在全球贸易战和经济增速放缓的国际形势下,芯片的国产化势头不可阻挡,一方面中国是最大的半导体消费国,还有美国对我国IC产业链的限制,这些都促使我们自主自强。据相关数据显示,2019年我国芯片自给率仅为30%左右,国家规划到2025年,中国芯片的自给率要达到70%。除了存储芯片和处理器芯片,电源芯片也是最大的一块蛋糕之一。
电源管理芯片主要是负责电子设备系统中电能的转换、配电、检测和电源管理,负责将源电压和电流转换为可由微处理器和传感器等使用的电源。人们的生活已离不开电子设备,电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的。虽然目前国内的电源芯片企业实力和国外顶级厂商相比,还有些差距,但是在产品种类上正在逐渐完善,具备了一定的国产替代能力,中国的电源管理芯片企业毛利率水准远高于其他行业,高盈利能力吸引了潜在进入者不断涌入市场。据相关数据统计,2015-2020年中国电源管理芯片市场规模逐步增长,年增长率约9%,新的应用领域层出不穷,电源芯片市场正在迎来很多新势力,产业的革新正在进行当中。截至2019年底,电源芯片行业的企业数量超过1500家,近五年,年平均增长60家以上。
痛并成长着的国内电源芯片市场
由于电源管理芯片行业盈利能力较强加上进入门槛较低,每年吸引许多潜在进入者竞相投入,但大部分电源管理芯片企业由于技术门槛不高而只能在低端市场恶性竞价。电源市场繁荣的背后,也凸显了很多行业的问题,企业创新能力不足、同质化产品严重、制造工艺不成熟、产品的一致性差、行业价格战等痛点,国内企业对于高端产品的研发投入少,害怕失败和创新的投入,这些问题不解决,中国的电源IC产业很难和国际媲美。目前,电源管理芯片正朝着高效低耗化、集成化、内核数字化、智能化等趋势发展,高端的电源芯片正是市场的刚需。
正是因为门槛不是很高,很多国内的新公司通过无晶圆模式切入到电源IC市场,但是这些企业往往定位在电源的中低端电源管理芯片领域,做到最后往往受制于价格的巨大波动,行情不好也容易导致公司业绩波动。
对于国内企业从事中高端电源芯片产品,一个最大的壁垒就是缺乏产业链的配合以及昂贵的晶圆制造成本,没有自己的完善产业链,电源IC企业想角逐高端市场难上加难,企业发展自然也受限。
在笔者采访的企业中,有一家老牌的电源IC企业,它们正在用高端的电源产品对标国际大厂。深圳芯茂微电子是一家位于深圳罗湖的高端电源IC厂商,公司拥有自己的封装厂,具备电源的全产业链优势,主要聚焦在BICMOS和BCD工艺平台进行产品研发,贴近客户需求进行正向定义、设计、封装、测试和销售芯片产品,其芯片广泛应用在物联网、智能家居、消费类电子、通信、计算机、机器人、无人机、电力电子和医疗电子等领域。
虽然国内电源厂商近年来取得了一定的成绩,但是这远远不够。曾经有业内人士说道,中国的电源管理芯片市场份额八成被欧美厂商垄断,国内企业在高端领域的市占率不到一成。国产替代形势严峻。狭路相逢勇者胜,芯茂微电子的市场策略就是和顶级国际厂商竞争并占领市场,取得客户对公司的认可。芯茂微表示,对标美国PI、MPS、ON、NXP、TI等厂商是公司目标,现阶段主要聚焦1000W以下模拟电源,2030年成为AC-DC电源芯片领域全系列的国产产品第一的供应商。
芯茂微电子总经理赵鑫表示,"芯茂微电子聚焦于AC-DC电源管理芯片,所谓AC-DC,就是高压交流电转为低压直流电,可以说是所有用电设备的工作基础。经过10年的积累,产品功率从5W突破到300W,拥有数十项国内发明专利及海外PCT,销售数量及金额已进入AC-DC电源芯片领域国内前三甲。"
凭什么角逐高端电源芯片大蛋糕?
