CN201707731U - 单相电器类型识别预付费电能表 - Google Patents

单相电器类型识别预付费电能表 Download PDF

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徐健
刘金刚
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Abstract

一种单相电器类型识别预付费电能表,涉及电能计量产品,包括电源电路、单片机控制电路,以及与单片机控制电路分别相连的数据保存电路、LCD显示电路、外置拉闸接口电路、驱动电路,一计量电路通过光电隔离与单片机控制电路相连,该计量电路内具有计量芯片CS5460A,所述驱动电路还连接一继电器,该继电器与进出火线相连,该种单相电器类型识别电能表能够辨别所使用电器的类型,从而作出是否限制使用该电器的判断,控制危险性电器的使用,增大了校园用电的安全性,同时避免电资源的浪费,方便学生公寓等地点的安全用电。

Description

单相电器类型识别预付费电能表
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电能计量产品,具体来说是一种单相电器类型识别预付费电能表。
背景技术
[0002] 随着学生公寓等用电器的增多和普及,校园用电安全隐患和浪费成为校园管理者 急需解决的问题。近年来,多采取限电器限制用电负荷容量,以自动断电的办法加以解决, 该方案对大功率的发热电器尚能控制,但缺点是限制了安全的大功率电器使用,如空调、计 算机等安全用电设备,很容易因被控制而不能使用,给人们的生活带来很大不便,在实际应 用中暴露出许多不足。
实用新型内容
[0003] 针对现有技术中存在的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种单相电器类型识别 电能表,能够辨别所使用电器的类型,从而作出是否限制使用该电器的判断,控制危险性电 器的使用,增大了校园用电的安全性,同时避免电资源的浪费,方便学生公寓等地点的安全 用电。
[0004] 为达到以上目的,本实用新型采取的技术方案是:一种单相电器类型识别预付费 电能表,包括电源电路、单片机控制电路,以及与单片机控制电路分别相连的数据保存电 路、LCD显示电路、外置拉闸接口电路、驱动电路,一计量电路通过光电隔离与单片机控制电 路相连,该计量电路内具有计量芯片CS5460A,所述驱动电路还连接一继电器,该继电器与 进出火线相连。
[0005] 在上述技术方案的基础上,一个IC卡座接口电路的IC卡座与单片机控制电路之 间串联IK电阻。
[0006] 在上述技术方案的基础上,所述单片机控制电路直接驱动LCD显示电路。
[0007] 在上述技术方案的基础上,所述电源电路的变压器采用两个2VA/3绕组,一个绕 组的输出供给计量电路,另一个绕组的输出供给单片机控制电路,整流后的电压直接送给 驱动电路。
[0008] 在上述技术方案的基础上,所述单片机控制电路、计量电路和LCD显示电路集成 在一块PCB板上,IC卡座接口电路焊接于该PCB板。
[0009] 本实用新型的有益效果在于,所述单相预付费电能表内部PCB板上设有计量电 路,计量电路设有计量芯片CS5460A,单片机控制电路通过与计量芯片CS5460A相对应的 程序,并结合数据保存电路对剂量芯片CS5406A内部数据进行计算,通过对功因、功率的比 较,实现对使用电器类型的判断,从而对危险性电器起到断电控制的作用,增大校园用电的 安全性,同时也避免了电资源的浪费。附图说明
[0010] 图1为本实用新型实施例的原理框图;
[0011] 图2为本实用新型实施例对电器类型进行识别的流程图。
具体实施方式
[0012] 以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0013] 如图1所示,本实用新型单相电器类型识别预付费电能表,包括一单片机控制电 路,一计量电路通过光电隔离与该单片机控制电路相连,该计量电路与零线N连接。所述 单片机控制电路还直接连接有LCD显示电路、数据保存电路、外置拉间接口电路、IC卡接口 电路以及驱动电路。一继电器连接L进、L出两条火线,并通过所述驱动电路连接至单片机 控制电路。一电源电路为整个单相电器类型识别预付费电能表内部供电,其分别与计量电 路、驱动电路、单片机控制电路和继电器相连。所述计量电路以计量芯片CS5460A为核心, 对输入的电流和电压进行电能计量并传给单片机控制电路,输入的信号通过光电隔离转 换后能够用电脉冲输出。所述单片机控制电路是单相电器类型识别预付费电能表的核心, 内部有硬件看门狗,按要求采用分时复用技术,并直接驱动LCD显示电路,本实施例中为六 位LCD,能够显示单相电器类型识别预付费电能表的当前工作状态。单片机控制电路还连 接IC卡座接口电路,其具有的IC卡座采用长开方式,插入IC卡后接通,给IC卡座接口电 路供电,IC卡座与单片机控制电路之间串IK电阻,同时IC卡操作完成后,静止状态为低电 平,且插卡结果能够在六位LCD显示出来。外界进出电路均与控制通断开关的继电器相连, 该继电器通过一驱动电路连接单片机控制电路,本实施例中,比较优选的继电器采用磁保 继电器,输入或输出电流或电压,其内部线圈通正向电流时继电器接通,线圈通反向电流时 继电器断开。驱动电路内部具有电源变压器(图未示),采用两个2VA/3绕组,一个绕组输 出9V/20mA供给计量电路,另一个绕组输出10. 5V/120mA供给单片机控制电路电路,整流后 的电压直接送给驱动电路。所述单片机控制电路连接外置拉闸接口电路,与外界之间由光 耦隔离,当施加高电平时,继电器断开。
[0014] 如图2所示,本实用新型单相电器类型识别预付费电能表通过内部具有的分流器 和分压网络分别把电流信号和电压信号采样到计量芯片CS5460A中,计量芯片CS5460A对 采样信号进行A/D转换后,可得到瞬时的电压和电流信号,再通过运算便可得到在某个转 换周期内的电压有效值、电流有效值和有功能量。然后转入功率计算,把所述转换周期设 为1秒,则1秒内产生的有功便为当前有功功率,则1秒内的视在功率便可通电压有效值和 电流有效值相乘得到,那么功率因数便由当前有功率除以视在功率后得到。所述计量芯片 CS5460A内部针对上述计算出的数据,结合内部编程对电器类型进行识别。首先判断电器负 荷是否异常,如果是异常则返回;如果否,则进入突变功率判断处理。在所述突变功率判断 处理时,先辨别突变判断是否有效,无效则进入功因判断;突变判断有效,要看突变标志是 否等于1?如果等于1,则判断这次功率是否大于上次功率,是则断电,否则清突变标志后 进入功因判断处理;如果不等于1,则辨别这次功率减去上次功率后的结果是否大于设定 的突变功率,不大于则进入功因判断处理,大于则置突变功率标志后结束。在功因判断处理 时,先要判断功因是否有效,无效直接进入功率判断处理;有效则判断功率是否大于功因阀 值,不大于则进行功率判断处理,大于则进一步判断功因是否大于设定值,不大于则进行功率判断处理,大于则为负荷异常延时断电。在功率判断处理时,先进行功率判断否有效,无 效则进行无异常延时置初值,有效继续判断功率是否大于设定值,不大于则无异常延时置 初,大于则负荷异常延时断电。
[0015] 本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式,任何人在本实用新型的启示下都可得 出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本实用新型相 同或相近似的技术方案,均在其保护范围之内。

