CN202149917U - 一种超宽量程单相电能表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及单相电能表技术领域，提供一种超宽量程单相电能表，所述电流采样单元和电压采样单元的输出端分别与宽量程计量芯片的输入端相连，宽量程计量芯片与外部时钟单元相连，宽量程计量芯片的输出端与单片机中央处理单元相连；所述电流采样单元锰铜采样通道1和锰铜采样通道2的两个锰铜串联接在火线输入和火线输出之间，锰铜采样通道1和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，所述通道选择开关与单片机中央处理单元相连。本实用新型采用两个锰铜和一个通道选择开关配合宽量程计量芯片，计量火线电流，通过通道选择来改变量程，从而实现超宽量程，满足市场需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及单相电能表技术领域，具体说是一种超宽量程单相电能表。
背景技术
目前常见的单相电能表一般采用单锰铜配合宽量程计量芯片实现宽量程计量，但此种方式受锰铜值和计量芯片动态范围双重因素的制约，可计量的电流范围一般不大，未能实现超宽量程计量，不能满足超宽量程计量单相电能表的市场需求。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种超宽量程单相电能表，其采用两个锰铜和一个通道选择开关配合宽量程计量芯片，计量火线电流，通过通道选择来改变量程，从而实现超宽量程，满足市场需求。
本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：一种超宽量程单相电能表，包括单片机中央处理单元、电能表计量单元，所述电能表计量单元由电流采样单元、电压采样单元、外部时钟单元、宽量程计量芯片及其外围电路组成；所述电流采样单元和电压采样单元的输出端分别与宽量程计量芯片的输入端相连，宽量程计量芯片与外部时钟单元相连，宽量程计量芯片的输出端与单片机中央处理单元相连；所述电流采样单元由锰铜采样通道1、锰铜采样通道2、通道保护元件、通道选择开关组成，其中锰铜采样通道1和锰铜采样通道2的两个锰铜串联接在火线输入和火线输出之间，锰铜采样通道1和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，所述通道选择开关与单片机中央处理单元相连。
在上述技术方案中，所述锰铜采样通道1包括锰铜采样器MT1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，所述锰铜采样通道2包括锰铜采样器MT2、电阻R16、电阻R17、电容C11和电容C12，所述电压采样单元包括电阻R3~电阻R7、电容C3和电容C4，所述外部时钟单元包括电阻R15、晶体Y1、电容C13和电容C14，所述宽量程计量芯片及其外围电路包括计量芯片U1、电阻R8~电阻R14、电容C5~电容C10，计量芯片U1为ATT7053芯片；其中，火线输出接锰铜采样器MT1的3脚，锰铜采样器MT1的2脚经电阻R2连接到计量芯片U1的9脚，锰铜采样器MT1的3脚经电阻R1连接到计量芯片U1的8脚，电容C1连接在计量芯片U1的8脚和GND之间，电容C2连接在计量芯片U1的9脚和GND之间；所述火线输入接锰铜采样器MT2的1脚并连接到GND，锰铜采样器MT2的3脚与锰铜采样器MT1的1脚之间连接有通道保护元件，锰铜采样器MT2的2脚经电阻R17连接到计量芯片U1的11脚，锰铜采样器MT2的3脚经电阻R16连接到计量芯片U1的10脚，电容C11连接在计量芯片U1的10脚和GND之间，电容C12连接在计量芯片U1的11脚和GND之间；所述零线输入经电阻R3~电阻R5连接到计量芯片U1的6脚，计量芯片U1的6脚经电阻R6连接到GND，电容C3并联在电阻R6的两端，计量芯片U1的7脚经电阻R7连接到GND，电容C4并联在电阻R7的两端；所述晶体Y1连接在计量芯片U1的22脚和23脚之间，电阻R15并联在晶体Y1的两端，电容C13一端连接到计量芯片U1的23脚，一端连接到GND，电容C14一端连接到计量芯片U1的22脚，一端连接到GND；所述计量芯片U1的1脚经电容C5连接到GND，计量芯片U1的2脚经电阻R8连接到VDD，经电容C7连接到GND，计量芯片U1的3脚经电容C6连接到GND，计量芯片U1的4脚连接到计量芯片U1的2脚，计量芯片U1的5脚连接到计量芯片U1的1脚，并经电容C8连接到GND，计量芯片U1的12脚经电容C9连接到GND，计量芯片U1的13脚连接到GND，计量芯片U1的16脚经电阻R14连接到所述单片机中央处理单元的计量脉冲口，计量芯片U1的16脚经电阻R14和电容C10连接到GND，计量芯片U1的18脚经电阻R13连接到所述单片机中央处理单元的片选信号口，计量芯片U1的19脚经电阻R12连接到所述单片机中央处理单元的数据输入口，经电阻R9连接到VDD，计量芯片U1的20脚经电阻R11连接到所述单片机中央处理单元的数据输出口，计量芯片U1的21脚经电阻R10连接到所述单片机中央处理单元的时钟信号口。
