安森美半导体应对智能电网挑战的高能效解决方案
多家市场调研机构预计，到
2030 年，
)在全
球能源消费总量中所占的份额将大幅上升。倡导节能减排、绿色发展对所有行业
提出了新的要求，迎合低碳经济时代的节能设计已成为能源企业和电子产品竞
争力的重要体现。
市场机遇与挑战
发展可再生能源是大势所趋。而太阳能和风力发电是智能电网的组成部分，同属
于分布式发电范畴。推动智能电网发展可以带来许多优势，如利用双向通讯实现
需求对应管理，缓和用电高峰，快速发现故障，避免停电事故，从而实现更高
能效、可靠性及安全性；智能地整合新的替代能源，并为电动和混合动力汽车提
供电力；更好地调整能源供需，更高效地利用发电厂及电网，减少碳排放量；
提供动态的费率表，帮助客户优化总电能消费及电费支出，改善客户服务；及
远程读表及远程通电和断电可以节省人力成本，提高运营效率等。
在推进可持续发展的共识下，中国目前正在大力发展太阳能、风能等产业，前景
看好。其中太阳能领域的技术已经日趋成熟，太阳能发电等都获得了长足发展，
太阳能街道照明也越来越受到青睐。此外，为导入新一代智能电网而完善电力基
础设施，中国政府制订了到
2020 年投入 4 万亿元人民币的宏伟目标，其中的
“坚强的智能化电网(Strong＆Smart Grid)”的概念已在上海世博会展示。
不过，在发展可再生能源和升级改造现有电网的同时，也面临着不少挑战。对半
导体行业来说，最大的挑战莫过于能量转换，因为发展可再生能源的关键在于
优化能效。以太阳能供电的
LED 街道照明为例，这种应用需要高效可靠的太阳
能板充电控制器，以及
LED 驱动器等关键器件，需求相当可观。而智能电网从
发电、配电和现场区域网到智能电表通信及家庭区域网，也都需要诸多电子元器
件。其中包括功率因数控制器、交流
-直流(AC-DC)和直流-直流(DC-DC)控制器、
稳压器、
MOSFET、三端双向可控硅开关元件(TRIAC)、电力线载波调制解调器、
滤波、输入
/输出(I/O)及数据保护、线路驱动器及信号放大器、LCD 背光驱动器
EEPROM 存储器及智能卡接口等。
应用于智能电网的高能效解决方案示例
1. 提升太阳能电池板光电转换能效的方案
近年来，业界越来越关注利用可再生清洁能源太阳能的街道照明。对于太阳能街
灯而言，提高太阳能电池板的光电转换能效非常重要。太阳能电池板的电压
-电
流
(V-I)特性曲线呈现非线性和可变性，要从中获取最大量的电能非常困难。这需
要太阳能
LED 街灯的充电控制器及其他相关电子电路(一般采用微控制器来实
现
)尽可能采用有效的控制方法来提高能效。
安森美半导体的
CS51221 增强型电压模式 PWM 控制器就是一种可提高太阳
能电池板能效的器件。它可以控制太阳能板电池充电，支持最大峰值功率追踪