CN201397359Y - 用于电力远方终端设备的计量监测模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电力远方终端设备的计量监测模块，该模块包括计量芯片，还包括与所述计量芯片相连的电源电路、电流采样电路、电压采样电路、备用I/O口、下载电路、外部EEPROM存储器，并且所述计量芯片具有与主CPU的通信串口，有失压监测信号输出脚及有功、无功、多功能脉冲输出脚，由所述计量芯片提供电流和电压瞬时值，电源电路为所述计量芯片提供电源，电流采样电路和电压采样电路与计量芯片的模拟口连接，所述外部EEPROM存储器至少有一片用于存储校表数据。本实用新型将现有分散的计量功能进行了集中，使之能作为通用模块被设计人员采用，简化了设计过程，最大程度的发挥了平台化的优势，同时减少了产品开发成本，有利于生产流程的管理。

Description

用于电力远方终端设备的计量监测模块

技术领域

本实用新型涉及一种用于电力远方终端设备的计量监测模块。

背景技术

国内电力行业产品个性需求日趋多样化，如表计产品、大用户终端产品、配变终端产品、电能质量分析仪产品等，最终的产品形态多而杂，但该系列产品有一个共同点，那就是其中的计量部分需求相对稳定，虽然获取的数据也大多限于计量基本数据，但均对计量的精度和稳定提出了一定的要求，过去在各种产品的设计中，计量部分是由各种产品的设计人员分别进行设计，导致计量部分的精度和稳定性往往取决于PCB设计人员的设计经验，计量部分的最终性能变得不再可控，同时，由于各产品线设计人员的应用习惯不同，选用的计量核心芯片多种多样，对后续电路的接口设计、主控软件设计以及软件的管理、物料和生产过程的管理均带来许多不便，产品的综合成本难以降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能通用于各种电力远方终端设备的计量监测模块，以简化后续电路的接口设计，减少产品开发出现的资源浪费，降低生产管理流程的复杂度，有利于产品的后续开发。

本实用新型提供的这种用于电力远方终端设备的计量监测模块包括计量芯片，还包括与所述计量芯片相连的电源电路、电流采样电路、电压采样电路、备用I/O口、下载电路、外部EEPROM存储器，并且所述计量芯片具有与主CPU的通信串口，有失压监测信号输出脚及有功、无功、多功能脉冲输出脚，由所述计量芯片提供电流和电压瞬时值，电源电路为所述计量芯片提供电源，电流采样电路和电压采样电路与计量芯片的模拟口连接，所述外部EEPROM存储器至少有一片用于存储校表数据。

所述计量芯片的型号为TERIDIAN 71M6513，所述外部EEPROM存储器有两片，一片用于存储校表数据，另一片用于存储计量数据。

所述备用I/O口采用6个通用的内部不带上拉电阻的I/O口。

本实用新型由于对现有的计量芯片和一些电路进行了组合，即将分散的计量功能进行了集中，使本实用新型能作为通用模块被设计人员采用，简化了设计过程，为大用户终端、配变终端等电力远方终端设备提供了基础计量平台，最大程度的发挥了平台化的优势，为后续产品研发提供通用、可靠、接口简单的公用件平台，同时减少了产品开发成本，有利于生产流程的管理。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构框图。

图2是电源电路图。

图3是电流采样电路。

图4是电压采样电路。

图5是下载电路。

具体实施方式

从图1可以看出本实用新型主要由计量芯片，电源电路、电流采样电路、电压采样电路、备用I/O口、下载电路、外部EEPROM存储器封装而成。其中：

计量芯片采用的是TERIDIAN 71M6513是高度集成的SOC(系统级芯片)，包括MPU内核、RTC、FLASH和LCD驱动器。该芯片还配备了1个21位delta-sigma(Δ-∑)ADC、6个模拟输入、数字温度补偿、精密参考电压和32位计算引擎，因此能够广泛地用于计量表计中。71M6513提供高精度等级(0.1％)和标准精度等级(0.5％)两个版本，适用于需要多个电压/电流输入的应用场合。

