CN205809164U - 一种智能计量设备 - Google Patents

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徐英俊
蒋宝旭
常伟林
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Abstract

一种智能计量设备,涉及一种电力计量设备。本实用新型的目的是解决现有技术的计量箱抗干扰能力较差,并且不能同时兼顾计量精度和多用户计量的缺陷。本实用新型的智能计量箱的火线接入端的第一支路依次与磁保持继电器、继电器驱动芯片、第一光耦隔离电路以及单片机连接;火线接入端的第二支路依次与电流采样电路、计量芯片连接;负载接入端与电流采样电路连接;零线的第一支路依次与稳压器和单片机连接;零线的第二支路依次与可变电阻网络、电压采样电路、第二光耦隔离电路以及单片机连接。本实用新型用于电力系统的电能计量领域,也可以用于住宅建筑内的电能计量领域。

Description

一种智能计量设备
技术领域
本实用新型涉及一种电能计量设备,具体地,涉及一种智能计量设备。
背景技术
根据国家电网公司电网智能化建设规划,我国智能电网将进入全面建设阶段,将对智能计量设备产生巨大的市场需求,同时对智能计量设备也提出了更高的要求,包括更多的计量功能、更高的测量精度、更宽的测量量程、更大的输入动态范围、更多的通信接口、更丰富的显示内容、更多的控制以及管理检测等功能。
现有的智能计量设备往往每台设备只能为一个用户计量,不能为多用户计量电能,这样设置对抄表和控制都带来很大的不便,并且现有计量箱抗干扰能力差,很难杜绝使用中所产生的电干扰、磁干扰的情形。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种智能计量设备。本实用新型为了解决现有计量设备不能在保证计量精度的同时为多用户进行计量,并且抗干扰能力较差的问题。
本实用新型提供的智能计量设备,包括火线接入端、零线接入端、负载接入端,还包括磁保持继电器、继电器驱动芯片、计量芯片、电压采样电路、电流采样电路、可变电阻网络、第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路、稳压器、以及单片机,其中,
火线接入端的第一支路与磁保持继电器的触点端连接;磁保持继电器的线圈端与继电器驱动芯片的输出引脚连接;继电器驱动芯片的输入引脚与第一光耦隔离电路的输出端连接;第一光耦隔离电路的输入端与单片机的开关控制引脚连接;
火线接入端的第二支路与电流采样电路的输入端连接;电流采样电路的输出端与计量芯片的电流输入引脚连接;
负载接入端与电流采样电路的输入端连接;
零线的第一支路与稳压器的电压输入引脚连接;稳压器的电压输出引脚与单片机的电平输入引脚连接;
零线的第二支路与可变电阻网络的输入端连接可变电阻网络的输出端与电压采样电路的输入端连接;电压采样电路的输出端与计量芯片的电压输入引脚连接;
计量芯片的输出引脚与第二光耦隔离电路的输入端连接;第二光耦隔离电路的输出端 与单片机的数据处理引脚连接。
优选地,单片机为AT89C52芯片计量芯片ATT7022芯片,继电器驱动芯片为BST902芯片,稳压器为LSP5502芯片,计量芯片的V1P引脚的第一支路与电阻R1的第一端连接,电阻R1的第二端与电感器L2的第一端连接,电感器L2的第二端与电位器的滑动端连接,计量芯片的V1P引脚的第二支路与电容器C1的第一端连接,电容器C1的第二端与电感器L1的第一端连接,电感器L1的第二端分别与电位器Rx的第一固定端以及火线接入端连接,计量芯片的V1N引脚与电阻R2的第一端连接,电阻R2的第二端与电感器L3的第一端连接,电感器L3的第二端分别与负载接入端以及电位器的第二固定端连接;稳压器的Vin引脚分别与二极管D1的负极以及电容器C8连接,二极管D1的正极分别与稳压二极管DZ的负极以及电容器C7的第一端连接,电容器C7的第二端与电阻R5的第一端连接,电阻R5的第二端与电感器L4的第一端连接,电感器L4的第二端与零线接入端连接,稳压器的Vout引脚分别与电容器C9、电容器C10以及电感器L5的第一端连接,电感器L5的第二端分别与单片机的电平输入引脚以及电容C12连接;计量芯片的V2N引脚分别与电阻R4、电容C6以及可变电阻网络的第一端连接,可变电阻网络的第二端与电阻R5的第二端连接,计量芯片的V2P引脚分别与电容器C5、电阻R3以及电感器L0连接,计量芯片的REF引脚分别与电容器C4、电容器C3连接,计量芯片的CF引脚与电阻R8的第一端连接,电阻R8的第二端与二极管D0的正极连接,二极管D0的负极与第二光耦隔离电路连接。
