兼容直流的電流互感器長期用于檢測智能電表中的交流電流，但其有一些缺點，而且很昂貴。對于某些應用，分流電阻是更好的電流傳感器選擇，因為它價格低廉、具有高線性度并且能抗磁場干擾。遺憾的是，分流電阻不具有電流互感器所固有的電氣隔離特性。在要求隔離的智能電表等應用中，采用隔離電源技術的數字隔離器與分流電阻結合可提供一種良好的解決方案。

單相防竊電智能電表

考慮圖1所示的單相防竊電智能電表。模擬前端（AFE）IC利用分流電阻測量相位電流，并利用一個簡單的分壓器測量相位電壓，從而計算電能并監(jiān)控負載的質量。在這種應用中，電力線相位電壓用作AFE的接地參考。零線電流測量必須隔離，從而保護AFE免受高壓影響。AFE利用標準SPI或I2C通信將計算得到的電氣量傳輸給微控制器（MCU）。然后，MCU將數據發(fā)送到通信模塊，通常使用UART接口，必須確保安全隔離并避免接地環(huán)路。因此，MCU必須與AFE隔離，與通信模塊共地（隔離1），或者與通信模塊隔離，與AFE共地（隔離2）。

電表電源從電力線獲得，但安全隔離柵會產生兩個電源域。圖1中的PS1與相電源是同一電源域，可以直接使用而無需隔離AFE。然而，安全隔離柵1或2則需要使用隔離電源PS2來為MCU和通信模塊（隔離1）提供電源，或者僅為通信模塊（隔離2）供電?？偠灾?，單相防竊電表中有多個點需要隔離。

圖1 單相防竊電智能電表

零線電流檢測

AFE與MCU（隔離1）之間或MCU與通信模塊之間（隔離2）必須通過隔離柵1和2的信號是數字信號。為了隔離數字信號，已經開發(fā)出許多技術。傳統(tǒng)方法使用帶LED和光電二極管的光耦合器，較新的技術則是使用芯片級變壓器的數字隔離器。例如，與光耦合器相比，iCoupler數字隔離器具有許多優(yōu)勢，包括：更可靠、尺寸更小、功耗更低、通信速度更快、時序精度更佳、易于使用。芯片級隔離技術也可以與其他半導體電路結合，實現小尺寸、高集成度解決方案。在數據速率較高的應用中，這些優(yōu)勢尤其顯著。智能計量就是這樣一種應用，因為新式電表需要高得多的實時信息流量。