1 簡介

隨著我們邁向採用太陽能和風能等來源的永續能源電網，能源計量裝置也需要深入了解個別功耗，才能找出需要改善的領域，最佳化使用並降低成本。需要能源計量子系統的電子終端設備類型包括智慧電表、電動車（EV）充電站、電源供應器和配電單元、智慧電器、街道照明和建築自動化元件。這些產品的數量促使人們對能源計量解決方案的最低成本的需求，而地區測量標準，如美國國家標準協會 C12（美國）或測量儀器指令（歐洲），則要求嚴格的準確度和安全性要求 [1]，[2]。

圖 1說明能源量測應用中的典型訊號鏈，為精簡起見，僅顯示單一相位。類比轉數位轉換器（ADC）會同時測量並數位化各相位的電壓和電流。隨後，數位訊號處理提取有功功率和無功功率和能量，線對線電壓，基本功率和能量以及諧波等計量參數 [3]。

訊號鏈的基礎區塊為：

• 線路電壓感測前端（圖 1 中的 A）。
• 電流測量感測器（B）。
• 電流感測器與 ADC（C）間的前端與訊號調節器。
• ADC（D）。
• 數位訊號處理硬體（E）。
• 電氣隔離（F）。

雖然線路電壓感測前端在多數情況下都是使用簡易的電阻分壓器 [3] 實施，但其他建構區塊也有各種選項可供選擇。這些訊號鏈元件都需在性能、尺寸和成本上做取捨。本文著重於電流量測感測器、訊號調整以及 ADC 的性能與成本取捨。