CN207133346U - 一种负载电流检测电路及电能表外置断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种负载电流检测电路及电能表外置断路器，包括：负载电流放大模块，包括电流分流器和电压放大模块；所述电流分流器用于获取流经负载的负载电流，所述电压放大模块用于将所述负载电流在所述电流分流器上产生的电压信号进行放大，输出与所述负载电流相对应的放大电压；负载电流比较模块，用于比较所述放大电压与参考电压的大小，并将所述放大电压与所述参考电压的比较结果作为负载电流与预设参考电流的比较结果，并输出所述比较结果。本实用新型的负载电流检测电路及电能表外置断路器在欠费状态下仍然能够满足用户紧急用电和照明灯基本生活用电等需求，提高了用户体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路的技术领域，特别是涉及一种负载电流检测电路及电能表外置断路器。
背景技术
现有技术中，为了提高用电信息采集系统费控可靠性，确保电力系统安全稳定运行，通常在电能表上设置外置断路器。其中，电能表外置断路器在具有断路器的所有性能的前提下，能够通过一根控制线实现远程的欠费分闸和付费合闸控制。如图1所示，当电能表判断欠费时，通过控制线发送一分闸控制信号至控制模块，以控制模块通过远程控制断路器单元进行分闸；在断路器单元处于分闸状态时，若电能表判断付费，则通过控制线发送一合闸控制信号至控制模块，以通过控制模块远程控制断路器单元进行合闸。
然而，若在用户欠费时，断路器单元直接分闸以切断用电供给的话，无法满足用户紧急用电和照明等基本生活用电的需求，导致用户体验不佳。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种负载电流检测电路及电能表外置断路器，在电能表判断欠费时，根据检测到负载电流大小判断是否进行分闸，以在欠费状态下仍然满足用户紧急用电和照明灯基本生活用电等需求，从而提高用户体验。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种负载电流检测电路，包括：负载电流放大模块，包括电流分流器和电压放大模块；所述电流分流器用于获取流经负载的负载电流，所述电压放大模块用于将所述负载电流在所述电流分流器上产生的电压信号进行放大，输出与所述负载电流相对应的放大电压；负载电流比较模块，用于比较所述放大电压与参考电压的大小，并将所述放大电压与所述参考电压的比较结果作为负载电流与预设参考电流的比较结果，并输出所述比较结果。
于本实用新型一实施例中，所述电流分流器和负载串联在火线端和零线端之间。
于本实用新型一实施例中，所述电流分流器采用锰铜分流器。
于本实用新型一实施例中，所述电压放大模块包括一级放大模块和二级放大模块；
所述一级放大模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第一运算放大器；所述第一电阻的一端与所述电流分流器的电流流出端相连，另一端与 所述第一运算放大器的负输入端相连；所述第一电容的一端与所述第一运算放大器的负输入端相连，另一端接地；所述第三电阻的一端与所述电流分流器的电流流入端相连，另一端与所述第一运算放大器的正输入端相连；所述第四电阻的一端与所述第一运算放大器的正输入端相连，另一端接地；所述第二电容的一端与所述第一运算放大器的正输入端相连，另一端接地；所述第二电阻的一端与所述第一运算放大器的负输入端相连，另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；
所述二级放大模块包括第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二运算放大器；所述第五电阻的一端与所述第一运算放大器的输出端相连，另一端与所述第二运算放大器的正输入端相连，所述第六电阻的一端接地，另一端与所述第二运算放大器的负输入端相连，所述第七电阻的一端与所述第二运算放大器的负输入端相连，另一端与所述第二运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的输出端的电压即为所述放大电压。
于本实用新型一实施例中，负载电流放大模块还包括低通滤波模块，所述低通滤波器的输入端与所述电压放大模块的输出端相连，输出端输出低通滤波后的所述放大电压。
于本实用新型一实施例中，所述低通滤波模块包括第八电阻和第三电容；所述第八电阻的一端与所述电压放大模块的输出端相连；另一端与所述第三电容和所述低通滤波模块的输出端相连，所述第三电容的另一端接地。
于本实用新型一实施例中，所述负载电流比较模块包括参考电压生成模块和比较器；所述参考电压生成模块用于生成参考电压，其输出端与所述比较器的负输入端相连，所述负载电流放大模块的输出端与所述比较器的正输入端相连，所述比较器的输出端输出所述比较结果。
