從基于碳?xì)浠衔锏哪茉聪蚩稍偕茉吹霓D(zhuǎn)變導(dǎo)致人們?cè)絹?lái)越依賴電氣化。為了支持這一過(guò)渡，許多基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目已采取措施，生產(chǎn)更多電力來(lái)滿足需求。雖然這種解決方案看起來(lái)相當(dāng)簡(jiǎn)單，但還有其他領(lǐng)域（例如能源管理）需要改進(jìn)。傳統(tǒng)方法效率低下，因?yàn)樗辉试S進(jìn)行適當(dāng)?shù)男枨蠊芾砗捅Ｗo(hù)。相反，可以部署智能電表 (SEM) 來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效、更靈活的電網(wǎng)。

在電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中，SEM 允許供應(yīng)商公司通過(guò)收集消費(fèi)者的能源數(shù)據(jù)來(lái)管理電網(wǎng)（如智能網(wǎng)絡(luò)），而不是一組靜電計(jì)。這些數(shù)據(jù)用于在不同的時(shí)間進(jìn)行負(fù)載分布，然后確定未來(lái)的能源使用基準(zhǔn)/趨勢(shì)。此外，SEM 通過(guò)使用傳統(tǒng)電表無(wú)法實(shí)現(xiàn)的外部外設(shè)，提供能源使用方面的更多見(jiàn)解，從而為消費(fèi)者帶來(lái)好處。這些實(shí)時(shí)見(jiàn)解使消費(fèi)者能夠了解正在使用的能耗，并使他們能夠就能耗做出更明智的決策。此外，SEM 系統(tǒng)釋放了在能源提供商和消費(fèi)者之間實(shí)現(xiàn)雙向通信的潛力。通過(guò)與供應(yīng)商建立這種聯(lián)系，消費(fèi)者能夠通過(guò)自己的可再生能源（如太陽(yáng)能電池板）將電力重新輸送到電網(wǎng)中。更多有關(guān)光伏逆變器的信息，請(qǐng)參閱實(shí)現(xiàn)具有電平轉(zhuǎn)換功能的智能光伏逆變器設(shè)計(jì)。

為了充分發(fā)揮智能電表的潛能，設(shè)計(jì)人員需要使用新款處理器和外設(shè)電路技術(shù)使電表功能更強(qiáng)大。可以使用新款控制器、FPGA 和處理器，因?yàn)樗鼈円缘凸倪\(yùn)行，同時(shí)仍提供高性能。但是，由于外圍器件/傳感器的模擬特性，它們?nèi)栽谳^高的電壓下工作，這會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)不同集成電路之間發(fā)生不匹配情況。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在嘗試互連 I/O 電壓電平不匹配的電路元件時(shí)，會(huì)面臨這一實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)。由于電壓中的邏輯電平不匹配，控制接口不能直接連接到數(shù)據(jù)接口。相反，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以使用電平轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換器）來(lái)匹配其常見(jiàn)電壓電平，以便器件可以按預(yù)期進(jìn)行插值。轉(zhuǎn)換器還可用于電源隔離，并在需要增加驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的應(yīng)用中用作緩沖器。

TI 的電平轉(zhuǎn)換產(chǎn)品系列支持各種接口標(biāo)準(zhǔn)（如 SPI、I2C、GPIO、UART 等）的電平轉(zhuǎn)換，同時(shí)優(yōu)化了空間、成本和性能。在#GUID-674CFC45-CE83-4579-962C-05CC40A84533 所示的智能電表參考設(shè)計(jì)中，展示了電平轉(zhuǎn)換的常見(jiàn)用例。所示的一個(gè)示例是微控制器和與 UART 協(xié)議一起使用的無(wú)線接口之間的連接。無(wú)線連接在智能儀表中很常見(jiàn)，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S智能儀表與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施通信，并使本地電力提供商能夠?qū)崿F(xiàn)更高電網(wǎng)利用率。電平轉(zhuǎn)換器還可與 MCU 和 SEM 的外設(shè)（如家用能源顯示設(shè)備 (IHD)、智能恒溫器等）配合使用，從而在降低能耗的同時(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)消費(fèi)者體驗(yàn)。另一種通用通信協(xié)議是 GPIO，它允許在 MCU 和外設(shè)之間傳輸信號(hào)，這也能通過(guò)電平轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。更多有關(guān)基于接口推薦使用的器件的信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)電壓轉(zhuǎn)換應(yīng)用快速參考 產(chǎn)品概述。