CN211786065U - 一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路 - Google Patents
一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路，所述缺零线功能检测电路包括：三相电压输入模块，光耦控制模块，波形输出模块，所述三相电压输入模块的输出端连接所述光耦控制模块的发射侧，所述波形输出模块的输入端连接所述光耦控制模块的接收侧。在本发明实施中，确保三相四线电能表在计量准确的情况下，提高缺零线功能检测的准确度，且所述缺零线功能检测电路中使用的元器件均为常规物料，在元器件选用方面易得到满足。
Description
技术领域
本发明涉及电能表的零线检测领域，尤其涉及一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路。
背景技术
在三相四线制供电系统中，当负载为三相负荷的正常情况下，三相线路成平衡态，但是在生活供电方面负载均为单相负荷，导致由变压器送出的三相线路上出现负荷失衡的情况，此时三相中性点发生偏移。因此，在三相四线电能表中，零线进表，以零线作为参考点，表计计量各相线电压时可得到各相准确的线电压值，即使三相电压中有任意一相电压断开，其他两相电压仍然正常计量；零线不进表，表计计量没有固定的参考点，在负载不平衡的情况下计量参考点发生偏移，导致各相电压计量失准，间接使得各相负载在不稳定的电压驱动下停止工作，甚至损坏用电设备。
针对零线是否进表的检测工作，现有市场上已形成一种相对成熟的三相四线制缺零线功能检测电路，通过固态继电器的闭合/断开来控制零线与电表参考基准点的导通/断开，再经由光电耦合器直接输出隔离波形。但是，此检测电路也存在一定的弊端，固态继电器的耐压值只有400V，在现场使用过程中易遭到雷击、浪涌致使失效，使得正常接线的三相四线电能表的参考基准点与零线处于长期断开状态，此时电能表的计量精度不准确，严重影响客户的计量收费。因此，在检测零线是否进表的同时，考虑现场应用的问题，现有技术并不能保证电能表计量的准确度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路，确保三相四线电能表在计量准确的情况下，利用整形电路输出更准确的波形，以此提高缺零线功能检测的准确度。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其中，所述缺零线功能检测电路包括：三相电压输入模块，光耦控制模块，波形输出模块，所述三相电压输入模块的输出端连接所述光耦控制模块的发射侧，所述波形输出模块的输入端连接所述光耦控制模块的接收侧。
所述光耦控制模块包括光电耦合器U700，所述光电耦合器U700的发射侧连接所述三相电压输入模块的输出端，所述光电耦合器U700的接收侧连接所述波形输出模块的输入端。
所述三相电压输入模块包括：第一电流回路、第二电流回路和第三电流回路，所述第一电流回路接入三相电压中的第一相电压，所述第二电流回路接入三相电压中的第二相电压，所述第三电流回路接入三相电压中的第三相电压，所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路形成并联电路接入到所述光耦控制模块的发射侧。
所述第一电流回路包括：串联的二极管D700和第一限流单元，所述第一电流回路设置所述二极管D700的第一端与第一相电压连接，所述第一电流回路设置所述第一限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到零线电压COMN；
所述第二电流回路包括：串联的二极管D702和第二限流单元，所述第二电流回路设置所述二极管D702的第一端与第二相电压连接，所述第二电流回路设置所述第二限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第三电流回路包括：串联的二极管D704和第三限流单元，所述第三电流回路设置所述二极管D704的第一端与第三相电压连接，所述第三电流回路设置所述第三限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN。