于本实用新型一实施例中，所述参考电压生成模块包括第九电阻和第十电阻；所述第九电阻的一端与基准电压相连，另一端作为所述参考电压生成模块的输出端；所述第十电阻一端与所述参考电压生成模块的输出端相连，另一端接地。
于本实用新型一实施例中，根据来设置基准电压Vj、第九电阻R9和第十电阻R10的取值；其中，Vc表示参考电压，Ic表示预设参考电流；A表示所述电压放大模块的放大系数；Rf表示所述电流分流器的阻值。
同时，本实用新型还提供一种电能表外置断路器，包括上述任一所述的负载电流检测电路、断路器单元和控制模块；
所述控制模块与电能表、断路器单元和所述负载电流检测电路相连，用于在接收到所述电能表发送来的欠费信息时，控制所述负载电流检测电路获取所述放大电压与所述参考电压 的比较结果，并在所述比较结果为所述放大电压大于所述参考电压时，控制所述断路器单元分闸。
如上所述，本实用新型的负载电流检测电路及电能表外置断路器，具有以下有益效果：
(1)在电能表判断欠费时，根据检测到负载电流大小判断是否进行分闸，以在欠费状态下仍然满足用户紧急用电和照明等基本生活用电的需求；
(2)使得用电管理更加人性化和科学化，提高了用户体验。
附图说明
图1显示为现有技术中电能表外置断路器于一实施例中的应用示意图；
图2显示为本实用新型的负载电流检测电路于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本实用新型的负载电流放大电路于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本实用新型的负载电流比较电路于一实施例中的结构示意图；
图5显示为本实用新型的电能表外置断路器于一实施例中的结构示意图；
图6显示为本实用新型的电能表外置断路器于一实施例中的应用示意图。
元件标号说明
1 负载电流检测电路
11 负载电流放大模块
111 电流分流器
112 电压放大模块
1121 一级放大模块
1122 二级放大模块
113 低通滤波模块
12 负载电流比较模块
121 参考电压生成模块
122 比较器
2 断路器单元
3 控制模块
4 电能表
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
本实用新型的负载电流检测电路及电能表外置断路器通过进行负载上的电流检测，在欠费情况下，可以根据用户用电的电流大小情况，确定是否分闸。具体地，当负载电流小于预设电流阈值时，即使在欠费状态下，也不分闸，给用户继续提供紧急用电和照明等基本生活用电。当负载电流大于预设电流阈值时，则进行分闸。
如图2所示，于一实施例中，本实用新型的负载电流检测电路1包括负载电流放大模块11和负载电流比较模块12。
负载电流放大模块11包括相连的电流分流器111和电压放大模块112。其中，电流分流器111用于获取流经负载的负载电流，电压放大模块112用于将所述负载电流在电流分流器111上产生的电压信号进行放大，输出与所述负载电流相对应的放大电压。
如图3所示，于一实施例中，负载电流放大模块11中，电流分流器111和负载串联在火线端和零线端之间，从而获取流经负载的负载电流。由于电流分流器111的阻值很小，故对负载电流的影响可忽略不计。优选地，电流分离器111采用锰铜分流器。
如图3所示，电压放大模块112包括一级放大模块1121和二级放大模块1122。通过对电流分流器111上的电压信号进行两次放大，以得到与所述负载电流相对应的放大电压。
具体地，一级放大模块1121包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和第一运算放大器U1A；第一电阻R1的一端与电流分流器111的电流流出端相连，另一端与第一运算放大器U1A的负输入端相连；第一电容C1的一端与第一运算放大器U1A的负输入端相连，另一端接地；第三电阻R3的一端与电流分流器111的电流流入端相连，另一端与第一运算放大器U1A的正输入端相连；第四电阻R4的一端与第一运算放大器U1A的正输入端相连，另一端接地；第二电容C2的一端与第一运算放大器U1A的正输入端相连，另一端接地；R2第二电阻的一端与第一运算放大器U1A的负输 入端相连，另一端与第一运算放大器U1A的输出端相连。其中，第一电容C1和第二电容C2为滤波电容。
设定电流分离器111两端的电压值为V0，则通过一级放大模块1121得到的一级放大电压V1＝V0*(R2/R1)。
二级放大模块1122包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第二运算放大器U1B；第五电阻R5的一端与第一运算放大器U1A的输出端相连，另一端与第二运算放大器U1B的正输入端相连，第六电阻R6的一端接地，另一端与第二运算放大器U1B的负输入端相连，第七电阻R7的一端与第二运算放大器U1B的负输入端相连，另一端与第二运算放大器U1B的输出端相连，第二运算放大器U1B的输出端的电压即为所述放大电压。