Claims (5)

  1. 一种单相电器类型识别预付费电能表,包括电源电路、单片机控制电路,以及与单片机控制电路分别相连的数据保存电路、LCD显示电路、外置拉闸接口电路、驱动电路,其特征在于:一计量电路通过光电隔离与单片机控制电路相连,该计量电路内具有计量芯片CS5460A,所述驱动电路还连接一继电器,该继电器与进出火线相连。
  2. 2.如权利要求1所述的单相电器类型识别预付费电能表,其特征在于:一个IC卡座接 口电路的IC卡座与单片机控制电路之间串联IK电阻。
  3. 3.如权利要求2所述的单相电器类型识别预付费电能表,其特征在于:所述单片机控 制电路直接驱动LCD显示电路。
  4. 4.如权利要求1或3所述的单相电器类型识别预付费电能表,其特征在于:所述电源 电路的变压器采用两个2VA/3绕组,一个绕组的输出供给计量电路,另一个绕组的输出供 给单片机控制电路,整流后的电压直接送给驱动电路。
  5. 5.如权利要求1所述的单相电器类型识别预付费电能表,其特征在于:所述单片机控 制电路、计量电路和LCD显示电路集成在一块PCB板上,IC卡座接口电路焊接于该PCB板。
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WO2020147236A1 (zh) * 2019-01-18 2020-07-23 广东美的制冷设备有限公司 电控组件及空调器

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