所述第一限流单元包括：依次串联的电阻R700、电阻R701、电阻R702、电阻R703，所述第一限流单元设置所述电阻R700的一端与所述二极管D700的第二端连接，所述第一限流单元设置所述电阻R703的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第二限流单元包括：依次串联的电阻R705、电阻R706、电阻R707、电阻R708，所述第二限流单元设置所述电阻R705的一端与所述二极管D702的第二端连接，所述第二限流单元设置所述电阻R708的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第三限流单元包括：依次串联的电阻R710、电阻R711、电阻R712、电阻R713，所述第三限流单元设置所述电阻R710的一端与所述二极管D704的第二端连接，所述第三限流单元设置所述电阻R713的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN。
所述波形输出模块包括：整形电路，其中，所述光电耦合器U700接收侧的集电极端与VCC直流电源相连，所述光电耦合器U700接收侧的发射极端与所述整形电路相连。
所述整形电路包括：三极管Q16、电阻R19、电阻R704，其中，所述三极管Q16的基极经串联电阻R19接入所述光电耦合器U700接收侧的发射极端，所述三极管Q16的集电极连接RE_TEST输出波形端，所述三极管Q16的发射极直接接地，在所述三极管Q16的基极与发射极之间接入分压电阻R704。
所述波形输出模块还包括上拉电阻R17，所述电阻R17的第一端与所述VCC直流电源连接，所述电阻R17的第二端连接RE_TEST输出波形端。
所述光耦控制模块还包括保护二极管D701，所述光电耦合器U700发射侧并联一个保护二极管D701，所述二极管D701的正向端与所述光电耦合器U700发射侧的反向端相连接后，再与零线电压COMN相连，所述二极管D701的反向端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连。
在本发明实施例中，为解决现有技术中使用的固态继电器遇到突发现象造成电能表计量精度失准、缺零线功能检测过程受阻的问题，提出一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路。考虑到光电耦合器的CTR值易受外界温度影响而产生变化，在所述缺零线功能检测电路中，光电耦合器的接收侧接入整形电路，以保证输出波形的准确度。在元器件选用方面，现有技术中采用的固态继电器在电能表行业的应用并不广泛，因此存在市场上供货短缺的问题，而所述缺零线功能检测电路中采用的均是常规元件，物料需求上易得到满足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例公开的一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路第一原理的示意图；
图2是本发明实施例公开的一种三线四线电能表的缺零线功能检测电路第二原理的示意图；
图3是本发明实施例公开的一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路示意图；
图4是本发明实施例公开的三相四线带零线检测波形示意图；
图5是本发明实施例公开的三相四线缺零线检测波形示意图；
图6是本发明实施例公开的两相三线带零线检测波形示意图；
图7是本发明实施例公开的两相三线缺零线检测波形示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例中公开的一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路第一原理的示意图，该所述缺零线功能检测电路第一原理包括：三相电压输入模块，光耦控制模块，波形输出模块，所述三相电压输入模块的输出端连接所述光耦控制模块的发射侧，所述波形输出模块的输入端连接所述光耦控制模块的接收侧。
具体的，相电压由所述三相电压输入模块输入，在零线进表的状态下形成电流回路，触发所述光耦控制模块处于导通的工作状态，此时所述光耦控制模块基于导通状态控制所述波形输出模块输出对应的波形。
相电压由所述三相电压输入模块输入，在零线不进表的状态下无法形成电流回路，导致所述光耦控制模块处于关断状态，此时所述光耦控制模块基于关断状态控制所述波形输出模块输出对应的波形。
请参阅图2，图2示出了本发明实施例中公开的一种三线四线电能表的缺零线功能检测电路第二原理的示意图，该所述缺零线功能检测电路第二原理包括：第一电流回路、第二电流回路、第三电流回路、光耦控制模块和波形输出模块，所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路形成并联电路接入到所述光耦控制模块的发射侧，所述波形输出模块的输入端连接所述光耦控制模块的接收侧。
