CN209387716U - 单相电子式有无功电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单相电子式有无功电能表，其技术要点是：包括采样电路、指示灯电路、无源脉冲输出以及控制器，所述采样电路与控制器的输入端连接，所述指示灯电路以及无源脉冲输出与控制器的输出端连接，能够计量数据可靠，及时的显示电流与电压的情况的技术效果。

Description

单相电子式有无功电能表

技术领域

本实用新型属于电能表域，更具体的说，它涉及单相电子式有无功电能表。

背景技术

单相电能表是用来计量用电设备消耗电能的仪表。按照采样原来分为机械式电能表、电子式电能表和机电一体式电能表，现有的电能表在使用的时候，计量数据不可靠，计量不准确、使用不方便等特点。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够计量数据可靠，计量准确、使用方便的单相电子式有无功电能表。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种单相电子式有无功电能表，包括电源管理电路、采样电路、数据存储电路以及控制器，所述电源管理电路的输出端与控制器的输入端连接，所述采样电路的输出端与控制器的输入端连接，所述数据存储电路的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端连接有远红外通讯、有功脉冲LED显示以及无功脉冲LED显示，所述采样电路包括电流采样与电压采样。

优选为：所述电流采样包括第一外接端口、第二外接端口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第七电容以及第八电容，所述第一电阻的一端与第一外接端口连接，另一端与第二外接端口连接，所述第二电阻的一端与第一外接端口连接，另一端与控制器上的V1P端连接，所述第三电阻的一端与第一外接端口连接，另一端接地，所述第四电阻的一端与第二外接端口连接，另一端接地，所述第五电阻的一端与第二外接端口连接，另一端与控制器上的V1N端连接，所述第七电容的一端与控制器上的V1P端连接，另一端接地，所述第八电容的一端与控制器上的V1N端连接，另一端接地。

优选为：所述电源管理电路包括变压器、桥式整流电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、电源以及电源管理芯片，所述变压器的输出端与桥式整流电路的输入端连接，所述第一电容以及第二电容的两端均与桥式整流电路的输出端并联，所述电源管理芯片的输入端与桥式整流电路的输出端连接，所述第三电容的一端与电源管芯片的输出端连接，另一端接地，所述第四电容的一端与电源管芯片的输出端连接，另一端接地。

优选为：所述电压采样包括依次串联的第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻以及第十四电阻，所述第六电阻远离第七电阻的一端与变压器的连接，所述第十四电阻远离第十三电阻的一端与控制器上的V3P端连接。

优选为：所述数据存储电路包括第九电容、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻以及存储芯片，所述第九电容的一端与电源连接，另一端接地，所述第十七电阻的一端与电源连接，另一端与存储芯片的WP端连接，所述第十六电阻的一端与电源连接，另一端与存储芯片的SCL端连接，所述第十五电阻的一端与电源连接，另一端与存储芯片的SDA端连接，所述存储芯片的A0端、A1端、A2端、VSS端均接地。

优选为：所述存储芯片的型号为AT24C512。

优选为：所述有功脉冲LED显示包括第十八电阻、第十九电阻、第五电容、第一发光二极管以及光电耦合器，所述第十八电阻的一端与控制器的PE.0端连接，另一端与第一发光二极管的正极端连接，所述第一发光二极管的负极端接地，所述第十九电阻的一端与控制器的PE.0端连接，另一端与光电耦合器的输入端连接，所述第五电容的一端与第一发光二极管并联。

优选为：所述无功脉冲LED显示包括第二十电阻、第六电容以及第二发光二极管，所述第二十电阻的一端与控制器的PE.1端连接，另一端与第二发光二极管的正极端连接，所述第二发光二极管的负极端接地，所述第六电容与第二发光二极管并联。

优选为：所述远红外通讯包括第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第三发光二极管、第十电容以及三极管，所述第二十四电阻的一端与控制器的PC.2端连接，另一端与三极管的基极端连接，所述第二十三电阻的一端与三极管的基极端连接，另一端与三极管的发射极连接，所述第十电容的一端与电源连接，另一端接地，所述三极管的发射极与电源连接，所述第三发光二极管的正极端与三极管的集电极端连接，所述第二十二电阻的一端与第三发光二极管的负极端，另一端接地，所述第二十一电阻与第二十二电阻并联。

优选为：所述控制器的型号为HT5017。

本实用新型的有益效果是：单相电子式有无功电能表是用来计量额定频率为50Hz的单相有功无功电能，该产品采用先进的微电子技术进行数据采集、处理、保存，具有可靠性高、计量准确、使用方便等特点。