本实用新型的有益之处在于：硬件上采用两个锰铜和一个通道选择开关的方案，计量火线电流，配合宽量程计量芯片，通过单片机控制通道选择来改变量程，使电能表的计量范围不再受锰铜值的大小和计量芯片动态范围的制约，实现超宽量程计量，符合单相电能表超宽量程的发展趋势。
附图说明
图1为本实用新型中电能表计量单元的电路原理图。
图2为本实用新型中电流采样单元的电路原理图。
图3为本实用新型中电能表计量单元的电路连接图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。
如图1所示，本实施例提供一种超宽量程单相电能表，包括单片机中央处理单元、电能表计量单元，所述电能表计量单元由电流采样单元、电压采样单元、外部时钟单元、宽量程计量芯片及其外围电路组成；所述电流采样单元和电压采样单元的输出端分别与宽量程计量芯片的输入端相连，宽量程计量芯片与外部时钟单元相连，宽量程计量芯片的输出端与单片机中央处理单元相连。
如图2所示，上述电流采样单元由锰铜采样通道1、锰铜采样通道2、通道保护元件、通道选择开关组成，其中锰铜采样通道1和锰铜采样通道2的两个锰铜串联接在火线输入和火线输出端，所述通道选择开关与单片机中央处理单元相连。所选用通道选择开关为常闭型器件，在默认状态下所述计量单元以锰铜采样通道1的电流为准计量，当采样电流小于设定值时，单片机中央处理单元将通道选择开关断开，电流流过锰铜采样通道2，所述计量单元以通道2的电流为准计量，从而达到量程切换的目的。在所述锰铜采样通道1和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，防止因电流变化进行通道切换时对通道2锰铜器件的损坏。
如图3所示，上述实施例中，所述锰铜采样通道1包括锰铜采样器MT1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，所述锰铜采样通道2包括锰铜采样器MT2、电阻R16、电阻R17、电容C11和电容C12，所述电压采样单元包括电阻R3~电阻R7、电容C3和电容C4，所述外部时钟单元包括电阻R15、晶体Y1、电容C13和电容C14，所述宽量程计量芯片及其外围电路包括计量芯片U1、电阻R8~电阻R14、电容C5~电容C10，计量芯片U1为ATT7053芯片；其中，火线输出接锰铜采样器MT1的3脚，锰铜采样器MT1的2脚经电阻R2连接到计量芯片U1的9脚，锰铜采样器MT1的3脚经电阻R1连接到计量芯片U1的8脚，电容C1连接在计量芯片U1的8脚和GND之间，电容C2连接在计量芯片U1的9脚和GND之间；所述火线输入接锰铜采样器MT2的1脚并连接到GND，锰铜采样器MT2的3脚与锰铜采样器MT1的1脚之间连接有通道保护元件，锰铜采样器MT2的2脚经电阻R17连接到计量芯片U1的11脚，锰铜采样器MT2的3脚经电阻R16连接到计量芯片U1的10脚，电容C11连接在计量芯片U1的10脚和GND之间，电容C12连接在计量芯片U1的11脚和GND之间；所述零线输入经电阻R3~电阻R5连接到计量芯片U1的6脚，计量芯片U1的6脚经电阻R6连接到GND，电容C3并联在电阻R6的两端，计量芯片U1的7脚经电阻R7连接到GND，电容C4并联在电阻R7的两端；所述晶体Y1连接在计量芯片U1的22脚和23脚之间，电阻R15并联在晶体Y1的两端，电容C13一端连接到计量芯片U1的23脚，一端连接到GND，电容C14一端连接到计量芯片U1的22脚，一端连接到GND；所述计量芯片U1的1脚经电容C5连接到GND，计量芯片U1的2脚经电阻R8连接到VDD，经电容C7连接到GND，计量芯片U1的3脚经电容C6连接到GND，计量芯片U1的4脚连接到计量芯片U1的2脚，计量芯片U1的5脚连接到计量芯片U1的1脚，并经电容C8连接到GND，计量芯片U1的12脚经电容C9连接到GND，计量芯片U1的13脚连接到GND，计量芯片U1的16脚经电阻R14连接到所述单片机中央处理单元的计量脉冲口，计量芯片U1的16脚经电阻R14和电容C10连接到GND，计量芯片U1的18脚经电阻R13连接到所述单片机中央处理单元的片选信号口，计量芯片U1的19脚经电阻R12连接到所述单片机中央处理单元的数据输入口，经电阻R9连接到VDD，计量芯片U1的20脚经电阻R11连接到所述单片机中央处理单元的数据输出口，计量芯片U1的21脚经电阻R10连接到所述单片机中央处理单元的时钟信号口。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (2)
