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数字电源转换和管理解决方案

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编制时间：____年____月____日

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智能能源意味着电力生成，分配和消耗的智能水平。在

某种程度上，这已被政府强加给公用事业公司，但它比单纯

的立法更加深刻。更广泛的社会良知意味着它现在影响着各

种形式和各个层面的权力处理。

越来越多地嵌入米，器具，机械甚至建筑物中的“智能”

旨在帮助获得能量控制下。不断扩大的人口和有限的化石燃

料，再加上利用这些资源对环境的负面影响，正在改变世界

的能源格局。

可再生能源变得越来越重要。国际能源署近发布的数据

表明，能源生产和消费的关键领域如何进一步推动“巴黎协

定”的目标。电动汽车，太阳能光伏和陆上风电场正在满足

当前的预期，而其他举措包括碳捕获和储存以及提高燃煤发

电效率则不然。其他形式的可再生能源（如核电和储能）的

指标显示需要做出更多努力，如运输，工业和家用电器和照

明等消费应用等终端市场也是如此。

能源效率低下是转换阶段，自然会产生损失，但正在开

发的技术和技术可以帮助减少它们。该行业继续向数字领域

过渡，与纯粹的模拟方法相比，它提供了更好的控制，灵活

性和效率。由于这种转变，越来越多的解决方案结合了一系

列专门针对电源转换的功能。

监控能源使用

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智能电表正在推出在许多国家，消费者可以更好地控制

他们的能源使用，并帮助公用事业公司监控需求，以确保他

们只生产足够的能源来满足这种需求。公用事业公司越了解

消费者的习惯，就越容易采用对环境负责的能源生产和分销

方法。虽然术语“智能电表”涵盖了这个应用领域，但它们

的功能可能会有很大差异。有些人可能只是简单地将数据传

递回公用事业提供商，而其他人则可以让房主全面了解他们

的能源使用情况。

赛普拉斯半导体的FM4S6E2Dx系列微控制器针对的是

寻求开发系统的OEM可以连接智能电表并提供丰富的信息。

它可以构成家庭能源管理系统（HEMS）的，如图1和图2所

示。它集成了ARMCortex-M4F与图形子系统，以及许多其

他外围设备，以支持有线和无线接口。

图1：赛普拉斯半导体的家庭能源管理系统控制器为开

发智能能源解决方案提供了完美的平台。

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图2：赛普拉斯半导体的HEMS控制器，采用FM4S6E2Dx

微控制器。

在同一系列中，FM0+S6E1A1系列针对能源管理进行了

优化不同的形式，电机控制。无刷直流电机（BLDC）和永磁

同步电机（PMSM）的数字控制是能源管理领域，是优化的关

键。两种类型的电动机都存在于越来越多的工业机器和消费

电器中，并且一直是努力提高能效的主题。磁场定向控制

（FOC）是一种使PMSM和BLDC的驱动和控制更加高效的技

术，但它确实需要相对较高的处理能力。FM0+S6E1A系列

非常适用于BLDC和PMSM电机的FOC，这些应用完全受制造

商赛普拉斯半导体公司设计指南的支持。

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图3：FM0+S6E1A1集成了开发基于FOC的BLDC和PMSM

电机控制解决方案所需的一切。

电源转换

p虽然一些电器使用交流电源供电，但更多电器需要

降压和稳压直流电源，这使得开关模式电源（SMPS）的使用

变得非常普遍。转向数字控制使OEM能够生产更小，更高效

的SMPS，并继续努力进一步提高这一关键领域的效率。

Microchip的dsPIC33F系列数字信号控制器（DSC）定

位于智能电源转换，提供动态控制和环路调整，预测控制环

路算法以及针对不同功率级别的操