工业通信及安全保护方案

　　(3)电力线宽带通信方式。低压电力线宽带通信技术指载波信号频率范围>

图6：针对远程抄表应用的NCN5150单芯片集成M-Bus从收发器典型应用电路图。

NCN5150提供SOIC-16及QFN-20封装选择。SOIC-16与当前市场上已有器件引脚对引脚兼容，外加多处性能提升。QFN封装的尺寸使其非常适用于数量不断增长的空间受限型应用。NCN5150提供-40°C至+85°C的宽工作温度范围，使其非常适用于各种通常不可预测的工作环境。这器件与极性无关，其它关键特性包括掉电保护功能、快速启动，并能够配合从总线或外部电源为从设备供电。

3）家居及楼宇自动化控制KNX收发器方案KNX是一种针对各种家居及楼宇控制应用的全球性标准，涵盖从照明及百叶窗控制到各种保安系统、供暖、通风、空调、监视、报警、水控制、能源管理、仪表及家用电器、音响等应用。安森美半导体推出了用于KNX双绞线网络（（KNX TP1-256））的NCN5120收发器，用于处理总线上的数据发射和接收，支持连接建筑物网络中的致动器（actuator）、传感器、微控制器、开关或其它应用。

图7：NCN5120 KNX收发器产品及应用示意图。

NCN5120内置混合信号技术，在单片集成电路（IC）中集成了模拟前端、数字处理能力及电源功能。集成的KNX EIB收发器包含嵌入式物理层（PHY）及媒体存取控制器（MAC）层，提供9，600波特通信速度（TP1），可选择KNX总线电流斜坡，并且提供KNX总线电压监控功能。NCN5120还提供20 V稳压器及两个高能效DC-DC转换器，从总线产生3.3 V固定电压及可调节的3.3 V至21 V稳压电压，各自的驱动电流能力均为100毫安（mA）。

这收发器适合大功率应用，其设计旨在减少外围器件，成本更低，还支持安全及可靠地耦合至总线，因为它具备可选择扇入（fan-in）模式、总线电压及温度监测等特性。NCN5120的其它重点特性和优势包括：发送数据帧缓冲、可选自动确认、支持模拟模式、支持休眠模式、可选择UART或SPI接口、可选择至主控制器的波特率、完整的时钟系统（采用业界标准低成本16 MHz石英工作，能为外部MCU产生8/16 MHz时钟）等。这器件采用QFN40 6x6 mm封装，工作温度范围为-25℃至+85℃。

4）符合UL943安全保护标准的GFCI信号处理器接地故障断路器（GFCI）是针对北美地区法规要求的一种特殊保护设备，用于防止触电事故风险，被要求用于检测接地-中性故障（三线）。GFCI的参考标准是UL943，涵盖美国标准。而在欧洲等地区，法规要求使用残余电流保护装置（RCD）来降低触电事故及着火风险。RCD的参考标准是IEC 61008及IEC 61009，涵盖欧洲标准。GFCI和RCD的工作原理都是感测火线和中线导线电流之差，并在超过阈值的条件下触发断路器/开关。

安森美半导体提供NCS370xx系列GFCI信号处理器，用于火线-中性-地线保护。这系列器件采用专有测量方法，提供高集成度方案，帮助减少外围元件数量，控制成本，尤其是可以减少额外的电流互感器。NCS370xx提供优异的抗噪性能，提供LED及蜂鸣器选择，能够触发指示器/负载监视，其响应时间取决于故障电流。这系列器件目前包括NCS37000、NCS37005、NCS37010、NCS37012及NCS37007ST RCD等，其简要功能简介如表1所示。

表1：安森美半导体NCS370xx系列GFCI产品功能概览。

总结：安森美半导体为智能电网、智能家庭、智能楼宇控制等应用提供丰富的产品及方案。本文重点介绍了安森美半导体用于此类应用的PLC通信方案、远程抄表M-Bus从收发器方案、楼宇自动化控制KNX收发器方案以及安全保护方案，帮助设计工程师开发配合智能电网及智能家庭/楼宇自动化技术发展趋势的产品，从而在市场上占据更有利位置。