CN202217015U - 一种三相电能计量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三相电能计量装置，构成包括连接有电源电路模块(1)的MCU主控芯片(2)及与MCU主控芯片(2)连接的LCD显示模块(3)、通信模块(4)，MCU主控芯片(2)经3个光耦隔离单元(5)分别连接有3个MSP430AFE233型号的计量芯片(6)，计量芯片(6)连接有锰铜采样电阻(7)。本实用新型在保证高可靠性及稳定性的同时，还解决了电流互感器容易产生磁饱和的问题，避免由磁场引起的窃电行为，还大大提高了经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种计量装置，特别是一种应用锰铜采样电阻的三相电能计量装置。
背景技术
在三相电能表的应用中，目前都是采用电流互感器或者罗氏线圈进行隔离，然后接至三相电能计量芯片，实现三相电流信号的采集转换，并完成电能量的计算，单片机与计量芯片采用串口通信接口，读取电能量和各种测量参数，完成电能表的功能。
若采用普通的电磁式电流互感器，由于它存在铁芯，容易产生磁饱和，当测量信号中存在直流分量或者靠近磁场时，电流互感器就会产生磁饱和，导致二次侧输出信号不能跟随一次输入信号，不能实现正确的测量。若采用抗直流分量的电流互感器，由于采用了高磁导率的磁芯和抗磁饱和的磁芯，因此其体积较大，不便于安装在体积相对较小的三相电表内使用；同时其成本较高，特别是宽电流动态范围的抗直流分量互感器价格昂贵，不利于批量生产；且很难做到较高的测量精度，不能满足一些高精度测量范围的使用场合。若采用罗氏线圈采样电流信号，虽然能够克服磁饱和的缺点，并且体积也较小，测量动态范围足够，但是由于罗氏线圈对工艺的要求较高，线圈的绕制工艺对其测量精度会产生很大的影响，目前还是停留在理论阶段，还没有厂家进行批量的生产使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种三相电能计量装置。本实用新型在保证高可靠性及稳定性的同时，还解决了电流互感器容易产生磁饱和的问题，避免由磁场引起的窃电行为，还大大提高了经济性。
本实用新型的技术方案：一种三相电能计量装置，其特征在于：包括连接有电源电路模块的MCU主控芯片及与MCU主控芯片连接的LCD显示模块、通信模块，MCU主控芯片经3个光耦隔离单元分别连接有3个MSP430AFE233型号的计量芯片，每个计量芯片连接有锰铜采样电阻。
前述的三相电能计量装置中，所述的MCU主控芯片是MSP430F5438IPZ单片机。
前述的三相电能计量装置中，所述的电源电路模块包括单片机电源电路、通信电源电路和计量芯片电源电路。
前述的三相电能计量装置中，所述的通信模块是RS485通信模块或GPRS通信模块。
前述的三相电能计量装置中，所述的MCU主控芯片还连接有E2PROM数据存储电路、按键处理电路、脉冲输出电路和掉电检测电路。
与现有技术相比，本实用新型用锰铜采样电阻作为电流信号的取样电阻，三个锰铜采样电阻分别对A相、B相和C相的电流信号采样，然后接至三片相互独立的单相电能计量芯片，计量芯片通过光耦隔离单元与单片机实现电气隔离，进行串口通信，实现电能量的累积和电参数的读取，保证三相电能计量装置高可靠性及稳定性的同时，还解决了电流互感器容易产生磁饱和的问题，杜绝了可能由磁场引起的窃电行为，同时还大大提高了三相电表的经济性，能降低电表生产厂家的生产成本，加快我国的电网建设。本实用新型还具有体积小和抗干扰能力强的特点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
附图中的标记为：1-电源电路模块，2-MCU主控芯片，3-LCD显示模块，4-通信模块，5-光耦隔离单元，6-计量芯片，7-锰铜采样电阻，8-E2PROM数据存储电路，9-按键处理电路，10-脉冲输出电路，11-掉电检测电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
实施例。一种三相电能计量装置，构成如图1所示，包括连接有电源电路模块1的MCU主控芯片2及与MCU主控芯片2连接的LCD显示模块3、通信模块4，MCU主控芯片2经3个光耦隔离单元5分别连接有3个MSP430AFE233型号的计量芯片6，每个计量芯片6连接有锰铜采样电阻7。采用锰铜采样电阻7进行模拟信号采样，将此交流电压信号经过简单的RC滤波电路接至计量芯片的电流模拟输入端。电压采样电路则是采用电阻网络实现降压，通过锰铜采样电阻7得到交流采样信号，经过简单的RC滤波电路接至计量芯片的电压模拟输入端。
所述的MCU主控芯片2是MSP430F5438IPZ单片机。
所述的电源电路模块1包括单片机电源电路、通信电源电路和计量芯片电源电路。其中单片机电源电路和通信电源电路是由变压器线性降压提供两路隔离的电源分别给单片机工作和通信模块工作。计量芯片电源电路由单片机、场效应管、高频变压器和整流电路组成。计量芯片电源电路由线性变压器的次级提供，与初级相隔离，而与高频变压器的初级相同，高频变压器的次级与初级隔离，次级是三个相互独立的线圈，分别产生A相、B相和C相计量芯片工作的电源电压。因此三相电压中只要存在其中的一相电压，单片机的电源就存在，因而高频变压器次级的三个电压也就存在，三个计量芯片能够正常工作，这样就能够检测失压或断相的工况。
所述的通信模块4是RS485通信模块或GPRS通信模块。
所述的MCU主控芯片2还连接有E2PROM数据存储电路8、按键处理电路9、脉冲输出电路10和掉电检测电路11。
本实用新型直接接入锰铜采样电阻(装置内不带电流互感器)实现三相电能的计量。它保证三相电能计量装置高可靠性及稳定性的同时，还解决了电流互感器容易产生磁饱和的问题，杜绝了可能由磁场引起的窃电行为，同时还大大提高了三相电表的经济性，能降低电表生产厂家的生产成本，加快我国的电网建设。本实用新型还具有体积小和抗干扰能力强的特点。
Claims (5)
1.一种三相电能计量装置，其特征在于：包括连接有电源电路模块(1)的MCU主控芯片(2)及与MCU主控芯片(2)连接的LCD显示模块(3)、通信模块(4)，MCU主控芯片(2)经3个光耦隔离单元(5)分别连接有3个MSP430AFE233型号的计量芯片(6)，计量芯片(6)连接有锰铜采样电阻(7)。
2.根据权利要求1所述的三相电能计量装置，其特征在于：所述的MCU主控芯片(2)是MSP430F5438IPZ单片机。
3.根据权利要求2所述的三相电能计量装置，其特征在于：所述的电源电路模块(1)包括单片机电源电路、通信电源电路和计量芯片电源电路。
4.根据权利要求1所述的三相电能计量装置，其特征在于：所述的通信模块(4)是RS485通信模块或GPRS通信模块。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的三相电能计量装置，其特征在于：所述的MCU主控芯片(2)还连接有E2PROM数据存储电路(8)、按键处理电路(9)、脉冲输出电路(10)和掉电检测电路(11)。
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| CN202217015U true CN202217015U (zh) | 2012-05-09 |
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2011
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