智能能源意味著電力生成，分配和消耗的智能水平。在某種程度上，這已被政府強加給公用事業公司，但它比單純的立法更加深刻。更廣泛的社會良知意味著它現在影響著所有形式和各個層面的權力處理方式。

越來越多地嵌入儀表，電器，機械甚至建筑物中的“智能”旨在幫助控制能量。不斷擴大的全球人口和有限的化石燃料，再加上利用這些資源對環境的負面影響，正在導致世界能源格局發生變化。

可再生能源正變得越來越重要。國際能源機構最近公布了數據，表明能源生產和消費的關鍵領域如何進一步實現“巴黎協定”的目標。電動汽車，太陽能光伏和陸上風電場正在滿足當前的預期，而其他舉措包括碳捕獲和儲存以及提高燃煤發電效率則不然。其他形式的可再生能源（如核電和儲能）的指標顯示需要做出更多努力，如運輸，工業和消費應用（如家用電器和照明）等終端市場也需要更多的努力。

能源效率低下的一個重要因素是轉換階段自然會產生損失，但正在開發的技術和技術可以幫助最小化它們。該行業繼續向數字領域過渡，與純粹的模擬方法相比，它提供了更好的控制，靈活性和效率。由于這種轉變，越來越多的解決方案結合了一系列專門針對電源轉換的功能。

監測能源使用情況

智能電表目前正在許多國家推出，以便讓消費者更好地控制其能源使用，并幫助公用事業公司監控需求，確保他們只生產足夠的能源來滿足這一需求。公用事業公司越了解消費者的習慣，就越容易采用對環境負責的能源生產和分銷方法。雖然術語“智能電表”涵蓋了這個應用領域，但它們的功能可能會有很大差異。有些人可能只是將數據傳回公用事業提供商，而其他人可能會讓房主全面了解他們的能源使用情況。

賽普拉斯半導體的FM4 S6E2Dx系列微控制器面向尋求開發可與智能電表接口并提供豐富信息的系統的OEM。它可以構成家庭能源管理系統（HEMS）的核心，如圖1和圖2所示。它集成了ARM Cortex-M4F內核和圖形子系統，以及許多其他外圍設備，以支持有線和無線接口。

在同一系列中，FM0 + S6E1A1系列針對不同形式的電機控制進行了能量管理優化。無刷直流電機（BLDC）和永磁同步電機（PMSM）的數字控制是能源管理領域，是優化的關鍵。兩種類型的電動機都存在于越來越多的工業機器和消費電器中，并且一直是努力提高能效的主題。磁場定向控制（FOC）是一種使PMSM和BLDC的驅動和控制更加高效的技術，但它確實需要相對較高的處理能力。FM0 + S6E1A系列非常適用于BLDC和PMSM電機的FOC，這些應用完全受制造商賽普拉斯半導體公司設計指南的支持。

電源轉換

雖然一些電器使用交流電源供電，但更多電器需要降壓和穩壓直流電源，這使得開關模式電源（SMPS）的使用非常廣泛。向數字控制的轉變使原始設備制造商能夠生產更小，更高效的SMPS，并繼續努力進一步提高這一關鍵領域的效率。

該dsPIC33F系列數字信號控制器（DSC）的從Microchip的適用于智能電源轉換，提供動態控制和環路調整，預測控制環路算法以及針對不同功率級別的操作靈活性。這種級別的數字控制旨在消除對標準模擬控制回路的需求，同時提供更好的控制。調節由DSC上運行的軟件控制，支持用于非線性預測和自適應控制的數字補償算法。簡而言之，電源能夠更好地處理輸入功率和負載的變化，以便在各種條件下以最佳效率運行。在這種情況下，DSC上運行的算法使用高速和高帶寬ADC以及高速PWM收集的反饋。

如圖4所示，dsPIC33F還能夠通過Boost-PFC算法實現功率因數校正，使用平均電流模式控制。通過計算整流輸入電壓，輸出電壓誤差補償器和電壓前饋輸出的乘積，以數字方式導出參考電流。即使在運行此應用程序時，dsPIC33F也為其他應用程序軟件提供了充足的處理空間。