附图说明

图1为本实用新型一种单相电子式有无功电能表的工作原理框图；

图2为电流采样原理图；

图3为电源管理电路与电压采样原理图；

图4为数据存储电路原理图；

图5为有功脉冲LED显示原理图；

图6为无功脉冲LED显示原理图；

图7为远红外通讯原理图。

图8为控制器原理图。

图中： 1、控制器；2、第一外接端口；3、第二外接端口；4、变压器；5、桥式整流电路；6、电源；7、电源管理芯片； 8、存储芯片；9、第一发光二极管；10、光电耦合器； 11、第二发光二极管；12、第三发光二极管； 13、第一电阻；14、第二电阻；15、第三电阻；16、第四电阻；17、第五电阻；18、第六电阻；19、第七电阻；20、第八电阻；21、第九电阻；22、第十电阻；23、第十一电阻；24、第十二电阻；25、第十三电阻；26、第十四电阻；27、第十五电阻；28、第十六电阻；29、第十七电阻；30、第十八电阻；31、第十九电阻；32、第二十电阻；33、第二十一电阻；34、第二十二电阻；35、第二十三电阻；36、第二十四电阻；37、第一电容；38、第二电容；39、第三电容；40、第四电容；41、第五电容；42、第六电容；43、第六电容；44、第七电容；45、第八电容；46、第九电容；47、第十电容； 48、三极管。

具体实施方式

参照图1至图6所示，本案例实施的一种单相电子式有无功电能表，包括电源管理电路、采样电路、数据存储电路以及控制器1，所述电源管理电路的输出端与控制器1的输入端连接，所述采样电路的输出端与控制器1的输入端连接，所述数据存储电路的输出端与控制器1的输入端连接，所述控制器1的输出端连接有远红外通讯、有功脉冲LED显示以及无功脉冲LED显示，所述采样电路包括电流采样与电压采样。

所述电流采样包括第一外接端口2、第二外接端口3、第一电阻13、第二电阻14、第三电阻15、第四电阻16、第五电阻17、第七电容43以及第八电容45，所述第一电阻13的一端与第一外接端口2连接，另一端与第二外接端口3连接，所述第二电阻14的一端与第一外接端口2连接，另一端与控制器1上的V1P端连接，所述第三电阻15的一端与第一外接端口2连接，另一端接地，所述第四电阻16的一端与第二外接端口3连接，另一端接地，所述第五电阻17的一端与第二外接端口3连接，另一端与控制器1上的V1N端连接，所述第七电容43的一端与控制器1上的V1P端连接，另一端接地，所述第八电容45的一端与控制器1上的V1N端连接，另一端接地。

所述电源6管理电路包括变压器4、桥式整流电路5、第一电容37、第二电容38、第三电容39、第四电容40、电源6以及电源管理芯片7，所述变压器4的输出端与桥式整流电路5的输入端连接，所述第一电容37以及第二电容38的两端均与桥式整流电路5的输出端并联，所述电源管理芯片7的输入端与桥式整流电路5的输出端连接，所述第三电容39的一端与电源6管芯片的输出端连接，另一端接地，所述第四电容40的一端与电源6管芯片的输出端连接，另一端接地。

所述电压采样包括依次串联的第六电阻18、第七电阻19、第八电阻20、第九电阻21、第十电阻22、第十一电阻23、第十二电阻24、第十三电阻25以及第十四电阻26，所述第六电阻18远离第七电阻19的一端与变压器4的连接，所述第十四电阻26远离第十三电阻25的一端与控制器1上的V3P端连接。

所述数据存储电路包括第九电容46、第十五电阻27、第十六电阻28、第十七电阻29以及存储芯片8，所述第九电容46的一端与电源6连接，另一端接地，所述第十七电阻29的一端与电源6连接，另一端与存储芯片8的WP端连接，所述第十六电阻28的一端与电源6连接，另一端与存储芯片8的SCL端连接，所述第十五电阻27的一端与电源6连接，另一端与存储芯片8的SDA端连接，所述存储芯片8的A0端、A1端、A2端、VSS端均接地。

所述存储芯片8的型号为AT24C512。

所述有功脉冲LED显示包括第十八电阻30、第十九电阻31、第五电容41、第一发光二极管9以及光电耦合器10，所述第十八电阻30的一端与控制器1的PE.0端连接，另一端与第一发光二极管9的正极端连接，所述第一发光二极管9的负极端接地，所述第十九电阻31的一端与控制器1的PE.0端连接，另一端与光电耦合器10的输入端连接，所述第五电容41的一端与第一发光二极管9并联。

所述无功脉冲LED显示包括第二十电阻32、第六电容47以及第二发光二极管11，所述第二十电阻32的一端与控制器1的PE.1端连接，另一端与第二发光二极管11的正极端连接，所述第二发光二极管11的负极端接地，所述第六电容47与第二发光二极管11并联。

所述远红外通讯包括第二十一电阻33、第二十二电阻34、第二十三电阻35、第二十四电阻36、第三发光二极管12、第十电容47以及三极管48，所述第二十四电阻36的一端与控制器1的PC.2端连接，另一端与三极管48的基极端连接，所述第二十三电阻35的一端与三极管48的基极端连接，另一端与三极管48的发射极连接，所述第十电容47的一端与电源6连接，另一端接地，所述三极管48的发射极与电源6连接，所述第三发光二极管12的正极端与三极管48的集电极端连接，所述第二十二电阻34的一端与第三发光二极管12的负极端，另一端接地，所述第二十一电阻33与第二十二电阻34并联。

