CN206440764U - 掉零线后仍能计量的单相电表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掉零线后仍能计量的单相电表，包括主控芯片，均与主控芯片电连接的电阻分压电压采样电路、电流互感器电流采样电路、锰铜分流器电流采样电路、人机交互模块、存储器、校表管理电路、电源转换电路和电池管理电路；电阻分压电压采样电路和电流互感器电流采样电路均与市电电源的零线连接，电阻分压电压采样电路和锰铜分流器电流采样电路均与市电电源的火线连接。本实用新型具有能够在客户移除零线的电压后计量用户用的电量，避免电力公司损失的特点。

Description

掉零线后仍能计量的单相电表

技术领域

本实用新型涉及电能表技术领域，尤其是涉及一种成本低的掉零线后仍能计量的单相电表。

背景技术

现在，随着经济的发展，用电量持续增加，为了减少支出，很多地方出现了窃电现象，并且新的窃电方式也不断地涌现。国外特别是东南亚地区，印度地区，窃电现象越来越普遍，导致电力企业发展受到很多的限制。目前有的防窃电表，不能有效避免窃电。在一些地方，通过不接电压的方式来窃电，电表在没电压的情况下，没法正常工作，从而达到节省电费的作用。

发明内容

本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中的防窃电的电能表成本高的不足，提供了一种成本低的掉零线后仍能计量的单相电表。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种掉零线后仍能计量的单相电表，包括主控芯片，均与主控芯片电连接的电阻分压电压采样电路、电流互感器电流采样电路、锰铜分流器电流采样电路、人机交互模块、存储器、校表管理电路、电源转换电路和电池管理电路；电阻分压电压采样电路和电流互感器电流采样电路均与市电电源的零线连接，电阻分压电压采样电路和锰铜分流器电流采样电路均与市电电源的火线连接。

电阻分压电压采样电路，电流互感器电流采样电路，锰铜分流器电流采样电路分别采集电压和电流信号，主控芯片的3路模数(Analog to digital，AD)转换器对L线电流(锰铜回路)、N线电流(电流互感器回路)和市电电压分别采样，将模拟差分信号转换为数字信号，然后计算出用电量，实现电表的计量工作。

电源转换电路和电池管理电路用来实现从市电220V到3.3V的电源转换，电池管理电路用来支持停电显示功能和掉零线计量功能。

作为优选，人机交互模块包括液晶显示器、LED灯和若干个按键，液晶显示器、LED灯和各个按键均与主控芯片电连接。液晶显示器、LED灯和各个按键用于实现电量及相关状态指示的功能。

作为优选，电源转换电路包括一级电压转换电路和二级电压转换电路，一级电压转换电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6，稳压二极管D7，三极管Q2，电容C4、电容C5、电容C6、电容C7和电容C9，二极管D1、二极管D3、二极管D6和二极管D8；电阻R2一端与市电电源的零线连接，电阻R2另一端与电容C4一端电连接，电容C4另一端分别与稳压二极管D7一端、电阻R4一端、二极管D1正极和二极管D6负极电连接，电阻R4另一端与的三极管Q2的基极电连接。

作为优选，二极管D6正极分别与三极管Q2的发射极和电容C5一端电连接，二极管D1负极分别与二极管D3负极、电容C6一端、电容C7一端、电阻R1一端电连接，电容C5另一端分别与二极管D3正极和二极管D8负极电连接，电阻R1另一端分别与电阻R3一端和电阻R6一端电连接，电阻R3另一端分别与主控芯片和电容C9电连接，稳压二极管D7另一端、三极管Q2集电极、二极管D8正极、电容C6另一端、电容C7另一端、电阻R6另一端和电容C9另一端均与市电电源的火线连接。

市电220V通过电阻R2的分压作用，再通过稳压二极管D7的稳压作用，实现从220V到12V的转换。

作为优选，二级电压转换电路包括降压芯片V1、若干个电容和若干个电阻，降压芯片V1的电压输入端与一级电压转换电路连接，降压芯片V1分别与各个电容和各个电阻电连接，二级电压转换电路与主控芯片电连接。

一级电压转换电路输出的12V电压进入降压芯片V1中，降压芯片V1输出4V，经过分压后变成3.3V的电源DVDD，DVDD给主控芯片提供正常工作的电压。

作为优选，电池管理电路包括依次串联的开关JP1、电池BT1、三极管Q1和电容C3，三极管Q1的基极和集电极短接，三极管Q1的集电极和发射极分别与电池BT1正极和电容一端电连接，电阻R88与三极管Q1的集电极和发射极并联，三极管Q1的集电极与主控芯片电连接。