具体的，第一相电压输入所述第一电流回路，第二相电压输入所述第二电流回路，第三相电压输入所述第三电流回路，在零线进表的情况下，所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路形成并联电路触发所述光耦控制模块处于导通的工作状态，此时所述光耦控制模块基于导通状态控制所述波形输出模块输出对应的波形。
第一相电压输入所述第一电流回路，第二相电压输入所述第二电流回路，第三相电压输入所述第三电流回路，在零线不进表的情况下，所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路无法触发光耦控制模块工作，因此所述光耦控制模块处于关断状态，此时所述光耦控制模块基于关断状态控制所述波形输出模块输出对应的波形。
请参阅图3，图3示出了本发明实施例中公开的一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路示意图，其所述缺零线功能检测电路包括：三相电压输入模块，光耦控制模块，波形输出模块，所述三相电压输入模块的输出端连接所述光耦控制模块的发射侧，所述波形输出模块的输入端连接所述光耦控制模块的接收侧。
所述光耦控制模块包括：光电耦合器U700，所述光电耦合器U700的发射侧连接所述三相电压输入模块的输出端，所述光电耦合器U700的接收侧连接所述波形输出模块的输入端。
需要说明的是，所述光电耦合器U700采用型号为LTV-816S-TA1-D的光电耦合器，具体参数如表1所示，所述光电耦合器U700发射侧的可承受通过的最大正向电流为50mA，因此，接入所述光电耦合器U700发射侧的所述三相电压输入模块所产生的回路电流不能超过所述最大正向电流，才能保证所述光电耦合器U700处于正常工作状态，故在所述三相电压输入电压模块中，必须做适当的限流处理。
表1LTV-816S-TA1-D光电耦合器的参数值
基于所述光电耦合器U700发射侧的限定要求，在所述缺零线功能检测电路中对所述三相电压输入模块做出以下设计。
所述三相电压输入模块包括：第一电流回路、第二电流回路和第三电流回路，所述第一电流回路接入三相电压中的第一相电压，所述第二电流回路接入三相电压中的第二相电压，所述第三电流回路接入三相电压中的第三相电压，所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路形成并联电路接入到所述光耦控制模块的发射侧，其中，
所述第一电流回路包括：串联的二极管D700和第一限流单元，所述第一电流回路设置所述二极管D700的第一端与第一相电压连接，所述第一电流回路设置所述第一限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到零线电压COMN；
所述第二电流回路包括：串联的二极管D702和第二限流单元，所述第二电流回路设置所述二极管D702的第一端与第二相电压连接，所述第二电流回路设置所述第二限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第三电流回路包括：串联的二极管D704和第三限流单元，所述第三电流回路设置所述二极管D704的第一端与第三相电压连接，所述第三电流回路设置所述第三限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN。
需要说明的是，在所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路中所使用到的二极管，包括所述二极管D700、D702、D704，均采用型号为M7的二极管，基于二极管的正向导通特性，所述二极管在对应的电流回路中的实际作用是对相电压输入的220V交流电进行半波整流。
所述第一限流单元包括：依次串联的电阻R700、电阻R701、电阻R702、电阻R703，所述第一限流单元设置所述电阻R700的一端与所述二极管D700的第二端连接，所述第一限流单元设置所述电阻R703的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第二限流单元包括：依次串联的电阻R705、电阻R706、电阻R707、电阻R708，所述第二限流单元设置所述电阻R705的一端与所述二极管D702的第二端连接，所述第二限流单元设置所述电阻R708的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第三限流单元包括：依次串联的电阻R710、电阻R711、电阻R712、电阻R713，所述第三限流单元设置所述电阻R710的一端与所述二极管D704的第二端连接，所述第三限流单元设置所述电阻R713的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN。