本实用新型的技术效果在于,通过使用光耦隔离电路,使得计量设备具备较强的抗干扰能力,并且光耦隔离电路的设置也便于将多个用户的电能计量数据传输到同一个单片机中进行处理,从而实现了仅使用一个计量设备就可以对多个用户进行电能计量的效果。本实用新型还通过过载保护电路对过流的电路进行切断,避免了安全隐患的发生。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路结构示意图;
图2为本使用新型实施例的电路结构图。
具体实施方式
具体实施方式一:下面结合图1来说明本实用新型的智能计量设备。本实施方式的智能计量设备,包括火线接入端Lin、零线接入端Nin、负载接入端Load,还包括磁保持继电器RL、继电器驱动芯片U2、计量芯片U1、电压采样电路Vs、电流采样电路Is、可变 电阻网络RW、第一光耦隔离电路OC1、第二光耦隔离电路OC2、稳压器U3、以及单片机IC,其中,火线接入端Lin的第一支路与磁保持继电器RL的触点端连接;磁保持继电器RL的线圈端与继电器驱动芯片U2的输出引脚连接;继电器驱动芯片U2的输入引脚与第一光耦隔离电路OC1的输出端连接;第一光耦隔离电路OC1的输入端与单片机IC的开关控制引脚连接。
火线接入端Lin的第二支路与电流采样电路Is的输入端连接;电流采样电路Is的输出端与计量芯片U1的电流输入引脚连接。
负载接入端Load与电流采样电路Is的输入端连接;
零线Nin的第一支路与稳压器U3的电压输入引脚连接;稳压器U3的电压输出引脚与单片机IC的电平输入引脚连接。
零线Lin的第二支路与可变电阻网络RW的输入端连接,可变电阻网络RW的输出端与电压采样电路Vs的输入端连接;电压采样电路Vs的输出端与计量芯片U1的电压输入引脚连接。
计量芯片U1的输出引脚与第二光耦隔离电路OC2的输入端连接;第二光耦隔离电路OC2的输出端与单片机IC的数据处理引脚连接。
在本实施例中,单片机IC通过开关控制引脚控制磁保持继电器RL,从而控制与火线连接的通断。特别地,单片机IC通过第一光耦隔离电路OC1控制继电器驱动芯片U2,使用光耦隔离电路的好处是,能够减少环境中的电干扰与磁干扰,传统的电激励与磁激励方式则不具备这种优势。
电流采样电路Is的输入端与火线接入端Lin以及负载接入端Load连接,采样得到的电流值输入至计量芯片U1,以便进一步做运算。可变电阻网络RW一般用于分压,便于后续的电压采样电路Vs进行采样。采样得到的电压值输入值计量芯片U1。
计量芯片U1将得到的电压值以及电流值进行累加处理,即将各个时刻获得的电流、电压进行分别累加,得到一个随时间累积电能的脉冲信号,再送至单片机IC中将脉冲信号进行识别处理,最后显示在电表的显示屏上,或者转换成数值发送到远程的控制端上。特别地,计量芯片U1将脉冲信号发送给单片机IC时通过第二光耦隔离电路OC2完成,使用光耦隔离技术能够减少电干扰以及磁干扰,使得传输的脉冲信号更加准确。
稳压器U3与零线接入端Nin连接,稳压至5V后为单片机IC提供电平输入。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:可变电阻网络RW为电位器或至少包括两个电阻的串联电阻集合。这样设置的好处是,将从电网获得的高电压进行衰减后输入至稳压器中U3,使用电位器或者串联电阻集合都能够自由灵活地进行分压调节。“至少包括两个电阻的串联电阻集合”的理由是,仅有一个电阻不能做到灵活分压的特点,至少两个电阻能够达到这一效果,并且电阻越多,调节的选择也就越多。电位器为高精度电位器。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:电流采样电路Is包括定值电阻以及电感器组,其中定值电阻为锰铜合金电阻,其优势在于温漂系数小,电感小,很适合作为采样电阻,符合电流采样电路的功能需要。电感器组形成电流互感器,使测量结果更精确。