开关JP1在调试的时候断开，使电池的功耗为零；在出厂的时候，开关JP1短接，电池实现供电功能；电池管理电路与主控芯片连接，检测电池的电压，实现实时的电池电压监控和显示。

作为优选，电池管理电路还包括设于开关JP1两端的第一检测焊盘，与电池BT1正极连接的第二检测焊盘。

第一检测焊盘和第二检测焊盘用于检测电池的工作状态。

作为优选，校表管理电路包括脉冲灯输出管理电路和通讯校表工装电路，脉冲灯输出管理电路和通讯校表工装电路均与主控芯片电连接。脉冲灯输出管理电路用于脉冲灯的输出及误差校准。通讯校表工装电路用于同上位机通讯。

因此，本实用新型具有如下有益效果：能够在客户移除零线的电压后计量用户用的电量，避免电力公司的损失；降低了不能计量电量所造成的损失。

附图说明

图1是本实用新型的一种原理框图；

图2是本实用新型的一级电压转换电路的一种电路图；

图3是本实用新型的二级电压转换电路的一种电路图；

图4是本实用新型的电池管理电路的一种电路图。

图中：主控芯片1、电阻分压电压采样电路2、电流互感器电流采样电路3、锰铜分流器电流采样电路4、人机交互模块5、存储器6、校表管理电路7、电源转换电路8、电池管理电路9、液晶显示器51、LED灯52、按键53、一级电压转换电路81、二级电压转换电路82。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例是一种掉零线后仍能计量的单相电表，包括主控芯片1，均与主控芯片电连接的电阻分压电压采样电路2、电流互感器电流采样电路3、锰铜分流器电流采样电路4、人机交互模块5、存储器6、校表管理电路7、电源转换电路8和电池管理电路9；电阻分压电压采样电路和电流互感器电流采样电路均与市电电源的零线连接，电阻分压电压采样电路和锰铜分流器电流采样电路均与市电电源的火线连接。

人机交互模块包括液晶显示器、LED灯和多个按键，液晶显示器、LED灯和各个按键均与主控芯片电连接。

电源转换电路包括一级电压转换电路81和二级电压转换电路82，如图2所示，一级电压转换电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6，稳压二极管D7，三极管Q2，电容C4、电容C5、电容C6、电容C7和电容C9，二极管D1、二极管D3、二极管D6和二极管D8；电阻R2一端与市电电源的零线连接，电阻R2另一端与电容C4一端电连接，电容C4另一端分别与稳压二极管D7一端、电阻R4一端、二极管D1正极和二极管D6负极电连接，电阻R4另一端与的三极管Q2的基极电连接。

二极管D6正极分别与三极管Q2的发射极和电容C5一端电连接，二极管D1负极分别与二极管D3负极、电容C6一端、电容C7一端、电阻R1一端电连接，电容C5另一端分别与二极管D3正极和二极管D8负极电连接，电阻R1另一端分别与电阻R3一端和电阻R6一端电连接，电阻R3另一端分别与主控芯片和电容C9电连接，稳压二极管D7另一端、三极管Q2集电极、二极管D8正极、电容C6另一端、电容C7另一端、电阻R6另一端和电容C9另一端均与市电电源的火线连接。图2中的LVDLN1与主控芯片电连接，图2中的+12V与图3中的+12V连接。

如图3所示，二级电压转换电路包括降压芯片V1、若干个电容和若干个电阻，降压芯片V1的电压输入端与一级电压转换电路连接，降压芯片V1分别与各个电容和各个电阻电连接，二级电压转换电路与主控芯片电连接。T3的DVDD与主控芯片电连接。

电池管理电路包括依次串联的开关JP1、电池BT1、三极管Q1和电容C3，三极管Q1的基极和集电极短接，三极管Q1的集电极和发射极分别与电池BT1正极和电容一端电连接，电阻R88与三极管Q1的集电极和发射极并联，三极管Q1的集电极与主控芯片电连接。图4中的VBAT与主控芯片电连接。