具体地，通过二级放大模块1122得到的二级放大电压，即所述放大电压V2＝V1*(R7/R6)＝V0*(R2/R1)*(R7/R6)＝V0*A。其中，A为电压放大模块112的放大系统。
于本实用新型一实施例中，负载电流放大模块11还包括低通滤波模块113，低通滤波器113的输入端与电压放大模块112的输出端相连，输出端输出低通滤波后的所述放大电压。
如图3所示，低通滤波模块113包括第八电阻R8和第三电容C3；第八电阻R8的一端与电压放大模块112的输出端相连；另一端与第三电容C3和低通滤波模块113的输出端相连，第三电容C3的另一端接地。另外，比较器122的驱动电压和输出端之间还连接有电阻R11，以保证电路的稳定性。
负载电流比较模块12与负载电流放大模块11相连，用于比较所述放大电压与参考电压的大小，并将所述放大电压与所述参考电压的比较结果作为负载电流与预设参考电流的比较结果，并输出所述比较结果。
如图4所示，负载电流比较模块12包括参考电压生成模块121和比较器122(U2A)。
参考电压生成模块121用于生成参考电压，其输出端与比较器122的负输入端相连，负载电流放大模块11的输出端与比较器122的正输入端相连，比较器122的输出端输出所述比较结果。
于本实用新型一实施例中，参考电压生成模块121包括第九电阻R9和第十电阻R10；第九电阻R9的一端与基准电压(该实施例中为3.3V)相连，另一端作为参考电压生成模块121的输出端；第十电阻R10一端与参考电压生成模块121的输出端相连，另一端接地。
在本实用新型的电能表外置断路器中，通过比较负载电流和预设参考电流的大小来决定欠费时是否进行分闸。由于负载电流与所述放大电压相对应，故需要将预设参考电流转换为对应的参考电压，从而根据放大电压和参考电压的大小关系，确定负载电流和预设参考电流 之间的大小关系，以确定是否在欠费时分闸。在该实施例中，根据来设置基准电压Vj、第九电阻R9和第十电阻R10的取值；其中，Vc表示参考电压，Ic表示预设参考电流；A表示所述电压放大模块的放大系数；Rf表示所述电流分流器的阻值。
具体地，当放大电压V2大于R9和R10的分压电压时，输出I_Over为高电平1；当放大电压V2小于R9和R10的分压电压时，输出I_Over为低电平0。
因此，通过上述负载电流检测电路能够通过放大电压和参考电压之间的大小关系，获取负载电流和预设参考电流之间的大小关系，即所述比较结果。
如图5和图6所示，于一实施例中，本实用新型的电能表外置断路器包括上述负载电流检测电路1、断路器单元2和控制模块3。
控制模块3与电能表4、断路器单元2和负载电流检测电路1相连，用于在接收到电能表4发送来的欠费信息时，控制负载电流检测电路1获取所述负载电流与所述预设参考电流的比较结果，并在比较结果为负载电流大于预设参考电流时，控制断路器单元2分闸。
具体地，将I_Over信号输入控制模块3，进行采集判断。当I_Over＝1时，判断负载电流大于预设参考电路，控制模块3控制断路器单元2在欠费时分闸。当I_Over＝0时，判断负载电流小于设定阈值，控制模块3控制断路器单元2在欠费时不分闸，从而达到了根据负载电流大小进行欠费分闸控制功能。
优选地，控制模块3采用CPU。综上所述，本实用新型的负载电流检测电路及电能表外置断路器在电能表判断欠费时，根据检测到负载电流大小判断是否进行分闸，以在欠费状态下仍然满足用户紧急用电和照明等基本生活用电的需求；使得用电管理更加人性化和科学化，提高了用户体验。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种负载电流检测电路，其特征在于：包括：
负载电流放大模块，包括电流分流器和电压放大模块；所述电流分流器用于获取流经负载的负载电流，所述电压放大模块用于将所述负载电流在所述电流分流器上产生的电压信号进行放大，输出与所述负载电流相对应的放大电压；
负载电流比较模块，用于比较所述放大电压与参考电压的大小，并将所述放大电压与所述参考电压的比较结果作为负载电流与预设参考电流的比较结果，并输出所述比较结果。
2.根据权利要求1所述的负载电流检测电路，其特征在于：所述电流分流器和负载串联在火线端和零线端之间。
3.根据权利要求2所述的负载电流检测电路，其特征在于：所述电流分流器采用锰铜分流器。
4.根据权利要求1所述的负载电流检测电路，其特征在于：所述电压放大模块包括一级放大模块和二级放大模块；
所述一级放大模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和第一运算放大器；所述第一电阻的一端与所述电流分流器的电流流出端相连，另一端与所述第一运算放大器的负输入端相连；所述第一电容的一端与所述第一运算放大器的负输入端相连，另一端接地；所述第三电阻的一端与所述电流分流器的电流流入端相连，另一端与所述第一运算放大器的正输入端相连；所述第四电阻的一端与所述第一运算放大器的正输入端相连，另一端接地；所述第二电容的一端与所述第一运算放大器的正输入端相连，另一端接地；所述第二电阻的一端与所述第一运算放大器的负输入端相连，另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；