需要说明的是，在所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路中使用到的电阻器件均为同一规格的电阻，包括所述电阻R700、R701、R702、R703、R705、R706、R707、R708、R710、R711、R712、R713，其具体参数为：标称阻值为39kΩ，额定功率为1/4W，允许误差范围为5％，温漂系数为100ppm，计算出每个电阻上允许通过的最大电流为2.5mA，因此，所述三相电压输入模块中的所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路上通过的电流不能超过所述允许通过的最大电流，以保证所述电阻不被损坏。
具体的，在零线进表的情况下，当第一相电压以220V交流电输入所述第一电流回路时，经所述二极管D700整流后输出的正电压有效值为220V*0.707＝156V，此时所述第一电流回路上的电流值为156V/(39kΩ*4)＝1mA，保证所述第一电流回路上串联的所述电阻R700、所述电阻R701、所述电阻R702、所述电阻R703正常工作；
当第二相电压以220V交流电输入所述第二电流回路时，经所述二极管D702整流后输出的正电压有效值为220V*0.707＝156V，此时所述第二电流回路上的电流值为156V/(39kΩ*4)＝1mA，保证所述第二电流回路上串联的所述电阻R705、所述电阻R706、所述电阻R707、所述电阻R708正常工作；
当第三相电压以220V交流电输入所述第三电流回路时，经所述二极管D704整流后输出的正电压有效值为220V*0.707＝156V，此时所述第三电流回路上的电流值为156V/(39kΩ*4)＝1mA，保证所述第三电流回路上串联的所述电阻R710、所述电阻R711、所述电阻R712、所述电阻R713正常工作。
需要说明的是，在进行电网电路设计时，考虑到电网市电会出现浪涌电压波动的情况，以提高电路的耐压强度为目的，在所述第一限流单元、所述第二限流单元和所述第三限流单元中分别依次串联四个规格相同、阻值为39kΩ的电阻，且每个串联着的电阻均采用1206的封装，最高耐压值为300V，当每四个电阻串联后最高可承受的瞬时交流电电压值为1200V，避免当电流回路上有浪涌电压经过时电阻被击穿。
基于所述光电耦合器U700发射侧需要正电压导通，相电压必须经所述三相电压输入模块中的所述二极管做半波整流处理，若出现所述三相电压输入模块中存在所述二极管意外损坏的情况，所述光电耦合器U700作为电路中的重要器件，在电路设计过程中需要考虑到对所述光电耦合器U700的保护问题，针对这一问题，在所述缺零线功能检测电路中对所述光耦控制模块做出以下设计。
所述光耦控制模块还包括：保护二极管D701，所述光电耦合器U700发射侧并联一个保护二极管D701，包括：所述二极管D701的正向端与所述光电耦合器U700发射侧的反向端相连接后，再与零线电压COMN相连，所述二极管D701的反向端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连。
需要说明的是，所述保护二极管D701采用型号为TCLL4148的二极管，具体参数如表2所述，此处选用整流电流较大的二极管，当相电压经所述三相电压输入模块处理输出后，使得所述光电耦合器U700的发射侧在导通状态下，此时所述保护二极管D701反偏，在电路中处于断开状态，对整个电路不会产生其他的影响，若出现所述三相电压输入模块中存在某个所述二极管意外损坏的情况，导致对应的电流回路上出现负电压，基于二极管正向导通、反向截止的特性，此时所述保护二极管D701为导通状态，而所述光电耦合器U700发射侧为截止状态，由于所述光电耦合器U700发射侧的反向击穿电压只有6V，若没有所述保护二极管D701的导通，将所述光电耦合器U700发射侧两端的电压维持在0.7V左右，所述光电耦合器U700将被反向电压击穿。
表2 TCLL4148二极管的参数值
| 参数 | 符号 | 额定值 | 单位 |
| 功率损耗 | P<sub>D</sub> | 500 | mW |
| 反向工作电压 | V<sub>R</sub> | 75 | V |
