CN210294360U

CN210294360U - 一种电能计量终端

Info

Publication number: CN210294360U
Application number: CN201920998170.1U
Authority: CN
Inventors: 李建平; 何达硕; 谢辉斌
Original assignee: Shenzhen Tenghe Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Tenghe Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-06-29
Filing date: 2019-06-29
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2029-06-29

Abstract

本实用新型公开了一种电能计量终端，包括底座(1)和方形的检测模块(2)；底座上设有连接2条进线(11)的端子和连接2条出线(13)的端子，底座上具有一个方形的凹陷部，凹陷部内设有4个承接柱(14)，检测模块嵌装在凹陷部中；检测模块的底部设有4个用于与所述承接柱对接的插接柱(24)；检测模块上设有显示屏(21)和按键(22)；检测模块内设有MCU和通信模块；显示屏、通信模块、显示屏和按键均与MCU相连。该电能计量终端结构紧凑，易于安装和拆卸。

Description

一种电能计量终端

技术领域

本实用新型涉及一种电能计量终端。

背景技术

电能计量终端又称电表，现有的电表一般是一体式的，一旦出现故障，整个电表都需要整体更换，这就造成很多部件浪费，另外，维修和更换繁琐，耗时长；因此，有必要设计一种电能计量终端。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电能计量终端，该电能计量终端采用分体式结构，将底座与检测模块分离出来，易于装卸，灵活性好。

实用新型的技术解决方案如下：

一种电能计量终端，包括底座(1)和方形的检测模块(2)；

底座上设有连接2条进线(11)的端子和连接2条出线(13)的端子，底座上具有一个方形的凹陷部，凹陷部内设有4个承接柱(14)，检测模块嵌装在凹陷部中；检测模块的底部设有4个用于与所述承接柱对接的插接柱(24)；

检测模块上设有显示屏(21)和按键(22)；检测模块内设有MCU和通信模块；显示屏、通信模块、显示屏和按键均与MCU相连。

插接柱的下端为插接件(25)，插接件的下端为尖端，插接件的中段的厚度大于插接件的下端的厚度，插接件中具有朝下开口的凹槽(26)；

承接柱包括2个弯折部(16)，弯折部之间设有一个用于容纳所述插接件的内腔(17)；承接柱的中部包括2个弯折部(16)，弯折部的顶端为外翻部(15)。

凹陷部的左右两侧各设有一个半圆形的侧边凹陷(12)。

检测模块的4个角位设有圆形倒角。

MCU为现有成熟器件，如采用DSP或单片机，因此，本方案属于纯硬件方案，不涉及任何程序和方法，属于实用新型保护的客体。

有益效果：

本实用新型的电能计量终端，具有以下特点：

(1)采用分体式结构，将底座与检测模块分离出来，易于装卸，灵活性好。

(2)采用独特的4个插接柱，通过凹槽和外翻部等设计，连接更可靠，不容易松动，且易于插入。

(3)检测模块的4个角位设有圆形倒角，便于嵌入到凹陷部中。

(4)具有显示器用于显示检测参数和状态参数，具有通信模块，用于将数据上传到远程服务器。

综上所述，这种电能计量终端结构紧凑，灵活性好，功能丰富。

附图说明

图1为电能计量终端的总体结构示意图；

图2为底座结构示意图；

图3为检测模块的底面结构示意图；

图4为插接柱与承接柱对接示意图；

图5为电能计量终端的电原理框图；

图6为调光带路原理图；

图7为恒流充电电路原理图；

图8为过流保护电路原理图；

图9为可调倍数的放大器原理图。

标号说明：1-底座，2-检测模块；

11-进线，12-侧部凹陷，13-出线，14-承接柱；15-外翻部，16-弯折部，17-内腔；

21-显示屏，22-按键，23-二维码，24-插接柱；

25-插接件，26-凹槽。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：如图1～4，一种电能计量终端，包括底座1和方形的检测模块2；

底座上设有连接2条进线11的端子和连接2条出线13的端子，底座上具有一个方形的凹陷部，凹陷部内设有4个承接柱14，检测模块嵌装在凹陷部中；检测模块的底部设有4个用于与所述承接柱对接的插接柱24；

