从基于碳氢化合物的能源向可再生能源的转变导致人们越来越依赖电气化。为了支持这一过渡，许多基础设施项目已采取措施，生产更多电力来满足需求。虽然这种解决方案看起来相当简单，但还有其他领域（例如能源管理）需要改进。传统方法效率低下，因为它不允许进行适当的需求管理和保护。相反，可以部署智能电表 (SEM) 来实现更高效、更灵活的电网。

在电网基础设施中，SEM 允许供应商公司通过收集消费者的能源数据来管理电网（如智能网络），而不是一组静电计。这些数据用于在不同的时间进行负载分布，然后确定未来的能源使用基准/趋势。此外，SEM 通过使用传统电表无法实现的外部外设，提供能源使用方面的更多见解，从而为消费者带来好处。这些实时见解使消费者能够了解正在使用的能耗，并使他们能够就能耗做出更明智的决策。此外，SEM 系统释放了在能源提供商和消费者之间实现双向通信的潜力。通过与供应商建立这种联系，消费者能够通过自己的可再生能源（如太阳能电池板）将电力重新输送到电网中。更多有关光伏逆变器的信息，请参阅实现具有电平转换功能的智能光伏逆变器设计。

为了充分发挥智能电表的潜能，设计人员需要使用新款处理器和外设电路技术使电表功能更强大。可以使用新款控制器、FPGA 和处理器，因为它们以低功耗运行，同时仍提供高性能。但是，由于外围器件/传感器的模拟特性，它们仍在较高的电压下工作，这会导致两个不同集成电路之间发生不匹配情况。系统设计人员在尝试互连 I/O 电压电平不匹配的电路元件时，会面临这一实现挑战。由于电压中的逻辑电平不匹配，控制接口不能直接连接到数据接口。相反，系统设计人员可以使用电平转换器（转换器）来匹配其常见电压电平，以便器件可以按预期进行插值。转换器还可用于电源隔离，并在需要增加驱动强度的应用中用作缓冲器。

TI 的电平转换产品系列支持各种接口标准（如 SPI、I2C、GPIO、UART 等）的电平转换，同时优化了空间、成本和性能。在#GUID-674CFC45-CE83-4579-962C-05CC40A84533 所示的智能电表参考设计中，展示了电平转换的常见用例。所示的一个示例是微控制器和与 UART 协议一起使用的无线接口之间的连接。无线连接在智能仪表中很常见，因为它们允许智能仪表与电网基础设施通信，并使本地电力提供商能够实现更高电网利用率。电平转换器还可与 MCU 和 SEM 的外设（如家用能源显示设备 (IHD)、智能恒温器等）配合使用，从而在降低能耗的同时进一步增强消费者体验。另一种通用通信协议是 GPIO，它允许在 MCU 和外设之间传输信号，这也能通过电平转换器来实现。更多有关基于接口推荐使用的器件的信息，请访问电压转换应用快速参考 产品概述。