| 平均整流电流 | I<sub>O</sub> | 150 | mA |
| 正向非重复峰值电流 | I<sub>FM</sub> | 450 | mA |
| 工作结点温度 | T<sub>J</sub> | 175 | ℃ |
当相电压经所述三相电压输入模块处理后，触发所述光耦控制模块进行工作时，所述光电耦合器U700的接收侧实际上会输出波形，但考虑到所述光电耦合器U700的CTR值会因外界温度干扰使得输出波形产生异常的问题，在所述缺零线功能检测电路中，对波形输出模块加入了一个整形电路，具体设计如下。
所述波形输出模块包括：整形电路，其中，所述光电耦合器U700接收侧的集电极端与VCC直流电源相连，所述光电耦合器U700接收侧的发射极端与所述整形电路相连。
所述整形电路包括：三极管Q16、电阻R19、电阻R704，其中，所述三极管Q16的基极经串联电阻R19接入所述光电耦合器U700接收侧的发射极端，所述三极管Q16的集电极连接RE_TEST输出波形端，所述三极管Q16的发射极直接接地，在所述三极管Q16的基极与发射极之间接入分压电阻R704。
需要说明的是，所述三极管Q16采用型号为LMBT3904LT1G的NPN型三极管，以所述光电耦合器U700导通作为前提条件，在所述整形电路中使得所述三极管Q16处于导通状态需满足：0.25*VCC＞0.7V，其中，0.25*VCC为所述分压电阻R704两端产生的压降，VCC直流电源的电压值视波形检测系统的工作电压而定。
所述波形输出模块还包括上拉电阻R17，所述电阻R17的第一端与所述VCC直流电源连接，所述电阻R17的第二端连接RE_TEST输出波形端。
需要说明的是，在所述三极管Q16被截止的情况下，当单片机通过I/O口检测RE_TEST输出波形时，所述上拉电阻R17将使得I/O口保持检测到高电平。
具体实施过程中，在零线进表的状态下，三相电压的220V交流电输入对应的电流回路中，经二极管的半波整流后输出正电压，再经串联的四个电阻进行限流后，接入所述光电耦合器U700的发射侧，使得所述光电耦合器U700的发射侧被导通，触发其接收侧导通，此时VCC直流电源直接与所述电阻R19相连接，经所述电阻R704分压后进入所述三极管Q16的基极，使得所述三极管Q16被导通，所述RE_TEST输出波形端直接对地，故RE_TEST输出波形将为0V稳定电压输出波形。
在零线不进表的状态下，零线电压端处于悬空状态，所述三相电压输入模块中的所述第一电流回路、所述第二电流回路及所述第三电流回路均无法形成，致使所述光电耦合器U700在电路中处于断开状态，此时所述三极管Q16被截止，所述RE_TEST波形输出端通过上拉电阻R17与VCC直流电源连接，故RE_TEST输出波形将为VCC稳定电压输出波形。
需要说明的是，由于第一相电压、第二相电压和第三相电压之间存在120°相位角，因此在RE_TEST输出波形的一个周期波形内，前三分之一的波形为第一相电压经所述缺零线功能检测电路处理后的输出波形，中间三分之一的波形为第二相电压经所述缺零线功能检测电路处理后的输出波形，后三分之一的波形为第三相电压经所述缺零线功能检测电路处理后的输出波形。
具体的，针对所述三相四线电能表的缺零线功能检测电路，分为三相四线带零线、三相四线缺零线、两相三线带零线、两相三线缺零线这四种情况进行分析，分别如下所述。
请参阅图4，图4示出了本发明实施例所公开的三相四线带零线检测波形示意图，具体分析如下：
当所述电能表中有三相电压输入，在零线进表的状态下，第一相电压的220V交流电输入所述第一电流回路中，经所述二极管D700的半波整流后输出正电压，再经串联的电阻R700、电阻R701、电阻R702、电阻R703进行限流后，接入所述光电耦合器U700的发射侧，使得所述光电耦合器U700的发射侧被导通，触发其接收侧导通，此时VCC直流电源直接与所述电阻R19相连接，经所述电阻R704分压后进入所述三极管Q16的基极，使得所述三极管Q16被导通，所述RE_TEST输出波形端直接对地，输出50％占空比方波；
第二相电压的220V交流电输入所述第二电流回路中，经所述二极管D702的半波整流后输出正电压，再经串联的电阻R705、电阻R706、电阻R707、电阻R708进行限流后，接入所述光电耦合器U700的发射侧，使得所述光电耦合器U700的发射侧被导通，触发其接收侧导通，此时VCC直流电源直接与所述电阻R19相连接，经所述电阻R704分压后进入所述三极管Q16的基极，使得所述三极管Q16被导通，所述RE_TEST输出波形端直接对地，输出50％占空比方波；