所述二级放大模块包括第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二运算放大器；所述第五电阻的一端与所述第一运算放大器的输出端相连，另一端与所述第二运算放大器的正输入端相连，所述第六电阻的一端接地，另一端与所述第二运算放大器的负输入端相连，所述第七电阻的一端与所述第二运算放大器的负输入端相连，另一端与所述第二运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的输出端的电压即为所述放大电压。
5.根据权利要求1所述的负载电流检测电路，其特征在于：负载电流放大模块还包括低通滤波模块，所述低通滤波器的输入端与所述电压放大模块的输出端相连，输出端输出低通滤 波后的所述放大电压。
6.根据权利要求5所述的负载电流检测电路，其特征在于：所述低通滤波模块包括第八电阻和第三电容；所述第八电阻的一端与所述电压放大模块的输出端相连；另一端与所述第三电容和所述低通滤波模块的输出端相连，所述第三电容的另一端接地。
7.根据权利要求1所述的负载电流检测电路，其特征在于：所述负载电流比较模块包括参考电压生成模块和比较器；所述参考电压生成模块用于生成参考电压，其输出端与所述比较器的负输入端相连，所述负载电流放大模块的输出端与所述比较器的正输入端相连，所述比较器的输出端输出所述比较结果。
8.根据权利要求7所述的负载电流检测电路，其特征在于：所述参考电压生成模块包括第九电阻和第十电阻；所述第九电阻的一端与基准电压相连，另一端作为所述参考电压生成模块的输出端；所述第十电阻一端与所述参考电压生成模块的输出端相连，另一端接地。
9.一种电能表外置断路器，其特征在于：包括权利要求1-8之一所述的负载电流检测电路、断路器单元和控制模块；
所述控制模块与电能表、断路器单元和所述负载电流检测电路相连，用于在接收到所述电能表发送来的欠费信息时，控制所述负载电流检测电路获取所述负载电流与所述预设参考电流的比较结果，并在所述比较结果为所述负载电流大于所述预设参考电流时，控制所述断路器单元分闸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720812540.9U CN207133346U (zh) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | 一种负载电流检测电路及电能表外置断路器 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN201720812540.9U CN207133346U (zh) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | 一种负载电流检测电路及电能表外置断路器 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN207133346U true CN207133346U (zh) | 2018-03-23 |
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ID=61633770
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| CN201720812540.9U Active CN207133346U (zh) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | 一种负载电流检测电路及电能表外置断路器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207133346U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107192872A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-22 | 苏州未来电器股份有限公司 | 一种负载电流检测电路及电能表外置断路器 |
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2017
- 2017-07-06 CN CN201720812540.9U patent/CN207133346U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107192872A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-22 | 苏州未来电器股份有限公司 | 一种负载电流检测电路及电能表外置断路器 |
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