从智能电表
其中，就电源及电源管理模块(参见图1)而言，安森美半导体亦提供丰富的产品选择，包括高压交流-直流(AC-DC)开关稳压器、直流-直流(DC-DC)开关稳压器/控制器和低压降(LDO)线性稳压器等(参见表1)，方便用户根据具体应用选择适合的方案。这些电源方案具有高能效、低能耗及丰富保护特性等特点，非常适合智能电表应用。
图1：智能电表电源及电源管理模块框图。
表1：安森美半导体应用于智能电表电源及电源管理模块的器件列表。
提供高能效及低待机能耗的AC-DC开关稳压器
如表1所示，在交流-直流电源转换部分，可以选用安森美半导体的一系列开关稳压器，如适合低功率应用的NCP1010/1/2/3/4自供电单片开关稳压器、适合中等功率应用的NCP1027高压单片开关稳压器，以及高压门控开关稳压器NCP1050/1/2/3/4/5等。
以NCP101x为例，这系列器件集成了固定频率电流模式控制器及典型导通阻抗为11或22 Ω的700 V MOSFET，提供构建强固及低成本开关电源所需的全部特性，包括软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电(不需要辅助绕组)等。在正常负载工作期间，NCP101x以65、100及130 kHz中的某一频率开关;而当电流设定点降到低于某个给定值(如输出功率需求消失)时，NCP101x自动进入所谓的跳周期模式(在此模式下跳除不需要的开关周期)，从而提供极佳的轻载能效。由于进入跳周期模式通常发生在最大峰值电流的1/4时，故没有可听噪声产生。因此，待机能耗降至最低，且没有可听噪声产生。NCP101x典型应用电路及不同型号的关键参数参见图2。
图2：NCP101x单片开关稳压器典型应用电路及不同器件关键参数。
NCP1027则为目标输出功率等级为数瓦到15 W的通用主电源反激应用提供新的方案。这器件采用安森美半导体专有的高压技术，集成了均直接连接至大电容的功率MOSFET及启动电流源。为了防止在低输入电压条件下出现热失控，这器件具有的可调节输入欠压保护电路阻止出现这种状况，直到达到充足的输入电平。这器件的其它特性包括可调节斜坡补偿、过功率保护、短路保护、过压保护等。此外，NCP1027提供较大的导通阻抗值，使其成为待机/辅助离线电源或要求较高输出功率应用的极佳选择。
NCP105x是使终端设备能够符合低待机能耗要求的单片开关稳压器，这系列器件直接采用整流的交流线路电源工作。在反激转换器应用中，它们在100、115或230 V固定交流输入电压下能够提供6.0至40 W的输出功率，而在85到265 V的可变交流输入电压下能够提供3.0至20 W的输出功率。这系列器件提供有源启动稳压器电路，使转换器变压器上无需辅助偏置绕组。其它特性包括故障检测器及可编程定时器(用于转换器过载保护)、独特的门控配置(提供极快环路路应及双重脉冲抑制)、电源开关限流、带迟滞的输入欠压锁定、热关闭及自动重启故障检测等。这系列器件25 ℃结温下的限流阈值典型值介于100 mA到680 mA之间。
提供不同电流电平的DC-DC开关稳压器
工程师同样可以根据具体应用选择安森美半导体的不同DC-DC开关稳压器方案，如3 A 开关稳压器NCP3155、1.5 A开关稳压器NCP3063/4、0.5/1.0/3 A开关稳压器LM2594/5/6、NCP3020/11脉宽调制(PWM)控制器及NCP1034 PWM控制器。
以NCP3155为例，这是安森美半导体新推出的一款DC-DC同步降压稳压器，包含NCP3155A和NCP3155B两个版本。NCP3155包含全集成电源开关(48 mΩ高端FET及18 mΩ低端FET)，提供完整的故障保护特性(输入欠压锁定、输出过压保护及输出欠压保护、限流及短路保护)。这器件的输入电压范围为4.7至24 V，输出电压可调节。NCP3155支持较高的工作频率(A版本为500 kHz，B版本为1 MHz)，能够使用较小的滤波器组件，从而减小占用的电
路板空间及物料单(BOM)成本。NCP3155采用SOIC-8封装，典型应用电路图参见图3。
