CN109324307B - 一种基于pcb的电能表工频干扰抵消方法 - Google Patents

一种基于pcb的电能表工频干扰抵消方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于PCB的电能表工频干扰抵消方法，包括下列步骤：锰铜分流器垂直焊接于PCB上；计算出锰铜分流器平面在磁场中的闭合环路面积Sx；两根电流采样走线在PCB板靠近锰铜分流器的一面形成交叉，并利用PCB板厚度T形成闭合环路面积Sy，通过调整闭合环路中电流采样走线长度L，使闭合环路面积Sy与闭合环路面积Sx相等。本发明利用PCB板的厚度可抵消平行于PCB板方向的工频干扰，设计灵活简单，不增加额外器件，批量生产一致性好。

Description

一种基于PCB的电能表工频干扰抵消方法
技术领域
本发明涉及智能电能表技术，尤其涉及一种基于PCB的电能表工频干扰抵消方法。
背景技术
锰铜分流器因其稳定性好、温度系数小等特点，广泛应用于智能电能表电流采样领域。出于通大电流发热和成本方面考虑，现有锰铜分流器阻值一般为微欧级，采集到的电流信号也只有微伏级，所以锰铜分流器采集的电流信号非常容易受工频磁场的干扰，导致电流信号采集不准确。
现有的智能电能表所使用的锰铜分流器，一般要求锰铜分流器自身具有抗工频干扰结构，或锰铜分流器平面平行于PCB板平面，以利用PCB板上的走线抵消锰铜分流器引入的垂直于PCB板方向的工频干扰。这些应用方式都对锰铜分流器提出较高要求，且批量生产一致性较差。本发明目的是提供一种基于PCB的电能表工频干扰抵消方法，该技术利用PCB板的厚度可抵消平行于PCB板方向的工频干扰，设计灵活简单，不增加额外器件，批量生产一致性好。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于PCB的电能表工频干扰抵消方法，能够有效抑制电能表在工频磁场中感生出的感应电动势，保证锰铜分流器采集电流信号的精度。
本发明所述电能表至少包括锰铜分流器和PCB板，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
所述锰铜分流器平面垂直于PCB板平面，锰铜分流器通过两根电流采样焊针与PCB板连接，其中两根电流采样焊针位于锰铜分流器同一侧；
计算出锰铜分流器平面在磁场中的闭合环路面积Sx；
电流采样走线A在PCB板靠近锰铜分流器的一面，沿锰铜分流器在PCB板上的投影，向电流采样走线B的焊针方向走线，在经过电流采样走线B的焊针时形成交叉，然后继续走线L长度；
电流采样走线B在PCB板远离锰铜分流器的一面，沿与电流采样走线A相同的方向走线L长度；
电流采样走线A和电流采样走线B在完成走线L长度后，其中一根电流采样走线通过过孔走到PCB板另一面，与另一根电流采样走线平行连接到芯片的AD采样管脚；
电流采样线交叉后的走线长度L与PCB板厚度T相乘，计算得到电流采样线利用PCB板厚度形成的闭合环路面积Sy；
通过调整闭合环路中电流采样走线长度L，使闭合环路面积Sy与闭合环路面积Sx相等。
与现有技术相比，本发明的优点在于：将锰铜分流器垂直焊接于PCB板后，两根电流采样走线在PCB板靠近锰铜分流器的一面实现交叉，然后利用PCB板厚度形成平行于PCB板方向的闭合环路面积Sy，该闭合环路面积与锰铜分流器在平行于PCB板方向上产生的闭合环路面积Sx大小相等、方向相反，从而实现了平行于PCB板方向工频干扰的抵消，保证了电流采样信号的精度。
附图说明
附图为本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行详细的描述。附图所描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如附图所示，本发明提供了一种电能表防工频干扰的方法，具体的，PCB板01的平面垂直于锰铜分流器02的平面，锰铜分流器02的电流采样焊针03和05位于锰铜分流器同一侧，锰铜分流器02通过电流采样焊针03、05与PCB板01连接。
电流采样走线A 04在PCB板靠近锰铜分流器的一面，沿锰铜分流器在PCB板上的投影，向电流采样走线B 06的焊针05方向走线，在经过电流采样走线B 06的焊针05后继续走线L长度；
电流采样走线B在PCB板远离锰铜分流器的一面，沿与电流采样走线A相同的方向走线L长度；
电流采样走线A 04和电流采样走线B 06在完成走线L长度后，其中一根电流采样走线通过过孔走到PCB板另一面，与另一根电流采样走线平行连接到芯片的AD采样管脚。
从垂直于锰铜分流器02平面且平行于PCB板01平面的方向看过去，锰铜分流器02、电流采样焊针03和05与电流采样走线A 04之间形成一个闭合环路面积Sx，可将Sx等效为2个矩形的面积之和，从而计算得到Sx的具体面积。
同样从垂直于锰铜分流器02平面且平行于PCB板01平面的方向看过去，电流采样走线A 04、电流采样焊针05与电流采样走线B 06之间也形成一个闭合环路面积Sy，Sy具体面积为电流采样走线A 04在经过电流采样焊针05后继续走线的L长度与PCB板厚度T的乘积。为使闭合环路面积Sy与闭合环路面积Sx相等，可调整电流采样走线A 04在经过电流采样焊针05后继续走线的L长度。
由附图中看到，闭合环路面积Sx和闭合环路面积Sy共同组成一个“8”字形环路，闭合环路面积Sx和闭合环路面积Sy在工频磁场中感生出的感应电动势大小相等、方向相反，在受到工频干扰时，两者相互抵消，从而保证了电流采样准确度。
除了上述改进外，其他相类似的改进也包含在本发明的改进范围内，此处不再赘述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于PCB的电能表工频干扰抵消方法，用于抑制电能表在工频磁场中感生出的感应电动势，其中，所述电能表至少包括锰铜分流器和PCB板，其特征在于包括以下步骤：
所述锰铜分流器平面垂直于PCB板平面，锰铜分流器通过两根电流采样焊针与PCB板连接，其中两根电流采样焊针位于锰铜分流器同一侧；
计算出锰铜分流器平面在磁场中的闭合环路面积Sx；
电流采样走线A和电流采样走线B在PCB板靠近锰铜分流器的一面形成交叉，并利用PCB板厚度T形成闭合环路面积Sy，通过调整闭合环路中电流采样走线长度L，使闭合环路面积Sy与闭合环路面积Sx相等；
电流采样走线A在PCB板靠近锰铜分流器的一面，沿锰铜分流器在PCB板上的投影，向电流采样走线B的焊针方向走线，在经过电流采样走线B的焊针后继续走线L长度；
电流采样走线B在PCB板远离锰铜分流器的一面，沿与电流采样走线A相同的方向走线L长度；
电流采样走线A和电流采样走线B在完成走线L长度后，其中一根电流采样走线通过过孔走到PCB板另一面，与另一根电流采样走线平行连接到芯片的AD采样管脚。
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