检测模块上设有显示屏21和按键22；检测模块内设有MCU和通信模块；显示屏、通信模块、显示屏和按键均与MCU相连。

4个插接柱分别与4个承接柱连接，2个承接柱分别用于连接2根进线，2个承接柱分别用于连接2根出线，采用4个插接柱，连接更可靠，不容易松动。

插接柱的下端为插接件25，插接件的下端为尖端，插接件的中段的厚度大于插接件的下端的厚度，插接件中具有朝下开口的凹槽26；

承接柱包括2个弯折部16，弯折部之间设有一个用于容纳所述插接件的内腔17；承接柱的中部包括2个弯折部16，弯折部的顶端为外翻部15。

这样插接件有一定的弹性，插入时，在承接柱的挤压下，插接件整体上是一个弹片，这有有利于更可靠的对接，避免端子脱口和接触不良。

外翻部便于插接件插入到内腔中。

凹陷部的左右两侧各设有一个半圆形的侧边凹陷12。便于伸入手指，以便抠出检测模块，也便于将检测模块嵌入凹陷部。

检测模块的4个角位设有圆形倒角，便于嵌入到凹陷部中。

如图5，具体的：检测模块中设有变压器、电流互感器、第一电压检测电路、第二电压检测电路、第一整流器和第二整流器；

变压器的原边经第一整理器与MCU连接；第一电压检测电路(如分压电路)接第一整流器的输出端，第一电压检测电路的输出端接MCU的第一ADC接口；

电流互感器、第二整流器、第二电压检测电路依次连接，第二电压检测电路的输出端接MCU的第二ADC接口；

第一整流器的输出侧为电池(锂电池)充电，电池为MCU供电；

按键，显示屏和通信模块均与MCU相连。

第一电压检测电路用于检测电压信号，第二电压检测电路用于检测电流信号，在MCU中电压和电流相乘再积分，从而实现电能计量，电能计量为现有成熟技术。

通信模块为3G、4G和5G模块。

电池的作用在于停电时检测模块也能工作，也能发出信息到服务器。

检测模块的上表面或下表面或侧部设有二维码，二维码中包含有ID号和序列号等，用于采用手机扫描后对该检测模块进行注册和入网。

另外，对电能计量终端涉及的其他电路和模块介绍如下：

(一)、如图6，该电能计量终端还包括用于调节居显示屏发光亮度的亮度调节电路；所述的亮度调节电路包括MCU、LED灯串、三极管、电位器Rx和A/D转换器；三极管为NPN型三极管；显示屏的固定架上海设有旋钮开关与电位器Rx同轴相连；

电位器Rx和第一电阻R1串接形成分压支路，分压支路一端接电源正极Vcc，分压支路的另一端接地；电位器Rx和第一电阻R1的连接点接A/D转换器的输入端；A/D转换器的输出端接MCU的数据输入端口；

LED灯串包括多个串接的LED灯；LED灯串的正极接电源正极Vcc；LED灯串的负极接三极管的C极，三极管的E极经第二电阻R2接地；三极管的B极的接MCU的输出端。电源正极Vcc为5V，A/D转换器为8位串行输出型转换器。

(二)如图7，为锂电池充电的恒流充电电路包括恒压驱动芯片和电流反馈电路；

(1)恒压驱动芯片的电压输出端为恒流充电电路的正输出端VOUT+；恒压驱动芯片的负输出端接地；

恒压驱动芯片由直流电压供电端VIN+和VIN-供电；

(2)所述的电流反馈电路包括电阻R1、R2和R5和参考电压端VREF+；

参考电压端VREF+通过依次串联的电阻R1、R2和R5接地；

电阻R5与R2的连接点为恒流充电电路的负输出端VOUT-；

电阻R1与R2的连接点接恒压驱动芯片的反馈端FB。

恒流充电电路还包括电压反馈电路；

电压反馈电路包括电阻R3和R4以及二极管D1；

电阻R3和R4串联后接在恒流充电电路的正输出端VOUT+与地之间；电阻R3和R4的连接点接二极管D1的阳极；二极管D1的阴极接恒压驱动芯片的反馈端FB。

(三)，如图8-9，电能计量终端还包括电流检测及继电器控制电路(也称为过流检测及保护电路)的说明如下：

工作原理：用于检测电流的电流互感器(或线圈)产生互感电流，现场用电功率越大，互感电流也就越大，现场用电功率越小，互感电流也就越小，因此利用电压比较器，可以输出一个信号波形，主控制器(MCU)通过自带的AD采集就可得到现场的电流大小信息，从而达到检测作用。在电路设计上，通过四个整流二极管将交流互感电流转换成直流电流，输出信号则有两种，一种为模拟量，由VOUT输出，输出到MCU；还有一种为TTL高低电平，直接控制继电器用于切断和接通主电源的供电。

电路描述：

电流互感器的输出信号经桥式整流器得到Vin；比较器比较Vin和参考电压Vref，若Vin＞Vref，则比较器输出低电平，控制继电器断开。

另外，Vin经放大器放大后进入MCU的ADC端口(即具有A/D转换功能的端口)；

由于信号可能较为微弱，因此，设计了可调放大倍数的放大器；具体电路连接及工作原理如下：

桥式整流器(单相整流桥)的输出端Vin为信号端，所述的信号端经电阻R0的接运算放大器LM393的反相输入端，运算放大器LM393的同向输入端经电阻R0接地，运算放大器LM393的同向输入端还分别经4个电阻R01-R04接4选一选择器的4个输入通道，4选一选择器的输出通道接运算放大器LM393的输出端Vout，Vout接MCU的ADC端；

另外MCU的2个输出端口分别接4选一选择器的通道选端A和B；

Vout与Vin的计算公式：

Vout＝Vin*(Rx+R0)/R0；其中，Rx＝R01，R02，R03或R04；基于选通端AB来确定选择哪一个电阻；且R01，R02，R03和R04各不相同；优选的R04＝5*R03＝25*R02＝100*R01；R01＝5*R0.可以方便地实现量程和精度切换。

Claims

1.一种电能计量终端，其特征在于，包括底座(1)和方形的检测模块(2)；

2.根据权利要求1所述的电能计量终端，其特征在于，插接柱的下端为插接件(25)，插接件的下端为尖端，插接件的中段的厚度大于插接件的下端的厚度，插接件中具有朝下开口的凹槽(26)；

3.根据权利要求1所述的电能计量终端，其特征在于，凹陷部的左右两侧各设有一个半圆形的侧边凹陷(12)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电能计量终端，其特征在于，检测模块的4个角位设有圆形倒角。