第三相电压的220V交流电输入所述第三电流回路中，经所述二极管D704的半波整流后输出正电压，再经串联的电阻R710、电阻R711、电阻R712、电阻R713进行限流后，接入所述光电耦合器U700的发射侧，使得所述光电耦合器U700的发射侧被导通，触发其接收侧导通，此时VCC直流电源直接与所述电阻R19相连接，经所述电阻R704分压后进入所述三极管Q16的基极，使得所述三极管Q16被导通，所述RE_TEST输出波形端直接对地，输出50％占空比方波；
因此，RE_TEST输出波形将为连续的0V稳定电压输出波形。
请参阅图5，图5示出了本发明实施例所公开的三相四线缺零线检测波形示意图，具体分析如下：
当所述电能表中有三相电压输入，在零线不进表的状态下，零线电压端处于悬空状态，所述三相电压输入模块中的所述第一电流回路、所述第二电流回路及所述第三电流回路均无法形成，致使所述光电耦合器U700在电路中处于断开状态，此时所述三极管Q16被截止，所述RE_TEST波形输出端通过上拉电阻R17与VCC直流电源连接，故RE_TEST输出波形将为连续的VCC稳定电压输出波形。
请参阅图6，图6示出了本发明实施例所公开的两相三线带零线检测波形示意图，具体分析如下：
在所述电能表处于零线进表的状态下，出现第三相电压断开的情况，第一相电压的220V交流电输入所述第一电流回路中，经所述二极管D700的半波整流后输出正电压，再经串联的电阻R700、电阻R701、电阻R702、电阻R703进行限流后，接入所述光电耦合器U700的发射侧，使得所述光电耦合器U700的发射侧被导通，触发其接收侧导通，此时VCC直流电源直接与所述电阻R19相连接，经所述电阻R704分压后进入所述三极管Q16的基极，使得所述三极管Q16被导通，所述RE_TEST输出波形端直接对地，输出0V；
第二相电压的220V交流电输入所述第二电流回路中，经所述二极管D702的半波整流后输出正电压，再经串联的电阻R705、电阻R706、电阻R707、电阻R708进行限流后，接入所述光电耦合器U700的发射侧，使得所述光电耦合器U700的发射侧被导通，触发其接收侧导通，此时VCC直流电源直接与所述电阻R19相连接，经所述电阻R704分压后进入所述三极管Q16的基极，使得所述三极管Q16被导通，所述RE_TEST输出波形端直接对地，输出0V；
第三相电压断开后，无电压输入所述光电耦合器U700发射侧，致使所述光电耦合器U700在电路中处于断开状态，此时所述三极管Q16被截止，所述RE_TEST波形输出端通过上拉电阻R17与VCC直流电源连接，使得RE_TEST波形输出端对应输出VCC；
因此，RE_TEST输出波形为占空比为33％的周期方波。
请参阅图7，图7示出了本发明实施例所公开的两相三线缺零线检测波形示意图，具体分析如下：
在所述电能表处于零线不进表的状态下，零线电压端处于悬空状态，无论出现第一相电压断开或者第二相电压断开或者第三相电压断开的情况，所述三相电压输入模块中的所述第一电流回路、所述第二电流回路及所述第三电流回路均无法形成，致使所述光电耦合器U700在电路中处于断开状态，此时所述三极管Q16被截止，所述RE_TEST波形输出端通过上拉电阻R17与VCC直流电源连接，故RE_TEST输出波形将为连续的VCC稳定电压输出波形。
在本发明实施例中，为解决现有技术中使用的固态继电器遇到突发现象造成电能表计量精度失准、缺零线功能检测过程受阻的问题，提出一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路。考虑到光电耦合器的CTR值易受外界温度影响而产生变化，在所述缺零线功能检测电路中，光电耦合器的接收侧接入整形电路，以保证输出波形的准确度。在元器件选用方面，现有技术中采用的固态继电器在电能表行业的应用并不广泛，因此存在市场上供货短缺的问题，而所述缺零线功能检测电路中采用的均是常规元件，物料需求上易得到满足。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，所述缺零线功能检测电路包括：三相电压输入模块，光耦控制模块，波形输出模块，所述三相电压输入模块的输出端连接所述光耦控制模块的发射侧，所述波形输出模块的输入端连接所述光耦控制模块的接收侧。
2.根据权利要求1所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，所述光耦控制模块包括光电耦合器U700，所述光电耦合器U700的发射侧连接所述三相电压输入模块的输出端，所述光电耦合器U700的接收侧连接所述波形输出模块的输入端。
