CN110212787A - 基于电流互感器的电能测量系统的供电电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于电流互感器的电能测量系统的供电电路及方法，其中所述包括电流互感器及电能测量模块，所述电流互感器的输出端与电能测量模块的输入端连接，所述电路互感器的出线两端连接全桥整流电路的输入端，所述全桥整流电路的输出端连接滤波电路，所述滤波电路的输出端与DCDC转换器连接，用于将电压转换成供电所需电压，所述DCDC转换器的输出端输出至电能测量模块，为其供电。本发明的优点在于：利用电能计量系统的电流互感器的出线两端输出的感生电压进行整流、稳压等处理后为电能计量系统的各用电模块进行供电，简单方便的实现了电能计量系统的供电，减少了接线操作，避免安装时外接电源的复杂接线操作，使得安装程序简化。
Description
技术领域
本发明涉及电能测量领域，特别涉及一种基于电流互感器的电能测量系统的供电电路及供电方法。
背景技术
现有技术中，电能计量方案一般采用基于电流互感器接入电能计量模块进行统计计量的，电能计量模块通过检测电流互感器流过电流，按照电流互感器匝比计算出被测线缆中电流，电能计量模块本身的供电还需要另外接入电源来处理，这种方式一来使得电路连接接入较多而且设置的电池也会增加成本，造成安装操作复杂等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电流互感器的电能测量系统的供电电路及方法，用于采用电流互感器出线两端的输出电压经过电路处理为电能测量系统供电。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，所述包括电流互感器及电能测量模块，所述电流互感器的输出端与电能测量模块的输入端连接，所述电路互感器的出线两端连接全桥整流电路的输入端，所述全桥整流电路的输出端连接滤波电路，所述滤波电路的输出端与DCDC转换器连接，用于将电压转换成供电所需电压，所述DCDC转换器的输出端输出至电能测量模块，为其供电。
在所述DCDC转换器和电能测量模块之间串接设置稳压电路。
所述稳压电路包括滤波电容、退偶电容、稳压芯片，所述DCDC转换器的输出端经滤波电容与稳压芯片的输入端连接，所述稳压芯片的输出端经退偶电容与电能测量模块连接。
所述电能计量模块包括主控芯片、显示屏，所述主控芯片的输入端连接电流互感器，所述主控芯片的输出端连接显示屏。
所述电能计量模块还包括通信单元，所述主控芯片通过通信单元与监控服务器连接。
所述主控芯片与存储器连接，所述存储器为EEPROM。
基于电流互感器的电能测量系统的供电电路的供电方法，包括如下步骤，
电流互感器产生的感生电压经出线两端送入到全桥整流电路中经整流处理后送入到DCDC转换器中；
DCDC转换器对输入的电压进行升降压转换，将电压转换成电能检测系统中各用电模块所需的电压后送入到对应的用电模块，为其供电。
在DCDC转换器的输出端设置稳压电路，经电压转换后的输出电压经稳压电路进行稳压处理后输出稳定的电压至各用电模块。
电能测量系统的主控芯片在计量电能时，通过通信单元定时发送信息至云端服务器，用于远程监控数据及根据接收数据的时间周期判断是否供电工作。
本发明的优点在于：利用电能计量系统的电流互感器的出线两端输出的感生电压进行整流、稳压等处理后为电能计量系统的各用电模块进行供电，简单方便的实现了电能计量系统的供电，减少了接线操作，避免安装时外接电源的复杂接线操作，使得安装程序简化，降低实施成本。同时采用电流互感器的感生电压进行供电，只要供电母线在工作，电力互感器就会相对应的有输出，也就是说对应的电量计量系统供电工作，在母线没有电流时，互感器没有输出，电量计量系统断电停止工作，从而在一定程度节约了供电电能，可以在需要时供电；同时为了避免电压波动对于控制芯片等电能计量系统的影响，串接设置稳压电路进行稳压后为各模块供电；为了减少在互感器没有感应到电流时断电有电流时工作造成的频繁断电停机通电工作的缺陷，设置EEPROM来进行数据保存，防止数据丢失。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明供电电路结构原理图；
图2为本发明电流互感器输出至全桥原理示意图；
图3为本发明稳压电路原理图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本申请的技术方案是利用电流互感器本身感生的电压经过整流等处理后提供给电能计量模块和系统其它部分供电，省去必须从被测线缆中另外接入引线供电或增加电池。供电更加方便、减少电路接线使得电路更加方便安装。
如图1所示，基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，包括电流互感器及电能测量模块，电流互感器的输出端与电能测量模块的输入端连接，电能测量模块根据电流互感器的数据进行处理从而实现电能测量，电路互感器的出线两端连接全桥整流电路的输入端，全桥整流电路的输出端连接滤波电路，滤波电路的输出端与DCDC转换器连接，用于将电压转换成供电所需电压，DCDC转换器的输出端输出至电能测量模块，为其供电。电流互感器的的出现两端输出感生电压至全桥整流电路电路，将交流电整流后通过滤波电容进行率哦处理后，连接DCDC转换器将电压升压或降压至各个单元所需的电压值，然后将电能输出至各模块进行供电，将电压降压成满足电量测量模块所需的供电电压以为其供电。
在DCDC转换器和电能测量模块之间串接设置稳压电路。稳压电路的作用起到稳定电压的目的，将DCDC转换器输出的适合电能检测模块的电压经稳定后输出至电能测量模块为其供电，防止电压波动对于电学器件的影响。
