智能电表MCU需求，及电表芯片厂商排名 (qq.com)

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关键词：智能电表市场，智能电表市场容量，电表MCU芯片，复旦微，矩泉光电

上一篇文章，介绍了智能电表的市场容量，国内+海外出口数目破亿；

今天和大家继续分析电表里面MCU需求，以及目前的MCU芯片供应商排名

01

电能表基本原理

为了方便理解，我们基于单相表先介绍基本原理；

如下图，MCU通过高精度ADC，采样电力线上的电压及电流，完成计算后，输出电压，电流，有功功率，无功功率等参数，并可通过LCD进行显示；

更详细的计算流程示意图如下

02

电能计量方案拓扑

拓扑1：单独的计量芯片 + 主控SoC

这种拓扑里面，计量芯片完成电压电流的采样，以及参数计算，然后通过串口（SPI）把计算结果发送到主控MCU；

拓扑2：内置计量单元的SoC

如文章首图，SoC中集成了计量单元，这个单芯片SoC解决方案的成本优势会更高，目前海外出口还是以单芯片SoC为主；

03

电能计量芯片技术

1 高精度ADC技术，高精度温度传感

为了实现电能的精准测量，电表需要能够采集非常宽范围的电流信号，比如小的可能是0.01A，大的可能是50A；

低噪声的小信号进行处理，实现在极小信号输入之下也能实现高 精度计量，同时将产品动态范围从 5,000:1 提升到 8,000:1，采样过程，需要保障输入信号在很大的动态范围内（5000:1或8000:1）均能保证很高的精度；

此外，还需要有高精度的温度传感器和数字补偿等技术，降低环境温度对计量精准度的影响，以及抗电磁干扰技术避免电磁干扰对计量精准度的影响。  

2 高精度 RTC 技术

电能表是对时钟精度要求很高的应用，一天的时间偏差，没记错应该是0.5s以内；而始终精度的源头，就是晶振/时钟；而晶振存在温漂特性，即高温度可能振荡更快，低温度振荡更慢；

这里就需要高精度 ADC 和快速反应的内部温度检测电路，实现高精度环境温度测量能力并将感测值用于温度补偿时钟，将温度误差控制在+-1℃以内，同时通过全智能实时时钟产生电路，使用自动温度补偿算法来补偿晶振温度曲线，提升 RTC 精度准确性，

一般而言，经过校准的RTC全温精度需要做到5ppm。  

3 低功耗技术

可能这里大家不会很理解，电表不是有供电吗？为什么还需要低功耗？

这里分两个方面，一方面，电表作为耗电设备，本身有低静态功耗的要求；另一方面，在电网断电、电表故障等情况下，需要保持一定时长低功耗模式运作的需求（这里电表一般会配置电池或者超级大的法拉电容）；

因此，低功耗32.768KHz 晶体振荡器，低功耗 LDO、低功耗掉电复位电路、低功耗低频 RC 振荡器，低功耗 LCD 驱动器都是电表SoC芯片的关键技术；

04

电能计量厂商排名

1 高精度ADC技术，高精度温度传感

基于前面提到分类，本文主要针对电能计量模拟前端芯片，主控MCU和单芯片SoC做个总结

1 电能计量前端芯片

电能计量前端芯片，这里根据前文提到的单相/三相表，分单相/三相计量前端芯片

单相计量前端

三相计量前端

市占率排名

厂商

主控MCU

市占率排名	厂商
1	上海复旦微

单芯片单相SoC

市占率排名	厂商
1	矩泉光电