其它结构及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:下面结合图2来说明智能计量设备的具体电路结构。
如图2所示,单片机为AT89C52芯片,使用这种芯片的好处是,价格较为便宜,产量大,易获取,并且研究的较为彻底,对于后期计量设备的维护以及功能扩展都提供很大的方便。图中单片机未示出。
继电器驱动芯片U2为BST902芯片,使用这种芯片的好处是,采用分流电阻一体化设计,一经触发即可保证开启与关断状态,触发信号撤销后继电器的状态保持不变,因此无需保持触发信号,具有较好的便捷性与易用性。
计量芯片U1为ATT7022芯片,使用这种芯片的好处是,此芯片为高精度三相电能专用计量芯片,能够测量无功功率,视在功率,相角等计量箱需要测量的参数,并且支持纯软件校表,它能提供的精确、详细的误差校准方法很好地符合了我国对智能电表的要求。
稳压器U3为LSP5502芯片,使用这种芯片的好处是,能够稳定提供降压以及稳压的功能。
Lin为火线接入端,LOAD为负载接入端,RL为磁保持继电器,其两端分别与继电器驱动芯片U2的QA引脚与QB引脚连接,继电器驱动芯片U2通过引脚A和引脚B来控制QA和QB的输出,电阻R9与R10用于分压,光耦隔离电路OC1包括两个光耦隔离部件OC11以及OC12的引脚S1OUT、S2OUT、S3OUT、S4OUT分别与单片机的控制引脚连接,通过单片机的控制引脚控制继电器的闭合或断开。单片机在图中未示出。
Rx为锰铜合金电位器,电感L0至L4组成电流互感器,再经过电阻R1、R2以及滤波电容C1、C2输入到计量芯片U1的电流输入引脚V1P与V1N中。
Nin为零线接入端,在第一支路经过电感器L4和可变电阻网络RW后,经过R4、R3的分压作用以及C5、C4、C3的滤波作用输入至计量芯片U1的V2N引脚、V2P引脚以 及REF引脚中。其中可变电阻网络RW在图2中为电位器。零线接入端的第二支路通过由电阻R5、电容C7组成的串联阻容降压电路后,再经过整流二极管DZ、D1的整流作用以及电容C8的滤波作用输入至稳压器U3的电压输入引脚,经过稳压器U3的稳压作用输出电压,在经过C9至C12的滤波作用以及电感L5输出5V的稳定电压,这个电压能够为单片机提供电平输入。图2中的R6、R7、C13为使计量芯片U1正常工作的常规连接方式,此处不做详述。
本实施方式的一个突出技术特点在于,通过设置电感L0至L5,使得计量箱在用于多用户计量时,能够防止不同用户电能信息传输时的相互干扰的问题。从而使多用户电能的精确计量提供了可能。
计量芯片U1将从V1N、V1P、V2N、V2P接收到的信号经过累加计算处理,并形成脉冲信号通过CF引脚输出,并经过电阻R8的分压作用以及二极管D0的整流作用输入至光耦隔离电路OC2中,通过光耦作用将脉冲信号通过S1in和S2in引脚输入至单片机的数据处理引脚中。单片机的数据处理过程为,从不同用户的计量电路处进行轮询读数,读数方式采用下降沿读数。
其它结构及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:还包括过载保护电路,其中过载保护电路包括电流互感器、常闭继电器、三极管以及滤波电容。其中电流互感器用于监视负载电流,电流通过电流互感器时,电流的变化从初级转换到次级,再通过采样获得采样电流,以此来检测电流变化。常闭继电器用于在电流过载时断开电路。滤波电容用于滤波,三极管用于截止电流。
其它结构及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:单片机的蜂鸣提示引脚与蜂鸣器连接,单片机的LED提示引脚与LED灯连接。这样设置的好处是,一旦出现过载现象,可由单片机控制蜂鸣器以及LED灯发出警示信号,提醒用户可能出现的过载危险。
其它结构及参数与具体实施方式一至五之一相同。

Claims (6)

1.一种智能计量设备,包括火线接入端(Lin)、零线接入端(Nin)、负载接入端(Load),其特征在于,还包括磁保持继电器(RL)、继电器驱动芯片(U2)、计量芯片(U1)、电压采样电路(Vs)、电流采样电路(Is)、可变电阻网络(RW)、第一光耦隔离电路(OC1)、第二光耦隔离电路(OC2)、稳压器(U3)、以及单片机(IC),其中,