对于电子设备所具备的功能越多,性能越高,其结构、技术、系统就越复杂,电源管理芯片的性能离不开先进的工艺和设计技术,新的工艺、封装和电路设计技术能提高电源功率密度、延长电池寿命和减少电磁干扰以及增强电源和信号完整性,从而让芯片系统更安全。对于高端的电源芯片厂商芯茂微电子而言,这些核心的技术它们掌握了精髓。
能进入高端的电源IC市场,必须具备强大的质量管控能力。据悉,芯茂微的全线产品均通过ISO9001,14000和18000的质量体系认证,芯茂微也承担了"Gan高频电源驱动芯片"深圳市技术攻关项目,参与了2019年广东省重大专项,对每一个电路的设计产品质量的严格把关,是芯茂微取得技术突破、获取成功的第一要素。在芯片制造过程和封测出货过程,芯茂微都选择国内首屈一指的制造商合作,确保制造过程中的质量管控,客户满意始终是我们的质量目标。完善的产品停产管控体系、客诉管控体系、产品迭代管控体系、生产管控体系和新品开发管控体系是芯茂微质量保证的关键。
芯茂微电子的"杀手锏"
1、完善的电源芯片全产业链
随着工业领域对大功耗器件节电的需求,5G、物联网、智能电表、电动 汽车 、智能机器人等新兴应用也需要更好质量的电源管理IC,电源管理芯片产品的发展趋势表现为多样化,体现在供电电压趋势、数字电源管理趋势、产品设计周期缩短趋势、产品面积缩小趋势和低成本趋势等。芯茂微的全产业链优势就是能更好的控制产品质量和成本,从电源芯片的工艺开发、系统定义、产品定义、芯片设计、版图设计,再到产品的流片中测、封装成测、功能性验证、质量与可靠性验证、批次性验证、系统验证应用方案等,这些都是芯茂微自己的团队完成,可控性很强。通常情况下,包含所有环节的设计公司不足15%,很多同行的公司缺乏工艺开发、系统定义、产品定义、质量与可靠性验证、批次性验证、系统验证等环节,拥有完善的电源芯片全产业链公司具有很大的市场优势。
芯茂微表示,公司上游供应链中,晶圆代工部分均在全球排名前十的FAB厂商,如TSMC、华虹宏力等,封测代工部分在均全球前十的封装厂进行代工,如长电 科技 、华天 科技 等,稳定的供应链正是产品优秀质量的保证。
对于工艺技术的持续投入,正是芯茂微不断发展和壮大的"利器"。2020年3月,衡阳市第一批产业项目集中开工仪式视频会议在高新区举行,湖南矽茂5G半导体产业园在开工仪式上全面启动,该项目总投资10亿元,项目公司为湖南省矽茂半导体有限责任公司,深圳芯茂微就是其大股东。
2、先进的工艺和技术
和设计企业相比,掌握晶圆制造能力的设计公司无疑是拥有更多的技术优势。欧美和台湾地区正是掌握了这个核心,占据领先位置多年。由于电源管理IC的技术成熟度越来越高,产品的差异化成为抢占市场的关键。
BICMOS是把双极型晶体管和CMOS器件同时集成在同一块芯片上的新型的工艺技术,它集中了上述单、双极型器件的优点,取长补短,针对高速和高性能的芯片生产。芯茂微已经推出了独特的700V BCD工艺平台、12W 以内内置BJT AC-DC 电源芯片、同步整流技术、高压BUCK非隔恒压恒流电源芯片、200W以上大功率正反激系列原副边配套芯片等。
据悉,芯茂微的700V BCD 工艺平台优势在于拥有自主知识产权,先进的衬底终端技术、功率集成技术、内部多种器件集成等应对市场的高度集成化需求,可以定制客户需求的各种不同类型的功率器件及控制芯片,这个平台获得了国家 科技 进步二等奖。
随着5G及快充的逐步普及和应用,产品功率提升要求增加,要求同步整流耐压更高、内阻更低,DCM模式也会转向CCM模式,在CCM模式下对同步整流开通和关断的检测与控制技术要求更高。高功率密度、小型化都是今后的主流,要求同步整流的检测、环路响应及控制的速度要更快。