图3：NCP3155A典型应用电路图。
NCP3063及NCP3064是1.5 A升压、降压及反转开关稳压器，包含内置温度补偿参考、比较器、占空比受控振荡器及有源限流电路、驱动器及大电流开关。这系列器件的设计专门针对升压、降压及电压反转应用，所需外部组件极少。这系列器件的输出开关电流达1.5 A，也可用作控制器，支持达5 A电流。NCP3064与NCP3063不同的是，提供导通/关闭引脚，用于低能耗关闭模式，典型待机电流消耗仅为100 μA。
LM2594、LM2595和LM2596分别是0.5 A、1.0 A及3 A降压开关稳压器。与常见的三端线性稳压器相比，这系列器件的能效要高得多，特别是在较高输入电压的条件下。这系列器件采用150 kHz开关频率工作，能够使用尺寸更小的滤波组件。其它特性包括：特定输入电压及输出负载条件下确保提供±4%的输出电压容限、振荡器频率精度达±15%、支持外部关闭(LM2594和LM2595待机电流典型值为50μA，LM2596为80 μA)、输出开关逐周期限流及故障条件下热关闭等。
NCP3020/11、NCP1034均为同步降压PWM控制器。其中，NCP3021/11支持4.7至28 V的输入电压范围，提供启用(EN)/功率良好(PG)/同步(SYNC)引脚，以及300/400/600 kHz的开关频率。保护特性包括无损耗限流、短路保护、输出过压保护、输出欠压保护及输入欠压锁定。
NCP1034与NCP3020/11不同，能够接受高达100 V的输入电压，并提供50 kHz至500 kHz的可调节开关频率，具备2 A输出电流能力，提供用户可编程输入欠压锁定及断续(hiccup)限流等保护特性。
提供不同电流电平的线性LDO稳压器
安森美半导体同样提供不同电流电平的线性低压降稳压器，方便用户的选择。这些LDO稳压器包括LP2951、NCP4640/1、NCP562及NCP4588等。
其中，LP2951是100 mA多功能LDO线性稳压器，特别设计用于输入与输出电压差极低的稳压应用。这器件提供75 μA的极低静态偏置电流，并提供固定或可调节输出电压(输出电压可在1.25 V至29 V之间设定)。NCP4640和NCP4641则是50/150 mA线性稳压器，支持4至36 V输入电压并可承受50 V电压。NCP562是80 mA超低静态电流LDO稳压器，静态电流低至2.5 μA。NCP4588则是200 mA输出LDO线性稳压器，典型静态电流小于9.5 μA，待机电流为0.1 μA，压降低至270 mV，并提供高70 dB的电源抑制比(PSSR)。这器件即使在负载电流变化的情况下也可以省去输出电容，在没有输出电容的情况下仍然保持稳定工作。但如果负载变化极大，最好使用0.1 μF至10 μF的输出电容。
图4：NCP4588在省去输出电容的情况下仍能保持稳定工作。
安森美半导体应用于智能电表的其它解决方案
如上所述，安森美半导体为智能电表应用提供丰富的解决方案，除了上述电源及电源管理方案，还包括电力线载波(PLC)调制解调器，以及丰富的存储器(EEPROM及SRAM)、时钟、接口、保护/滤波产品等，构成我们应用于智能电表的完整解决方案。
例如，安森美半导体推出了支持2.4 kb的更高半双工可调节通信速率、符合IEC61334-5-1标的AMIS-49587高集成度低功率PLC调制解调器方案，以及能驱动高达2 A电流的高能效的A/B类低失真线路驱动器——NCS5650，能够很好地配合智能电表PLC调制解调器及线路驱动应用。
图5：应用于智能电表通信模块的PLC调制解调器及线路驱动器方案。
总结：
电源及电源管理是智能电表的重要功能模块。安森美半导体为此功能模块提供丰富的产品选择，包括AC-DC开关稳压器、DC-DC开关稳压器及LDO线性稳压器，方便用户根据具体应用选择适合的器件。除了电源及电源管理方案，安森美半导体还为智能电表应用提供其它功能模块的丰富方案，如PLC调制解调器及线路驱动器、存储器(EEPROM及SRAM)、时钟、接口、保护/滤波产品等，构成应用于智能电表的完整解决方案。