所述控制器1的型号为HT5017。

电流信号和电压信号经双边取样后送专用集成电路，经过专用的控制器1处理后，分别得到频率正比于负载消耗功率的脉冲信号，该脉冲信号送至电表内CPU处理，并通过发光二极管以脉冲数/千瓦时的速率指示出用户消耗功率的大小；通过液晶显示器显示各相参数信息。

4．3 起动

电能表在额定电压、额定频率及功率因数为1.0的条件下，当负载电流为0.4%Ib(1.0级)，电能表应能连续计量电能。

4．4 潜动

当施加115%额定电压，电流回路断开时，没有电能脉冲输出。

4．5 电气参数

正常工作电压：0.9~1.1额定电压

极限工作电压：0.8~1.15额定电压

绝缘电压：≥2000VAC

功率消耗：≤1W和10VA

4．6 气候条件

4．6．1温度范围

正常工作温度：-25~+50℃

极限工作温度：-40~+55℃

存储和运输温度：-45~+70℃

4．6．2湿度范围：

年平均湿度：≤75%（无凝露）

一年中的30天（以自然方式扩散）湿度可达75%其余时间有时可达65%

4．7 机械参数：

外型尺寸：165mm×110mm×59mm

重量：约0.9Kg。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种单相电子式有无功电能表，其特征在于：包括电源管理电路、采样电路、数据存储电路以及控制器，所述电源管理电路的输出端与计量芯片的输入端连接，所述采样电路的输出端与计量芯片的输入端连接，所述数据存储电路的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端连接有远红外通讯、有功脉冲LED显示以及无功脉冲LED显示，所述采样电路包括电流采样与电压采样，所述控制器的型号为HT5017。

2.根据权利要求1所述的单相电子式有无功电能表，其特征在于：所述电流采样包括第一外接端口、第二外接端口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第七电容以及第八电容，所述第一电阻的一端与第一外接端口连接，另一端与第二外接端口连接，所述第二电阻的一端与第一外接端口连接，另一端与控制器上的V1P端连接，所述第三电阻的一端与第一外接端口连接，另一端接地，所述第四电阻的一端与第二外接端口连接，另一端接地，所述第五电阻的一端与第二外接端口连接，另一端与控制器上的V1N端连接，所述第七电容的一端与控制器上的V1P端连接，另一端接地，所述第八电容的一端与控制器上的V1N端连接，另一端接地。

3.根据权利要求2所述的单相电子式有无功电能表，其特征在于：所述电源管理电路包括变压器、桥式整流电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、电源以及电源管理芯片，所述变压器的输出端与桥式整流电路的输入端连接，所述第一电容以及第二电容的两端均与桥式整流电路的输出端并联，所述电源管理芯片的输入端与桥式整流电路的输出端连接，所述第三电容的一端与电源管理芯片的输出端连接，另一端接地，所述第四电容的一端与电源管芯片的输出端连接，另一端接地。

4.根据权利要求3所述的单相电子式有无功电能表，其特征在于：所述电压采样包括依次串联的第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻以及第十四电阻，所述第六电阻远离第七电阻的一端与变压器的连接，所述第十四电阻远离第十三电阻的一端与控制器上的V3P端连接。

5.根据权利要求4所述的单相电子式有无功电能表，其特征在于：所述数据存储电路包括第九电容、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻以及存储芯片，所述第九电容的一端与电源连接，另一端接地，所述第十七电阻的一端与电源连接，另一端与存储芯片的WP端连接，所述第十六电阻的一端与电源连接，另一端与存储芯片的SCL端连接，所述第十五电阻的一端与电源连接，另一端与存储芯片的SDA端连接，所述存储芯片的A0端、A1端、A2端、VSS端均接地，所述存储芯片的型号为AT24C512。

6.根据权利要求5所述的单相电子式有无功电能表，其特征在于：所述有功脉冲LED显示包括第十八电阻、第十九电阻、第五电容、第一发光二极管以及光电耦合器，所述第十八电阻的一端与控制器的PE.0端连接，另一端与第一发光二极管的正极端连接，所述第一发光二极管的负极端接地，所述第十九电阻的一端与控制器的PE.0端连接，另一端与光电耦合器的输入端连接，所述第五电容的一端与第一发光二极管并联。

7.根据权利要求6所述的单相电子式有无功电能表，其特征在于：所述无功脉冲LED显示包括第二十电阻、第六电容以及第二发光二极管，所述第二十电阻的一端与控制器的PE.1端连接，另一端与第二发光二极管的正极端连接，所述第二发光二极管的负极端接地，所述第六电容与第二发光二极管并联。

8.根据权利要求7所述的单相电子式有无功电能表，其特征在于：所述远红外通讯包括第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第三发光二极管、第十电容以及三极管，所述第二十四电阻的一端与控制器的PC.2端连接，另一端与三极管的基极端连接，所述第二十三电阻的一端与三极管的基极端连接，另一端与三极管的发射极连接，所述第十电容的一端与电源连接，另一端接地，所述三极管的发射极与电源连接，所述第三发光二极管的正极端与三极管的集电极端连接，所述第二十二电阻的一端与第三发光二极管的负极端，另一端接地，所述第二十一电阻与第二十二电阻并联。