据介绍,同步整流芯片技术在高功率密度电源领域应用上有很大优势,芯茂微在同步控制器研发阶段的时间超过6年,技术水准和产品稳定性处于行业领先水平。芯茂微相关人员表示,公司主要聚焦18~300W适配器市场,芯茂微做的合封高压同步整流芯片性能,目前已在亚洲区域领先,并助力2018年的央视春晚及元宵晚会显示大屏。在PD快充市场、生活电器市场、手机充电器市场领先对手至少一代,如LP2801、LP3667、LP3669系列产品,均具有外围简洁、高性能、高可靠性、低功耗等特点。
据了解,2009年,芯茂微推出了国内第一款高压 700V工艺芯片LP2703/45,量产产品的功率从12W提升到国内领先的500W。2014年,芯茂微推出自供电 AC-DC 电源芯片LP377X/378X等系列产品,深得客户认可,累计出已超过40亿颗,目前出货平均50KKPCS/M。2020年10月,单月订单已突破187亿颗。针对大功率正激电源,芯茂微电子在2018年量产了LP9901,SRC01等同步整流控制芯
片,所生产的产品已经进入春晚市场。2020年推出行业集成度最高LP3715/6C系列自供电产品,凭借优异的性能和可靠性,得到了联想等大客户的认可。
五年后目标是在AC-DC领域国际前五
如今,芯茂微电子已在高端电源芯片领域取得了很多成绩。2018年,获批GaN电源驱动芯片深圳市技术攻关项目,200W电源整流芯片被春晚电视墙采用,是物联网wifi模块AC-DC电源管理芯片行业标准牵头单位;2019年,公司量产销售产品功率提升到500W,获批广东省重大专项"Si 衬底上 GaN 基功率器件的关键技术研究及应用,在AC-DC模拟电源芯片领域销售数量和金额领先友商。
提升产品的工艺良率、稳定性和产品可靠性是公司的目标。公司的团队实力强大,涵盖电源芯片的工艺开发,系统设计,电路设计、版图,产品验证、测试、封装、考核,系统验证、考核,质量体系,销售,财务,人事等。未来,在5G、AI、物联网、新消费电子、 汽车 电子等应用对电源芯片的需求增加,国内的电源芯片厂商迎来了一个反超国际大厂的良好机会。芯茂微电子总经理赵鑫表示,集成电路是个非常艰苦的行业,为了吸引人才,留住人才,发挥人才的主观能动性,芯茂微的持股员工数已超过总员工总数量的20%。未来,我们会在专注人才投入的同时,大力增加研发资金的投入,产品功率突破到10KW,进入本领域国际前五强。
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随着芯片制造及物联网技术的发展,生活中很多计量收费的装置都随之发生了改变。电表、水表、燃气表以及暖气等都实现了数据的远程采集及控制。这样不仅大大节省了人工,同样对数据的处理和统计也更为精确化。
电表的分类与工作原理早期使用的是纯机械的电表,也叫感应式电表。是使用电磁感应原理采集电流电压,通过机械齿轮的传动带动计数,最终显示用电量的。其内部主要由电流线圈、电压线圈、铝盘、永磁铁、机械计数装置、接线端子等几个部分组成。其中电压线圈并接在负载回路中,这个线圈的匝数较多,并且线径细;电流线圈串接在负载回路中,它的线圈匝数很少,并且线径粗。通过这两个线圈所产生的磁通,共同作用在铝盘上。由于这两个线圈的作用,就会使铝盘产生涡流,使铝盘转动,在永磁体的阻尼作用下,会使铝盘匀速转动,在蜗杆及齿轮的带动下,使计数装置计数,显示电量。
感应式电表由于使用的是机械装置进行计量,机械装置会因环境因素(如温度)而产生影响。所以这种电表的稳定性和计量精度相对较差,并且每个电表在出厂时会存在磁路及机械结构的差异,所以需要加入一些补偿措施,长时间的运输及振动后,也需要进行调校。