所述火线接入端(Lin)的第一支路与所述磁保持继电器(RL)的触点端连接;所述磁保持继电器(RL)的线圈端与所述继电器驱动芯片(U2)的输出引脚连接;所述继电器驱动芯片(U2)的输入引脚与所述第一光耦隔离电路(OC1)的输出端连接;所述第一光耦隔离电路(OC1)的输入端与所述单片机(IC)的开关控制引脚连接;
所述火线接入端(Lin)的第二支路与所述电流采样电路(Is)的输入端连接;所述电流采样电路(Is)的输出端与所述计量芯片(U1)的电流输入引脚连接;
所述负载接入端(Load)与所述电流采样电路(Is)的输入端连接;
所述零线接入端(Nin)的第一支路与所述稳压器(U3)的电压输入引脚连接;所述稳压器(U3)的电压输出引脚与所述单片机(IC)的电平输入引脚连接;
所述零线接入端(Nin)的第二支路与所述可变电阻网络(RW)的输入端连接,所述可变电阻网络(RW)的输出端与所述电压采样电路(Vs)的输入端连接;所述电压采样电路(Vs)的输出端与所述计量芯片(U1)的电压输入引脚连接;
所述计量芯片(U1)的输出引脚与所述第二光耦隔离电路(OC2)的输入端连接;所述第二光耦隔离电路(OC2)的输出端与所述单片机(IC)的数据处理引脚连接。
2.根据权利要求1所述的智能计量设备,其特征在于,所述可变电阻网络为电位器或至少包括两个电阻的串联电阻集合。
3.根据权利要求1或2所述的智能计量设备,其特征在于,所述电流采样电路包括定值电阻以及电感器组。
4.根据权利要求3所述的智能计量设备,其特征在于,还包括过载保护电路,其中过载保护电路包括电流互感器、常闭继电器、三极管以及滤波电容。
5.根据权利要求4所述的智能计量设备,其特征在于,所述单片机的蜂鸣提示引脚与蜂鸣器连接,所述单片机的LED提示引脚与LED灯连接。
6.根据权利要求1或5所述的智能计量设备,其特征在于,所述单片机(IC)为AT89C52芯片,所述计量芯片(U1)ATT7022芯片,所述继电器驱动芯片(U2)为BST902芯片,所述稳压器(U3)为LSP5502芯片,所述计量芯片(U1)的V1P引脚的第一支路与电阻R1的第一端连接,所述电阻R1的第二端与电感器L2的第一端连接,电感器L2的第二端 与电位器(Rx)的滑动端连接,所述计量芯片(U1)的V1P引脚的第二支路与电容器C1的第一端连接,所述电容器C1的第二端与电感器L1的第一端连接,所述电感器L1的第二端分别与所述电位器(Rx)的第一固定端以及所述火线接入端(Lin)连接,所述计量芯片(U1)的V1N引脚与电阻R2的第一端连接,所述电阻R2的第二端与电感器L3的第一端连接,所述电感器L3的第二端分别与所述负载接入端(Load)以及所述电位器(Rx)的第二固定端连接;所述稳压器(U3)的Vin引脚分别与二极管D1的负极以及电容器C8连接,所述二极管D1的正极分别与稳压二极管DZ的负极以及电容器C7的第一端连接,所述电容器C7的第二端与电阻R5的第一端连接,所述电阻R5的第二端与电感器L4的第一端连接,所述电感器L4的第二端与所述零线接入端(Nin)连接,所述稳压器(U3)的Vout引脚分别与电容器C9、电容器C10以及电感器L5的第一端连接,所述电感器L5的第二端分别与所述单片机(IC)的电平输入引脚以及电容C12连接;所述计量芯片(U1)的V2N引脚分别与电阻R4、电容C6以及所述可变电阻网络(RW)的第一端连接,所述可变电阻网络(RW)的第二端与所述电阻R5的第二端连接,所述计量芯片(U1)的V2P引脚分别与电容器C5、电阻R3以及电感器L0连接,所述计量芯片(U1)的REF引脚分别与电容器C4、电容器C3连接,所述计量芯片(U1)的CF引脚与电阻R8的第一端连接,所述电阻R8的第二端与二极管D0的正极连接,所述二极管D0的负极与第二光耦隔离电路(OC2)连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106771466A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 合肥美的电冰箱有限公司 家电设备检测电路
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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