稳压电路包括滤波电容、退偶电容、稳压芯片，其中稳压芯片采用的型号为AMS1117-3.3，DCDC转换器的输出端经滤波电容与稳压芯片的输入端连接，稳压芯片的输出端经退偶电容与电能测量模块连接。滤波电容包括相互并联的电容C1、C2，退偶电容包括相互并联的电容C3、C4。滤波电容接入外部电源与稳压芯片之间，退耦电容接入稳压芯片与电量检测模块之间。通过稳压芯片对输入电压进行调节，并通过在稳压芯片与外部电源之间设置滤波电容组，在稳压芯片与外部负载之间设置退耦电容，从而增强稳压效果，达到了对输入电压稳定调节的目的，实现了提高稳压效果、满足精密调压需求的技术效果。
电能计量模块可以为智能电表等电能计量装置，其包括主控芯片、显示屏，主控芯片一般采用单片机、PLC控制器等控制芯片实现，主控芯片的输入端连接电流互感器，根据互感器采集的数据对电量进行统计计算，主控芯片的输出端连接显示屏，用于显示计算出的电量数据。主控芯片和显示屏均需要供电工作，DCDC转换器将电压转换至芯片或显示屏所需电压以对其进行供电。
电能计量模块还包括通信单元，通信芯片采用2G通信芯片，主控芯片通过通信芯片与监控服务器连接。用于将主控单元获取的电量数据发送至云端服务器，以方便云端监控。
由于主控芯片的供电工作根据实际互感电压来供电，当互感电压没有时，主控芯片断电停止工作，为了适应频繁的供电断电，主控芯片与存储器连接，存储器采用EEPROM，将数据存储于EEPROM中，防止由于频繁启动对于数据存储的影响，防止数据断电的丢失。
基于电流互感器的电能测量系统的供电电路的供电方法，包括电流互感器产生的感生电压经出线两端送入到全桥整流电路中经整流处理后送入到DCDC转换器中；DCDC转换器对输入的电压进行升降压转换，将电压转换成电能检测系统中各用电模块所需的电压后送入到对应的用电模块，为其供电。
在DCDC转换器的输出端设置稳压电路，经电压转换后的输出电压经稳压电路进行稳压处理后输出稳定的电压至各用电模块。
电能测量系统的主控芯片在计量电能时，通过通信单元定时发送信息至云端服务器，用于远程监控数据及根据接收数据的时间周期判断是否供电工作。根据设定的周期进行数据上传，若在设定周期内没有数据上传则可以判断由于为供电而没有工作。
本申请技术方案将电流互感器出线两端接入全桥整流电路，从全桥整流电路输出的电压经滤波电压转换，将此部分感生电压转换成系统各个部分所需要的电压。电流互感器始终处在工作状态，整个系统一直处于无间断供电中，而且能够及时停止工作，也可以做到节约能源的目的。电能计量模块的供电直接从电流互感器产生的感生电压仅提供，取消现有技术中电能计量模块从被测线缆中的引线供电造成的接线复杂的缺陷。在本申请中可以将供电电路预先固定，安装至仅需要将互感器安装在线缆上，安装操作简单。新增加全桥整流电路、稳压电路、DCDC转换器等电路，成本低廉，不会较多的增加成本却带来了安装方便、减少线束使用的优点。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，所述包括电流互感器及电能测量模块，所述电流互感器的输出端与电能测量模块的输入端连接，其特征在于：所述电流互感器的出线两端连接全桥整流电路的输入端，所述全桥整流电路的输出端连接滤波电路，所述滤波电路的输出端与DCDC转换器连接，用于将电压转换成供电所需电压，所述DCDC转换器的输出端输出至电能测量模块，为其供电。
2.如权利要求1所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，其特征在于：在所述DCDC转换器和电能测量模块之间串接设置稳压电路。
3.如权利要求2所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，其特征在于：所述稳压电路包括滤波电容、退偶电容、稳压芯片，所述DCDC转换器的输出端经滤波电容与稳压芯片的输入端连接，所述稳压芯片的输出端经退偶电容与电能测量模块连接。
4.如权利要求1-3任一所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，其特征在于：所述电能计量模块包括主控芯片、显示屏，所述主控芯片的输入端连接电流互感器，所述主控芯片的输出端连接显示屏。
5.如权利要求4所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，其特征在于：所述电能计量模块还包括通信单元，所述主控芯片通过通信单元与监控服务器连接。
6.如权利要求4所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路，其特征在于：所述主控芯片与存储器连接，所述存储器为EEPROM。
7.如权利要求1-6任一所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路的供电方法，其特征在于：
电流互感器产生的感生电压经出线两端送入到全桥整流电路中经整流处理后送入到DCDC转换器中；
DCDC转换器对输入的电压进行升降压转换，将电压转换成电能检测系统中各用电模块所需的电压后送入到对应的用电模块，为其供电。
8.如权利要求7所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路的供电方法，其特征在于：在DCDC转换器的输出端设置稳压电路，经电压转换后的输出电压经稳压电路进行稳压处理后输出稳定的电压至各用电模块。
9.如权利要求7或8所述的基于电流互感器的电能测量系统的供电电路的供电方法，其特征在于：电能测量系统的主控芯片在计量电能时，通过通信单元定时发送信息至云端服务器，用于远程监控数据及根据接收数据的时间周期判断是否供电工作。
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