这种电表在计量时需要带动铝片旋转,产生的功耗较大,并且无法防止窃电等非正常使用行为,需要人工定期抄表,这一点也会大大增加了工作量及用电量统计的时间。所以这种电表现在基本上已经淘汰了。
电子式电表相比感应式电表,计量精度有所提高并且受环境影响较小,校准容易,计量精确也不会因为运输中的振动等因素造成影响,由于使用了芯片计量方式,本身的功耗也会降低,并且这种电表可以加入窃电等非正常使用的检测。虽然这种电表在很多方面优于感应式电表,但仍然需要人工抄表,对用电量进行统计。
这种电表相比普通电子式代表,由于增加了预充值的费控系统,就可以有效地对用户的用电行为进行控制,如欠费时的断电,用电异常行为的断电控制等等。由于采用预付费的方式,无需进行人工抄表,并且在用户进行读卡机充值 *** 作时,会通过IC卡将电表内的数据上传到充值 *** 作的平台,这样就可以对用户的用电量及用电行为进行统计。
随着预付费电表节省了人工抄表的麻烦,但预充值仍然需要人工 *** 作,并且为了安全,这种充值 *** 作只能通过授权部门进行,所以,使用中仍然会有不方便的地方。
智能电表的数据远传及控制信号传输方式有很多种,比如店电力载波、公网传输等等,使用后者居多,也相对稳定。电表的数据采集接口一般为RS485,会根据区域的划分将小区域内(比如一个单元)的电表通过RS485进行并接。由数据集中器对区域内的电表的数据进行采集及处理,并通过公网(如GPRS)将汇集的数据上传到电力部门的服务器,由服务器后台软件对数据进行处理及分析后,除了作为电力部门的监管外,还会将用电量及费用信息通过信息等方式推送给用户。只能电表除了可以远程采集用电信息外,同样可以对用电行为进行监管和控制,当出现异常用电行为时,可以通过远程控制的方式进行断电,并且在后台软件发出提醒,通知管理部门。
智能电表的使用不仅仅省去了人工抄表及预充值所带来的工作量,而且实现了用电数据采用、统计,以及缴费的便捷化。足不出户就可以通过手机查询用电情况、进行缴费。生活中,不仅仅电表实现了智能化,燃气、暖气、水表同样实现了智能化的采集与控制。相信随着智能控制及物联网技术的不断发展,人们的生活会越来越便捷高效。
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。随着技术的发展,越来越多的新 科技 应用在生活中的各个方面,现在不仅是电表的计量收费是远程控制,就连家里的水费、煤气费等都实行了远程监控,并且费用都由银行代扣了。今天我们来聊聊现在的智能电表是如何进行远程控制的。
以前电表需要抄表的原因
我小时后还很清楚的记得家里用的都是带转动铝盘的感应式电能表,家里打开的开的用电器越多那个铝盘转的就越快,每到月底就有电工师傅来家里把电表上的数字抄写在本子上,通过一通计算后就算出了这个月所花的电费。后来由于上学选择了电类专业学了才知道这个电表工作过程的来龙去脉。
对于感应系电能表它是由驱动元件产生转动力矩去驱动铝盘转动,这个铝盘的转动圈数由计算用电度数的机构去计数,那么这种感应系电能表最后就要通过计数器会最终显示出家庭所用的电量,由于以前技术所限电能表只能显示数据而无法进行远距离传输数据,必须要人工抄表。
随着技术的发展,在本世纪初电能表有又前进了一步,大家都普遍使用了电子式电能表。这种电子式电表它的好处是灵敏度高,所以给用户的感觉是换上电子式仪表好像比感应式仪表跑的度数多了,还有一点是使用电子式电能表降低了电能表本身的能量消耗,小时候看到电工师傅去抄表时最后都要多加2度3到3度电,这可能是因为感应式仪表的自身消耗功率大的缘故吧!
