CN209784439U - 单相电流数显仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单相电流数显仪表，包括MCU、电流采样电路、按键电路、电源电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路，所述按键电路的输出端和电流采样电路的输出端分别连接MCU的输入端，所述MCU的输出端分别连接指示灯显示电路的输入端、数码管显示电路的输入端、数据存储电路的输入端，MCU与RS485通信电路连接，所述电源电路分别为MCU、电流采样电路、按键电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路提供工作电压。本实用的单相电流数显仪表简化了电路，使单相电流数显仪表的电路集成度更高、功耗低，且具有数据存储和远距离通信功能。

Description

单相电流数显仪表

技术领域

本实用新型涉及一种电力仪表，尤其涉及一种单相电流数显仪表。

背景技术

随着社会经济的发展和科学技术的进步，电力行业取得快速的发展。国家为了更好地推行智能电网，实现电力工业自动化，对电力行业提出了更高的要求，涉及加强电力市场的监管、电力安全生产管理、提高电能质量等方面，而实现对电力电网的全面监控，必须投入大量的数显仪表。目前市场上的单相电流数显仪表的电流采样一般经过采样电路和ADC采样芯片实现模数转化，再输入到CPU进行计量，这样的单相电流数显仪表采样电路过于复杂且仪表的功耗高，而且不具有通信接口，无法将计量得到的电流参数进行远距离通信，也无法长期保存电流数据。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电流采样电路简单、集成度高、可实现远距离通信及数据长期存储的单相电流数显仪表。

为了实现以上目的，本实用新型采用这样一种单相电流数显仪表，包括MCU、电流采样电路、按键电路、电源电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路，所述按键电路的输出端和电流采样电路的输出端分别连接MCU的输入端，所述MCU的输出端分别连接指示灯显示电路的输入端、数码管显示电路的输入端、数据存储电路的输入端，MCU与RS485通信电路连接，所述电源电路分别为MCU、电流采样电路、按键电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路提供工作电压，

所述电流采样电路包括电流互感器CT1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、瞬变电压抑制二极管D1、运算放大器U1A，所述电流互感器CT1的原边连接外部单相交流电，电流互感器CT1的副边连接在电阻R1的两端，电阻R1的一端接高电平，电阻R1的另一端分别连接瞬变电压抑制二极管D1的一端和电阻R2的一端，瞬变电压抑制二极管D1的另一端接地，电阻R2的另一端分别连接运算放大器U1A的反相输入端和电阻R3的一端，运算放大器U1A的同相输入端连接高电平，运算放大器U1A的输出端分别连接电阻R3的另一端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端模拟接地，电阻R4的另一端输出电流采样信号到MCU的输入端。

上述单相电流数显仪表将电流采样电路输出的信号直接输入到MCU，由MCU直接对电流采样信号进行计量，简化了现有的电流采样电路，使单相电流数显仪表的电路集成度更高，且设置有RS485通信电路和数据存储电路，可以实现单相电流数显仪表与下位机的远程通信，同时仪表自身可对电流计量数据进行存储。电流采样电路是先将单相交流电经过电流互感器CT1转化成较小的电流，再输入到运算放大器U1A的反相输入端进行运放，最终由运算放大器U1A直接输出电流采样信号到MCU进行计量，瞬变电压抑制二极管D1设置在电流互感器CT1的副边为了确保后续电路元件不会因过压、静电、雷击等瞬态高能量的冲击而损坏。

本实用进一步设置为数据存储电路包括存储器芯片U5、电阻R5、电阻R6、电容C2、电容C3，所述存储器芯片U5的A0引脚、A1引脚、A2引脚、GND引脚均接地，所述存储器芯片U5的SDA引脚连接电阻R6的一端，存储器芯片U5的SCL引脚连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、存储器芯片U5的VDD引脚均连接高电平，所述电容C2的一端连接高电平，电容C2的另一端接地，电容C3并联在电容C2的两端，所述存储器芯片U5的SDA引脚、SCL引脚、WP引脚分别连接到MCU的输出端。

本实用进一步设置为存储器芯片U5的型号为24C04。

上述数据存储电路电路主要基于型号为24C04的存储器芯片，其外围的元器件少，支持双向两线总线数据的传输，具有功耗低、数据存储时间久的优点，能长期保留用户的电流数据。