电源电路(见图2)用于为计量芯片提供电源。该电源电路主要由芯片XC6203P33PR组成，将输入的3.5～8VDCV电压经芯片XC6203P33PR转换为3.3V后为计量芯片提供电源供给。

电流采样电路(见图3)主要由精密电阻R5、R6、R3；电感L1、L3；电容C5、C7、C8组成。电流采样信号是由CT(电流互感器)副边电流经精密电阻R5、R6产生压降，从而输入到计量芯片模拟口进行采样；

电压采样电路(见图4)主要由精密电阻R16、R18；电感L10、L12；电容C29、C31、C32组成。电压采样信号由PT(电压互感器)副边电流经精密电阻R18产生压降，然后再输入到计量芯片模拟口采样。计量芯片内单片机的处理过程为：在采集到PT、CT输入模拟电压、电流信号通过CE(计算引擎)进行AD转换，由CE按校准系数补偿，CE每秒输出瞬时功率、电压、电流等，由软件累计功率形成电量、分钟电量、需量。

备用I/O口采用6个通用的内部不带上拉电阻的I/O口，供各个产品线需要时使用。

程序下载电路(见图5)，主要由上拉电阻R22、R23、R24；分压电阻R56、R57；以及相关的保护电路组成。使用时必须把V1信号置为高电平，从而禁止看门狗使能，程序可以进行下载和仿真。编程时需要通过管脚E_RTS、E_RXTX、及E_TCLK进行下载和仿真。

V10引脚：它通过电感L17与V1连接，V1引脚决定着片内比较器控制芯片内数字电路的状态。VBIAS(1.5V)由片内产生，作为比较器V1的参考电压及温度传感器在A/D转换时的模拟参考端。

1)当V1＜VBIAS时，芯片进入复位状态，晶体振荡器、RTC等由VBAT引脚供电；

2)当VBIAS＜V1＜V3P3-400mV时，芯片为正常工作状态，硬件看门狗使能；

3)当V1＝V3P3时，禁止硬件看门狗，可以调试或下载程序。

外部EEPROM存储器有两片，通过I²C总线与计量芯片通信。其中一个EEPROM存储器用于存储校表的数据；另一个用于存储计量的数据，因此计量的数据采用的是双备份方式(另一种可以通过所述计量芯片上的串口与CPU连接再到FLASH非易失性存储器中)，这样能使计量的数据更加可靠。

计量芯片具有与主CPU的通信串口、失压监测信号输出脚及有功、无功、多功能脉冲输出脚，其中：

有功、无功、多功能脉冲输出通过片选信号来决定其中一路脉冲输出。

失压检测信号：用于在电源电压低于额定电压的68％时，计量芯片利用中断检查CE状态字的掉电标志，一旦检查到掉电发生，6513将IO口置为低电平，通知上位机掉电产生。主控制器在检测到这个信号后，进行保存或上报主站。

与主CPU的通信串口：通过TDK-TX和TDK-RX与主控制器进行通信，把采集到的数据通过串口总线存储到FLASH中，或者通过通信模块发送给主站控制室。

Claims (3)

1、一种用于电力远方终端设备的计量监测模块，包括计量芯片，其特征在于还包括与所述计量芯片相连的电源电路、电流采样电路、电压采样电路、备用I/O口、下载电路、外部EEPROM存储器，并且所述计量芯片具有与主CPU的通信串口，有失压监测信号输出脚及有功、无功、多功能脉冲输出脚，由所述计量芯片提供电流和电压瞬时值，电源电路为所述计量芯片提供电源，电流采样电路和电压采样电路与计量芯片的模拟口连接，所述外部EEPROM存储器至少有一片用于存储校表数据。

2、根据权利要求1所述的用于电力远方终端设备的计量监测模块，其特征在于所述计量芯片的型号为TERIDIAN 71M6513，所述外部EEPROM存储器有两片，一片用于存储校表数据，另一片用于存储计量数据。

3、根据权利要求1或2所述的用于电力远方终端设备的计量监测模块，其特征在于所述备用I/O口采用6个通用的内部不带上拉电阻的I/O口。

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