具有预付费功能的电子式电能表
具有远程控制功能的费控智能电表的控制过程
随着技术的发展,特别是近年来网络技术的普及现在家里的煤气表、水表和电表等都采用了网络的联网技术。再加上现在的电能表比前面讲的电子式电能表在功能上增添了许多新功能,特别是为了满足网络通信的需要现在的电表都具有红外通信接口、RS485数据通信接口和载波通信接口等多种网络接口,在DL/T645通用的通信协议下可以支持通信远程拉合闸控制。
因此通过网络技术加上这种具有集电能计量、费用控制、监控等功能于一身的智能化测量电表,两者结合后通过RS485通信和远红外通信等就可以将用户的用电量和用电信息数据采集存储起来然后通过网络传送到供电部门的远程预付费能耗管理系统中进行实施监控管理。
无线网络的自动抄表系统的展望
大家好,很高兴能回答这个问题。
随着现在 科技 的不断进步与发展,人们的日常生活也不断的提升。由于现在5G时代的到来,打造更让人舒适的智慧城市被国家提上了日程。所以传统的电表已经跟人民的生活方式相违背,因此,智能电表在全国各地甚至一些偏僻的农村都在使用着,大大方便了我们老百姓的日常生活。
实时计费、远程传输控制等是智能电表的重要特点。关于智能电表是怎么远程控制的,下面我就给大家简单的讲解一下。 远程控制系统主要有智能电表、电表数据采集器和安装在电脑上的远程控制软件构成。
智能电表控制系统示意图
1、智能电表是远程控制系统的终端设备,是实现远程控制的基础 ,是完全区别于传统电表的。智能电表依托A/D转换器或者计量芯片对用户电流、电压开展实时采集,经由微处理器开展分析处理计算后,进一步将电量等内容经由通信、显示等方式予以输出。 具有RS-485及红外通讯接口,与外接设备进行通信,进行数据交换。
2、电表无线采集器。 智能电表的RS-485的通信接口连接到电表采集器上,采集器上插入一张手机卡,可以同时完成多个智能电表的数据采集,运行存储并通过内部手机卡的GPRS将数据发送给后台服务器,主要是完成向上一级的数据传送。
3、后台服务器的远程管理系统。 远程管理系统把发送过来的电表数据进行统计处理分析,根据用户不同的需求进行个性化设计功能,主要实现对电表的远程控制、远程抄表、远程充值、报表打印等 *** 作,并对整个系统的运行状态进行监视、管理、储存、记录等。
智能电表系统顺应 科技 发展潮流,有利于现代化管理,国家电网的传统电表的改革,实现了惠民又惠利。 但是也有老百姓担心,现在的智能电表既然可以远程控制欠费停电,可不可以远程控制电表加速? 欢迎大家在下方评论,谢谢!
传统的电表在进行电费管理过程中需要专门的工作人员进行抄表,所以要想集中进行电表的管理首先要进行电表的智能化改造,即形成了现在的 智能电表 。
所谓 智能化 ,就是通过计算机技术和通信技术的应用,使电表拥有一个智能化的芯片核心,具有计量电能的用量、时间以及费用等一些主要功能的电表。
从结构上来说,我国的智能化电表主要可以分为两大类,一种是 机电一体的电表 ,另一种是 全电子电表 。
机电一体电表 ,就是在原来的电表上面加装一些特定的机械部件,使电表能够完成简单的智能化要求,这样做不仅能够降低改造的成本,还具有便于安装的优势。
全电子电表 ,选用单片机的技术和专门的测量方式来集成电路,在准确度方面表现很好,还能有效避免出现被偷电的状况,同时电表自身功率的消耗较低所以有很高的可靠性。
智能电表抄表系统 实际上是一种信息采集和处理系统,其 工作原理 是利用计算机网络,对电力的使用情况进行自动记录和信息收集,进而进行集中处理。
其工作时的主要功能包括信息的收集与处理, 远程控制与监测 ,对线损情况的分析和预测,以及发现危险后的报警等。
其主要结构可以分为三个部分, 信息采集部分 , 信息传输部分 以及 信息处理部分 ,几个部分相互结合,共同发挥系统的作用。
题主提到的 远程控制方式 主要涉及的是信息传输部分,即通信通道,就是将采集到的数据向管理系统进行传输的通道。就目前而言,通信通道使用的类型包括 GPRS 、 CDMA 、 PSTN 等信息传输平台,随着技术的发展, 光纤 也逐渐得到应用,且以耗能低、通信距离远、使用期限长的优点,得到了迅速发展。