3.根据权利要求2所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，所述三相电压输入模块包括：第一电流回路、第二电流回路和第三电流回路，所述第一电流回路接入三相电压中的第一相电压，所述第二电流回路接入三相电压中的第二相电压，所述第三电流回路接入三相电压中的第三相电压，所述第一电流回路和所述第二电流回路及所述第三电流回路形成并联电路接入到所述光耦控制模块的发射侧。
4.根据权利要求3所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，
所述第一电流回路包括：串联的二极管D700和第一限流单元，所述第一电流回路设置所述二极管D700的第一端与第一相电压连接，所述第一电流回路设置所述第一限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到零线电压COMN；
所述第二电流回路包括：串联的二极管D702和第二限流单元，所述第二电流回路设置所述二极管D702的第一端与第二相电压连接，所述第二电流回路设置所述第二限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第三电流回路包括：串联的二极管D704和第三限流单元，所述第三电流回路设置所述二极管D704的第一端与第三相电压连接，所述第三电流回路设置所述第三限流单元的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN。
5.根据权利要求4所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，
所述第一限流单元包括：依次串联的电阻R700、电阻R701、电阻R702、电阻R703，所述第一限流单元设置所述电阻R700的一端与所述二极管D700的第二端连接，所述第一限流单元设置所述电阻R703的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第二限流单元包括：依次串联的电阻R705、电阻R706、电阻R707、电阻R708，所述第二限流单元设置所述电阻R705的一端与所述二极管D702的第二端连接，所述第二限流单元设置所述电阻R708的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN；
所述第三限流单元包括：依次串联的电阻R710、电阻R711、电阻R712、电阻R713，所述第三限流单元设置所述电阻R710的一端与所述二极管D704的第二端连接，所述第三限流单元设置所述电阻R713的一端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连，所述光电耦合器U700发射侧的反向端接入到所述零线电压COMN。
6.根据权利要求2所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，所述波形输出模块包括：整形电路，其中，所述光电耦合器U700 接收侧的集电极端与VCC直流电源相连，所述光电耦合器U700接收侧的发射极端与所述整形电路相连。
7.根据权利要求6所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，所述整形电路包括：三极管Q16、电阻R19、电阻R704，其中，所述三极管Q16的基极经串联电阻R19接入所述光电耦合器U700接收侧的发射极端，所述三极管Q16的集电极连接RE_TEST输出波形端，所述三极管Q16的发射极直接接地，在所述三极管Q16的基极与发射极之间接入分压电阻R704。
8.根据权利要求6所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，所述波形输出模块还包括上拉电阻R17，所述电阻R17的第一端与所述VCC直流电源连接，所述电阻R17的第二端连接RE_TEST输出波形端。
9.根据权利要求2所述的三相四线电能表的缺零线功能检测电路，其特征在于，所述光耦控制模块还包括保护二极管D701，所述光电耦合器U700发射侧并联一个保护二极管D701，所述二极管D701的正向端与所述光电耦合器U700发射侧的反向端相连接后，再与零线电压COMN相连，所述二极管D701的反向端与所述光电耦合器U700发射侧的正向端相连。
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