從基于碳氫化合物的能源向可再生能源的轉(zhuǎn)變導致人們越來越依賴電氣化。為了支持這一過渡，許多基礎設施項目已采取措施，生產(chǎn)更多電力來滿足需求。雖然這種解決方案看起來相當簡單，但還有其他領域（例如能源管理）需要改進。傳統(tǒng)方法效率低下，因為它不允許進行適當?shù)男枨蠊芾砗捅Ｗo。相反，可以部署智能電表 (SEM) 來實現(xiàn)更高效、更靈活的電網(wǎng)。

在電網(wǎng)基礎設施中，SEM 允許供應商公司通過收集消費者的能源數(shù)據(jù)來管理電網(wǎng)（如智能網(wǎng)絡），而不是一組靜電計。這些數(shù)據(jù)用于在不同的時間進行負載分布，然后確定未來的能源使用基準/趨勢。此外，SEM 通過使用傳統(tǒng)電表無法實現(xiàn)的外部外設，提供能源使用方面的更多見解，從而為消費者帶來好處。這些實時見解使消費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者之間實現(xiàn)雙向通信的潛力。通過與供應商建立這種聯(lián)系，消費者能夠通過自己的可再生能源（如太陽能電池板）將電力重新輸送到電網(wǎng)中。更多有關光伏逆變器的信息，請參閱實現(xiàn)具有電平轉(zhuǎn)換功能的智能光伏逆變器設計。

為了充分發(fā)揮智能電表的潛能，設計人員需要使用新款處理器和外設電路技術使電表功能更強大。可以使用新款控制器、FPGA 和處理器，因為它們以低功耗運行，同時仍提供高性能。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，這會導致兩個不同集成電路之間發(fā)生不匹配情況。系統(tǒng)設計人員在嘗試互連 I/O 電壓電平不匹配的電路元件時，會面臨這一實現(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)設計人員可以使用電平轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換器）來匹配其常見電壓電平，以便器件可以按預期進行插值。轉(zhuǎn)換器還可用于電源隔離，并在需要增加驅(qū)動強度的應用中用作緩沖器。

TI 的電平轉(zhuǎn)換產(chǎn)品系列支持各種接口標準（如 SPI、I2C、GPIO、UART 等）的電平轉(zhuǎn)換，同時優(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計中，展示了電平轉(zhuǎn)換的常見用例。所示的一個示例是微控制器和與 UART 協(xié)議一起使用的無線接口之間的連接。無線連接在智能儀表中很常見，因為它們允許智能儀表與電網(wǎng)基礎設施通信，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（如家用能源顯示設備 (IHD)、智能恒溫器等）配合使用，從而在降低能耗的同時進一步增強消費者體驗。另一種通用通信協(xié)議是 GPIO，它允許在 MCU 和外設之間傳輸信號，這也能通過電平轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)。更多有關基于接口推薦使用的器件的信息，請訪問電壓轉(zhuǎn)換應用快速參考 產(chǎn)品概述。