电力系统基于上述通信通道便可实现对用户智能电表的远程控制与监测,实现用户用电相关信息的收集和集中管理。
[1] GPRS (General Packet Radio Service),即通用无线分组业务,是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接。
[2] CDMA (Code Division Multiple Access),即码分多址,利用码序列相关性实现的多址通信。
[3] PSTN (Public Switched Telephone Network),即公共交换电话网络,一种常用旧式电话系统,也即我们日常生活中常用的电话网。
我们这是和网络连接上的,电力公司在电脑前统计电量,是后付费方式实行定量阶梯电价,到了时间电量统计好了通过微信和张贴告知,付费可通过yhk,现金,微信,支付宝都可以支付。
现在的智能电度表,具有计量准确度高,户与户之间计量互不干扰。集中安装集中管理的优势。智能电表通常应用在电能管理系统中,包括计算机、通讯管理机、打印机等设备在内的集成系统。该系统主要分为三层,底层的是智能电度表。中间层为通讯管理机,上层为客户端pc,服务器及相关外设(如打印机、短信猫等),他可以通过计算机实施远程监控,实施远程设置远程查看工作状态、违规记录和远程分合闸、抄表、时空、负空、费控等功能。
十年之前电表都还是机械电表,需要人工抄表底示数来算电量和电费,现在只需要通过电脑就可以远程抄表,电量和电费的计算在电能表中直接实现。那么智能电表是如何实现的呢?
电能表电能表可以分为机械式(感应式)电能表和电子式电能表。
机械式电能表是运用了电磁感应的原理。(具体原理就不细说了)
这种电能表只能进行测量电能,而且电表容量小,精确度不高。
简单的电子式电能表相对来说比机械电能表要功能多、精度高。
由于 科技 发展的太快,简单的电子式电能表还没推广运用,费控表就开始普及了。
费控电能表是在测量电能的基础上,加上了数据存储、传输、交互和电量电费的计算等功能。
如何控制费控电能表费控表可以分为本地费控和远程费控表,功能其实是差不多的,只是在有些数据的计算和传输上不一样。
费控表中有载波模块,通过电力线载波通信传输数据,总集中器根据需要采集所有费控表中已存储的数据,集中器再通过GPRS信号传输给采集数据的系统。
传输是相互的,采集数据的系统也可以向费控表下发指令,比如停电指令 。
停电指令:当你欠费时,系统平台会下发到集中器停电指令,集中器再传输给费控表,费控表接收指令后动作,断开开关。
现在交费和电费查询只需要在手机的app上就可以。
这样的发展更加有利于我们的生活,交费更加方便,电费查询更加清楚,安全更加有保障。
科技 在发展,各种电子设备每年都在更新换代,效率更加便捷,功能更加强大。十年后的电表不知道会是怎样的,期待!我是漫步者2020,喜欢学习电器和电方面的知识,希望我的回答对你有帮助!
喜欢就关注一下,我会把我学习到的知识分享给大家!
本人从事电力行业,还算了解,现在电网的智能化程度很高了,大到无人值守变电站,机器人值守变电所,配网自动化系统等。小到家用电表的集抄系统,现在的智能电表都带通讯接口的,每个电表箱内都装有集抄器,把所有电表的通讯线接到集抄器,集抄起装GPRS手机卡,无线通讯到供电公司集抄总站,电表的数据就会传上去。电表也具备4摇功能,遥测、遥信、摇控、摇调。电费欠费可以自动停电,续费可以自动复电。我们通过手机关注所在省份电网微信公众号,输入户号就可以查询每天的用电量,还可以对比去年同期用电量等等,功能很强大,信息很准确!
以前的电表需要抄表,现在的智能电表又是怎么远程控制的?
智能电表不论控制,你电表卡里显示没钱了就断电了。简单的很也不用抄表。你不买电,就没电供应你一用。
以前的电表是人工抄表。现在的电表它是采用信息化的管理方式。每个表有一个新品。类似于人的身份z。这个芯片记录了电表的参数。通过网络直接收集到供电部门。减少了人工成本。减少了误差。
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