本实用进一步设置为MCU采用的是HR8P506系列单片机。

上述型号为HR8P506的MCU自身集成度高，具有12位ADC采样精度，且设有46个I/O端口，有足够的端口用于数码管、指示灯、按键的输出输入，符合单相电流数显仪表的需求，支持双向两线总线通信。

附图说明

图1是本实用新型实施例原理方框图。

图2是本实用新型实施例电流采样电路原理图。

图3是本实用新型实施例数据存储电路原理图。

图4是本实用新型实施例MCU电路原理图。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型是一种单相电流数显仪表，包括MCU、电流采样电路、按键电路、电源电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路，所述MCU采用的是HR8P506系列单片机，所述按键电路的输出端和电流采样电路的输出端分别连接MCU的输入端，所述MCU的输出端分别连接指示灯显示电路的输入端、数码管显示电路的输入端、数据存储电路的输入端，MCU与RS485通信电路连接，所述电源电路分别为MCU、电流采样电路、按键电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路提供工作电压，

所述电流采样电路包括电流互感器CT1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、瞬变电压抑制二极管D1、运算放大器U1A，所述电流互感器CT1的原边连接外部单相交流电，电流互感器CT1的副边连接在电阻R1的两端，电阻R1的一端接高电平，电阻R1的另一端分别连接瞬变电压抑制二极管D1的一端和电阻R2的一端，瞬变电压抑制二极管D1的另一端接地，电阻R2的另一端分别连接运算放大器U1A的反相输入端和电阻R3的一端，运算放大器U1A的同相输入端连接高电平，运算放大器U1A的输出端分别连接电阻R3的另一端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端模拟接地，电阻R4的另一端输出电流采样信号到MCU的输入端，

所述数据存储电路包括存储器芯片U5、电阻R5、电阻R6、电容C2、电容C3，所述存储器芯片U5的型号为24C04，所述存储器芯片U5的A0引脚、A1引脚、A2引脚、GND引脚均接地，所述存储器芯片U5的SDA引脚连接电阻R6的一端，存储器芯片U5的SCL引脚连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、存储器芯片U5的VDD引脚均连接高电平，所述电容C2的一端连接高电平，电容C2的另一端接地，电容C3并联在电容C2的两端，所述存储器芯片U5的SDA引脚、SCL引脚、WP引脚分别连接到MCU的输出端。

Claims (4)

1.一种单相电流数显仪表，其特征在于：包括MCU、电流采样电路、按键电路、电源电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路，所述按键电路的输出端和电流采样电路的输出端分别连接MCU的输入端，所述MCU的输出端分别连接指示灯显示电路的输入端、数码管显示电路的输入端、数据存储电路的输入端，MCU与RS485通信电路连接，所述电源电路分别为MCU、电流采样电路、按键电路、指示灯显示电路、数码管显示电路、数据存储电路、RS485通信电路提供工作电压，

所述电流采样电路包括电流互感器CT1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、瞬变电压抑制二极管D1、运算放大器U1A，所述电流互感器CT1的原边连接外部单相交流电，电流互感器CT1的副边连接在电阻R1的两端，电阻R1的一端接高电平，电阻R1的另一端分别连接瞬变电压抑制二极管D1的一端和电阻R2的一端，瞬变电压抑制二极管D1的另一端接地，电阻R2的另一端分别连接运算放大器U1A的反相输入端和电阻R3的一端，运算放大器U1A的同相输入端连接高电平，运算放大器U1A的输出端分别连接电阻R3的另一端和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端模拟接地，电阻R4的另一端输出电流采样信号到MCU的输入端。

2.根据权利要求1所述的单相电流数显仪表，其特征在于：所述数据存储电路包括存储器芯片U5、电阻R5、电阻R6、电容C2、电容C3，所述存储器芯片U5的A0引脚、A1引脚、A2引脚、GND引脚均接地，所述存储器芯片U5的SDA引脚连接电阻R6的一端，存储器芯片U5的SCL引脚连接电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、存储器芯片U5的VDD引脚均连接高电平，所述电容C2的一端连接高电平，电容C2的另一端接地，电容C3并联在电容C2的两端，所述存储器芯片U5的SDA引脚、SCL引脚、WP引脚分别连接到MCU的输出端。

3.根据权利要求1或2所述的单相电流数显仪表，其特征在于：所述MCU采用的是HR8P506系列单片机。

4.根据权利要求2所述的单相电流数显仪表，其特征在于：所述存储器芯片U5的型号为24C04。