA,5KP43CA,SMBJ54CA,SG,SMBJ18A,1812L075/24DR,5KP220CA,1812L010DR,0456040.,1206L200,SMBJ150A,1206L050YR,1.5SMC75CA,60R160XF,0458007.,0452007.MRL,SMBJ6.0CA,1.5SMC130A,5KP160A,K2000F1,SMBJ100CA,1.5SMC7.5A,1.5SMC8.2A,1812L050/30PR,1.5SMC6.8A,5KP78CA,0452001.MRL,0456020.ER,1.5SMC20A,SMBJ6.5A,5KP7.0CA,5KP16A,SMBJ16A,SMBJ30CA,1.5SMC68A,5KP28A,SMBJ28A,1.5SMC56A,5KP6.5A,1812L200,SMBJ188A,K1200,5KP7.0A,SMBJ8.0A,1.5SMC30CA,1.5SMC43A,5KP150A,SMBJ440CA,5KP54CA,SMBJ64CA,60R300XF,5KP15A,K2400,SMBJ17A,1812L300MR,1.5SMC350CA,1206L110,SMBJ250A,SMBJ120CA,1.5SMC43CA,5KP8.0A,1.5SMC20CA,1.5SMC22A,1.5SMC10A,5KP250A,5KP64CA,SMBJ14A,SMBJ75CA,SMBJ26A,5KP18A,1812L300,0456020.,SMBJ110CA,0458001.,SMBJ7.0CA,K1100,SMBJ130A,1.5SMC130CA,0312002.MXP,SL1411A470,SL1411A350,1206L016,SMBJ7.5A,1.5SMC33A,5KP120CA,1.5SMC150A,SMBJ40CA,5KP30CA,SMBJ15A,5KP17A,1206L012,1206L075/13.2WR,K1500G,SMBJ9.0A,045803.5DR,0312035.MXP,SMBJ12A,SMBJ51CA,60R185X,5KP40CA,SMBJ36A,SMBJ24A,SMBJ48A,0452002.MRL,MDSR-10,SMBJ350A,1.5SMC110CA,SMBJ120A,1.5SMC91A,TMOV25S,SMBJ6.5CA,60R030XU,5KP130A,0312002.,1.5SMC160A,5KP75CA,1206L150,SMBJ13A,SMBJ85CA,K2200,1206L035,5KP7.5A,0456025.,1812L075,5KP250CA,SMBJ8.0CA,K2400SRP,1.5SMC22CA,SMBJ8.5A,0452005.MRL,5KP130CA,1.5SMC82A,60R030X,1206L160,SMBJ22A,60R250XF,5KP85CA,SMBJ58A,K2400E70,5KP70A,SMBJ110A,5KP8.5A,1.5SMC68CA,SL1411A600,SMBJ300CA,1.5SMC170A,1.5SMC33CA,1.5SMC10CA,1206L075THYR,5KP9.0A,5KP120A,1206L016WR,SMBJ10A,1206L050,1812L050,0456025.ER,5KP51CA,SMBJ11A,0312005.,SMBJ220A,SMBJ180CA,1.5SMC56CA,1.5SMC120CA,KXXXZY,1206L,K2000E70RP3,SMBJ43A,5KP220A,SMBJ7.5CA,1.5SMC440CA,60R250X,0458001.DR,SMBJ100A,1.5SMC550CA,1.5SMC180A,1.5SMC11CA,5KP5.0CA,5KP110A,SMBJ20A,5KP150CA,SMBJ45A,SMBJ33A,K2000,SMBJ9.0CA,1206L200PR,SMBJ60CA,0458001.DRA,1.5SMC100CA,1206L075,1812L150,SMBJ440A,5KP90A,0312035.,1.5SMC62A,SMBJ200CA,5KP210A,SM24CANA-02,SMBJ78A,60R010X,5KP60CA,60R050XPR,1.5SMC47CA,1.5SMC24CA,1812L020,60R185XF,SL1411A090C,0312.062,SMBJ30A,SMBJ18CA,1.5SMC220CA,5KP100A,SMBJ54A,0312.187,1812L110/16DR,SMBJ200A,1.5SMC12CA,1812L010,玩具,车载娱乐,车载,消费电子,车身和底盘,个人代步工具,车用部件,车联网,通信设备,车载通讯,工业电子,个人娱乐,大家电,汽车电子,安全系统

2016年01月01日  - 培训文档-商品应用及供应商介绍 代理服务 技术支持 采购服务

APM32F103xDxE基于Arm®Cortex®-M3内核的32位微控制器

本资料介绍了APM32F103xDxE系列基于Arm® Cortex®-M3内核的32位微控制器。该产品具备高性能、低功耗的特点,内置丰富的外设接口和存储资源,适用于医疗设备、PC外设、工业控制、智能仪表、家用电器等领域。

极海半导体  -  32位微控制器,APM32F103XE,APM32F103ZDT6,APM32F103RET6,APM32F103RET6-R,APM32F103RDT6-R,APM32F103VET6,APM32F103VET7,APM32F103RDT6,APM32F103XD,APM32F103RDT6XXX,APM32F103ZET6,APM32F103VDT6,智能仪表,家用电器,工业控制,医疗设备,PC外设

04/23/2021  - 数据手册  - V1.5 代理服务 技术支持 采购服务
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品牌:LITTELFUSE

品类:RELAYS

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品牌:TI

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品牌:RENESAS

品类:microcontroller

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品牌:ADI

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大电流低功耗电感定制

可定制电感最大电流100A,尺寸最小7 x 7 x 3.0mm到最大35 x 34 x 15.5 mm,工作频率100KHZ ~ 2MHZ,感值范围:0.15 ~ 100uh;支持大功率电感,扁平线电感,大电流电感,高频电感,汽车电感器,车规电感,一体成型电感等定制。

最小起订量: 5000 提交需求>

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提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务,使用直流电源分析仪测量精度达50µV,8nA,波形发生器带宽100kHz,输出功率300W,示波器200kHz,512 kpts

实验室地址: 深圳/苏州 提交需求>

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授权代理品牌:接插件及结构件

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