1.一种超宽量程单相电能表，包括单片机中央处理单元、电能表计量单元，其特征是：所述电能表计量单元由电流采样单元、电压采样单元、外部时钟单元、宽量程计量芯片及其外围电路组成；所述电流采样单元和电压采样单元的输出端分别与宽量程计量芯片的输入端相连，宽量程计量芯片与外部时钟单元相连，宽量程计量芯片的输出端与单片机中央处理单元相连；所述电流采样单元由锰铜采样通道1、锰铜采样通道2、通道保护元件、通道选择开关组成，其中锰铜采样通道1和锰铜采样通道2的两个锰铜串联接在火线输入和火线输出之间，锰铜采样通道1和锰铜采样通道2之间连接有通道保护器件，所述通道选择开关与单片机中央处理单元相连。
2.根据权利要求1所述的超宽量程单相电能表，其特征是：所述锰铜采样通道1包括锰铜采样器MT1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，所述锰铜采样通道2包括锰铜采样器MT2、电阻R16、电阻R17、电容C11和电容C12，所述电压采样单元包括电阻R3~电阻R7、电容C3和电容C4，所述外部时钟单元包括电阻R15、晶体Y1、电容C13和电容C14，所述宽量程计量芯片及其外围电路包括计量芯片U1、电阻R8~电阻R14、电容C5~电容C10，计量芯片U1为ATT7053芯片；其中，火线输出接锰铜采样器MT1的3脚，锰铜采样器MT1的2脚经电阻R2连接到计量芯片U1的9脚，锰铜采样器MT1的3脚经电阻R1连接到计量芯片U1的8脚，电容C1连接在计量芯片U1的8脚和GND之间，电容C2连接在计量芯片U1的9脚和GND之间；所述火线输入接锰铜采样器MT2的1脚并连接到GND，锰铜采样器MT2的3脚与锰铜采样器MT1的1脚之间连接有通道保护元件，锰铜采样器MT2的2脚经电阻R17连接到计量芯片U1的11脚，锰铜采样器MT2的3脚经电阻R16连接到计量芯片U1的10脚，电容C11连接在计量芯片U1的10脚和GND之间，电容C12连接在计量芯片U1的11脚和GND之间；所述零线输入经电阻R3~电阻R5连接到计量芯片U1的6脚，计量芯片U1的6脚经电阻R6连接到GND，电容C3并联在电阻R6的两端，计量芯片U1的7脚经电阻R7连接到GND，电容C4并联在电阻R7的两端；所述晶体Y1连接在计量芯片U1的22脚和23脚之间，电阻R15并联在晶体Y1的两端，电容C13一端连接到计量芯片U1的23脚，一端连接到GND，电容C14一端连接到计量芯片U1的22脚，一端连接到GND；所述计量芯片U1的1脚经电容C5连接到GND，计量芯片U1的2脚经电阻R8连接到VDD，经电容C7连接到GND，计量芯片U1的3脚经电容C6连接到GND，计量芯片U1的4脚连接到计量芯片U1的2脚，计量芯片U1的5脚连接到计量芯片U1的1脚，并经电容C8连接到GND，计量芯片U1的12脚经电容C9连接到GND，计量芯片U1的13脚连接到GND，计量芯片U1的16脚经电阻R14连接到所述单片机中央处理单元的计量脉冲口，计量芯片U1的16脚经电阻R14和电容C10连接到GND，计量芯片U1的18脚经电阻R13连接到所述单片机中央处理单元的片选信号口，计量芯片U1的19脚经电阻R12连接到所述单片机中央处理单元的数据输入口，经电阻R9连接到VDD，计量芯片U1的20脚经电阻R11连接到所述单片机中央处理单元的数据输出口，计量芯片U1的21脚经电阻R10连接到所述单片机中央处理单元的时钟信号口。
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| CN102426290A (zh) * | 2011-09-09 | 2012-04-25 | 武汉盛帆电子股份有限公司 | 一种宽量程高精度电能表 |
| CN109959821A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-07-02 | 郭建国 | 一种基于分流器的高精度智能电表 |
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