如图4所示，电池管理电路还包括设于开关JP1两端的第一检测焊盘，与电池BT1正极连接的第二检测焊盘。

校表管理电路包括脉冲灯输出管理电路和通讯校表工装电路，脉冲灯输出管理电路和通讯校表工装电路均与主控芯片电连接。

本实用新型的工作过程如下：

外部的电压经过电阻分压电压采样电路采集，得到1个差分的电压信号；火线的电流经过电流互感器电流采样电路，产生差分电压信号，符合主控芯片的AD管脚的输入要求；锰铜分流器电流采样电路采集零线的电流信号，经过转换后产生符合AD管脚的输入要求的差分信号；

主控芯片的3路模数(Analog to digital，AD)转换器对零线电流(锰铜回路)、火线电流(电流互感器回路)和市电电压分别采样，将模拟差分信号转换为数字信号，主控芯片计算出功率，实现电表的计量功能；

主控芯片通过脉冲灯输出管理电路输出脉冲，通过通讯校表工装电路实现电能表的误差校准工作；

脉冲灯输出管理电路用于脉冲的输出及误差校准，通讯校表工装电路用于同上位机通讯；

当主控芯片通过检测的零线电流做出掉零线的判断时，控制开关JP1闭合，电池BT1工作；

主控芯片每隔30秒检测一下零线的电流，当检测到有零线电流时，主控芯片用电压值乘电流值，得到功率值；

按照电量累加的模式进行功率值累加，到一个脉冲的电量值时，则输出一个脉冲，LED灯闪烁，从而提醒工作人员有窃电现象发生，为了使电池的功耗最低，在输出脉冲的设置上，可以自由配置掉零线模式下的脉冲输出时间，实现掉零线模式下误差的校准和电池功耗的最佳平衡。

应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，包括主控芯片(1)，均与主控芯片电连接的电阻分压电压采样电路(2)、电流互感器电流采样电路(3)、锰铜分流器电流采样电路(4)、人机交互模块(5)、存储器(6)、校表管理电路(7)、电源转换电路(8)和电池管理电路(9)；电阻分压电压采样电路和电流互感器电流采样电路均与市电电源的零线连接，电阻分压电压采样电路和锰铜分流器电流采样电路均与市电电源的火线连接。

2.根据权利要求1所述的掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，人机交互模块包括液晶显示器(51)、LED灯(52)和若干个按键(53)，液晶显示器、LED灯和各个按键均与主控芯片电连接。

3.根据权利要求1所述的掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，电源转换电路包括一级电压转换电路和二级电压转换电路，一级电压转换电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6，稳压二极管D7，三极管Q2，电容C4、电容C5、电容C6、电容C7和电容C9，二极管D1、二极管D3、二极管D6和二极管D8；电阻R2一端与市电电源的零线连接，电阻R2另一端与电容C4一端电连接，电容C4另一端分别与稳压二极管D7一端、电阻R4一端、二极管D1正极和二极管D6负极电连接，电阻R4另一端与的三极管Q2的基极电连接。

4.根据权利要求3所述的掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，二极管D6正极分别与三极管Q2的发射极和电容C5一端电连接，二极管D1负极分别与二极管D3负极、电容C6一端、电容C7一端、电阻R1一端电连接，电容C5另一端分别与二极管D3正极和二极管D8负极电连接，电阻R1另一端分别与电阻R3一端和电阻R6一端电连接，电阻R3另一端分别与主控芯片和电容C9电连接，稳压二极管D7另一端、三极管Q2集电极、二极管D8正极、电容C6另一端、电容C7另一端、电阻R6另一端和电容C9另一端均与市电电源的火线连接。

5.根据权利要求3所述的掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，二级电压转换电路包括降压芯片V1、若干个电容和若干个电阻，降压芯片V1的电压输入端与一级电压转换电路连接，降压芯片V1分别与各个电容和各个电阻电连接，二级电压转换电路与主控芯片电连接。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，电池管理电路包括依次串联的开关JP1、电池BT1、三极管Q1和电容C3，三极管Q1的基极和集电极短接，三极管Q1的集电极和发射极分别与电池BT1正极和电容一端电连接，电阻R88与三极管Q1的集电极和发射极并联，三极管Q1的集电极与主控芯片电连接。

7.根据权利要求6所述的掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，电池管理电路还包括设于开关JP1两端的第一检测焊盘，与电池BT1正极连接的第二检测焊盘。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的掉零线后仍能计量的单相电表，其特征是，校表管理电路包括脉冲灯输出管理电路和通讯校表工装电路，脉冲灯输出管理电路和通讯校表工装电路均与主控芯片电连接。