智能電表作為構建國家智能電網的關鍵樞紐，除具備基本的電能計量功能外，還能實現遠程抄表、實時計費與智能分析用電數據等功能，擁有著信息存儲、自動控制與無線信息交互等物聯網能力，是完成電能信息收集自動化和電網系統(tǒng)智能化的重要計量設備，可有力推動國家電力市場的改革和可持續(xù)發(fā)展。

單相智能電表與三相智能電表的工作原理

如上圖工作原理簡示圖所示，智能電表通常需要與高壓電網連接，同時又要與低壓控制電路通信，因此其必須引入電氣隔離措施以提升智能電表的穩(wěn)定性、安全性以及數據傳輸的精準度，同時保證相關工作人員的安全。

通常情況下，在智能電表中需要使用數字隔離器來完成電氣隔離，數字隔離器主要用于實現高低壓電路之間的電氣隔離，確保智能電表的安全性、可靠性和抗干擾能力。

數字隔離器智能電表中的應用方案簡示圖

在計量模塊與主控MCU的串口通信中，計量模塊主要負責對高壓電網中流入的電壓數據和電流數據進行精確的采集與處理，而數字隔離器則用于隔離高壓側的電流互感器/分壓器與低壓側的控制電路，并在電氣隔離的環(huán)境下將數據信號傳輸至主控MCU中，確保數據傳輸的安全與可靠。

1、CMT812X 高速雙通道數字隔離器

安全相關認證

? DIN VDE V 0884-11: 2017-01

? 符合UL 1577組件認證

? CSA認證，符合IEC 60950-1, IEC 62368-1, IEC 61010-1 and IEC 60601-1 終端設備標準

? 符合GB4943.1-2022的CQC認證

? 符合EN 60950-1, EN 62368-1 和 EN 61010-1 標準的TUV認證。

增強電磁兼容性(EMC)

? 系統(tǒng)級ESD、EFT、浪涌抗擾性

? ±8kV IEC 61000-4-2 跨隔離柵接觸放電保護

? 低輻射

數據率：DC至150 Mbps

寬電源電壓范圍：2.5 V 至5.5 V

工作環(huán)境溫度范圍：-40°C to 125°C

穩(wěn)健可靠的隔離柵：

? 可實現40 年以上的預期使用壽命

? 高達5 kVRMS隔離額定值

? 高達8 kV浪涌能力

? ±200 kV/μs 典型 CMTI

默認輸出高電平和低電平選項

低功耗，1 Mbps 時每通道的電流典型值為1.5mA

低傳播延遲：典型值為9 ns（由5V 電源供電）

SOIC -16 封裝（寬體），WB(N) SOW8L(寬體)與SOIC - 8（窄體)

2、CMT804X 高速四通道數字隔離器

安全相關認證

? DIN VDE V 0884-11: 2017-01

? 符合UL 1577組件認證

? CSA認證，符合IEC 60950-1, IEC 62368-1, IEC 61010-1 and IEC 60601-1 終端設備標準

? 符合GB4943.1-2022的CQC認證

? 符合EN 60950-1, EN 62368-1 和 EN 61010-1 標準的TUV認證。

增強電磁兼容性(EMC)

? 系統(tǒng)級ESD、EFT、浪涌抗擾性

? ±8kV IEC 61000-4-2 跨隔離柵接觸放電保護

? 低輻射

數據率：高達150Mbps

寬電源電壓范圍：2.5 V 至5.5 V

工作環(huán)境溫度范圍：-40°C to125°C

穩(wěn)健可靠的隔離柵：

? 40 年以上的預期使用壽命

? 高達5 kVRMS隔離額定值

? 高達8 kV浪涌能力

? ±200 kV/μs 典型CMTI

默認輸出高電平和低電平選項

低功耗，1 Mbps 時每通道的電流典型值為1.5 mA

低傳播延遲：典型值為9 ns（由5V 電源供電）

SOIC16 封裝 (寬體和窄體)

例如，CMT812X、CMT804X系列數字隔離器基于容耦原理，支持高5kVrms隔離電壓，數據速率最高可達150Mbps，可完美滿足當代智能電表對于安全穩(wěn)定與高速數據傳輸的需求，確保計量數據能夠及時、準確地傳遞給主控MCU，為智能電表的精準計量和高效控制提供了有力支持。

在主控MCU對外的RS485通信中，主控MCU主要負責通過485通信接口與集中器、抄表系統(tǒng)等外部設備進行遠程的數據交互，而數字隔離器則用于防止總線上的干擾信號反串到電表內部，同時避免電表內部的噪聲影響通信線路，確保數據傳輸的準確性和穩(wěn)定性，增強電表的抗干擾能力。

例如，CMT812X、CMT804X系列數字隔離器同樣可應用在此485通信接口中，有效防止防止高壓浪涌或地電位差導致的通信故障。此外，在智能電表中，CMT812X、CMT804X系列數字隔離器還可用于隔離主控MCU與外圍設備（如繼電器、LCD顯示屏）以及隔離不同電壓等級的模塊，保護主控MCU免受外部信號的干擾。

展望未來，隨著技術的不斷創(chuàng)新和突破，以及太陽能、風能等綠色分布式能源的持續(xù)接入，智能電網系統(tǒng)將會進行持續(xù)的的優(yōu)化與完善，而數字隔離器則將有望在智能電表領域發(fā)揮更為重要的作用，進一步提升電網系統(tǒng)的穩(wěn)定性、智能性與高效性，促進清潔能源的可持續(xù)利用，為能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更多貢獻。