电力系统包括了“发输变配用”五大部分，而特高压则主要是“输变”两部分，其中换流站与变电站是核心，电气设备约占到总投资的一半以上，从转换、保护、控制、检测等各方面实现特高压的优势。无论是直流的换流阀、直流控制保护设备，还是交流的GIS、变压器，都离不开集成电路。

复杂的电力系统，从零组件、板级系统到设备，都有一些特殊要求，以确保转换、测量、控制和保护等过程。可靠性是电力系统最基本也是最重要的要求，一旦发生故障就会影响人们的生产生活；其次则是实时性要求，电压电流每时每刻都在变化，必须实时调节以保证稳定性；再次是高效性，因为整个输电环节涉及到大量的功率转换，需要降低损耗；第四是抗干扰，电力系统的复杂环境会产生大量的电磁噪声。因此，高效性、可靠性、实时性和抗干扰这四点是电力系统设计最难的地方，而特高压由于系统的特殊性，对此的要求也更高。

此外，虽然中国目前在特高压技术上遥遥领先，但每一项工程都会有新要求，需要不断创新，去尝试探索新技术。同时，伴随着特高压系统复杂度不断升高，集成化、智能化的需求已经贯穿至每一个子系统中。而芯片则是实现这些创新的一个载体。什么样的芯片可以解决特高压系统中的诸多挑战？

高可靠性其实就是要降低故障率，对输电系统进行控制与保护，必须要有完善的监控能力。这自然离不开连接模拟和数字域桥梁的信号链，其中将电压、电流等参数感知、搜集、转换并传递至系统的ADC至关重要。对于电力系统来说，通常有三相电压、三相电流及中心线的电压、电流，这些信号之间存在相位关系，因此除了要采集到幅度信息之外，还必须能够实时且准确地采集到相位关系，系统才可以执行保护和控制。此外，电力系统里的信号尤其是电流信号的动态范围非常宽，而且对信号采集的精度要求非常高，这样才能准确定位故障发生点。

TI提供专门为电力系统设计的16位ADC，具有多通道、同步采样、高精度及高准确度，宽动态范围达90dB，可以快速发现短路或断路故障。这两款ADC集成了放大器，并且内部具有精密校准电路，无需额外的信号链整合或校准工作，在和CPU的接口处还集成了纠错机制，通过监测机制以确保传输至处理系统的通信过程可靠。也就是说，从模拟域到数字域再到接口，TI的ADC产品都具高可靠性。

事实上整个系统的可靠性是通过实现系统的芯片和方案来体现的，值得一提的是，TI的所有电网类应用产品在生产和测试环节，都通过了专业和严苛的品质管理流程，从而确保产品高度可靠。并且在全温度范围内，温漂都非常低，十分适合复杂的电网环境。

电力系统的高效性即指转换效率，从换流阀到输电站的各种设备，都离不开电源转换，一个个功率管将电力源源不绝地转换并传递。而电源转换所需无论是IGBT还是SiC，都需要高效可靠的驱动来控制这些核心部件。

由于缺乏高集成度的芯片，传统上IGBT驱动都是用模块来实现，成本高昂。而TI最新推出的 UCC5870-Q1是一个隔离的、可配置单通道门级驱动器，内部集成的ADC可以支持多种模拟输入监控，同时还集成温度控制和其他保护功能，支持SPI接口配置，从而实现比较高效的转换和检测的功能，适用于任何SiC或者IGBT。这样客户就可以用一个单片取代之前可能通过两个模块才能实现的功能，从而得以简化驱动系统的设计，并大幅降低成本。

器件的电磁特性是电力系统非常关注的，既要减少器件向外产生的辐射，也要抵御来自外部的干扰。TI的很多器件比如运放内部集成了滤波器，在外部强电磁干扰下仍然能够保持高精度的信号处理。隔离技术也是重要的抗干扰方式，TI是最早做电容隔离的厂商之一，在抗干扰能力方面比传统的光耦、磁耦及其他竞争对手的电容隔离要优越很多。如上述的UCC5870-Q1，采用二氧化硅隔离技术，实现了高达150kV/ns的dv/dt，远超竞争对手。

随着特高压技术的进一步发展，包括柔性直流输电等在内的一系列先进技术正在快速发展，从控制、驱动、保护到整个系统的运算和要求更高。对芯片公司来说这意味着机会更多，但同时要求也更高。我们看到，为了应对日益复杂的特高压电网系统，TI产品不断加速迭代，给市场提供高可靠性、高集成度的产品，以简化客户的应用。