CN211856731U - 带有输入输出的外接ct测量模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带有输入输出的外接CT测量模块，包括装置外壳及位于所述装置外壳内且相互连接的计量芯片和电流采样电路，所述装置外壳上具有至少一个外部检测输入端、至少一个外部输出控制端，和用于连接外接CT的外部CT接口，所述外部CT接口连接于所述电流采样电路，且所述电流采样电路包括用于对外接CT进行电流采样的采样电阻，所述计量芯片为SOC计量芯片，所述SOC计量芯片通过隔离电路连接于所述外部检测输入端，通过继电器电路连接于所述外部输出控制端。本实用新型采用灵活的外接CT方式，根据设备场景，选择合适的CT输出线长度，以及是否开口连接等，使模块的应用场景范围更广。

Description

带有输入输出的外接CT测量模块

技术领域

本实用新型涉及电量计量技术领域，具体涉及一种带有输入输出的外接CT测量模块。

背景技术

电能计量除了应用到日常家用电能测量领域以外，随着智能电表的普及，在太阳能发电、设备用电检测、设备运行控制等场合也不断被运用。

现有技术的电能计量模块通过相关专用芯片实现计量功能，但是现有技术的电能计量模块仅仅只有电能计量功能，无法获取外部输入信号以及对外部的控制输出。并且，现有技术的电能计量模块通常将CT模块设置在电能计量模块中，这种内置CT的方式导致电流采样电路中的互感器二次输出线长度一定，存在应用场景受限制，适用范围小等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种带有输入输出的外接CT测量模块。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种带有输入输出的外接CT测量模块，包括装置外壳及位于所述装置外壳内且相互连接的计量芯片和电流采样电路，所述装置外壳上具有至少一个外部检测输入端、至少一个外部输出控制端，和用于连接外接CT的外部CT接口，所述外部CT接口连接于所述电流采样电路，且所述电流采样电路包括用于对外接CT进行电流采样的采样电阻，所述计量芯片为SOC计量芯片，所述SOC 计量芯片通过隔离电路连接于所述外部检测输入端，通过继电器电路连接于所述外部输出控制端。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，所述SOC计量芯片通过隔离电路连接有至少两个外部检测输入端。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，所述SOC计量芯片通过隔离电路连接有至少三个外部检测输入端。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，所述SOC计量芯片通过继电器电路连接有至少两个外部输出控制端。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，所述隔离电路包括光耦器或隔离通讯芯片。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，所述隔离电路包括光耦器，且每个外部检测输入端均单独通过一个光耦器连接于所述SOC计量芯片。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，每个外部检测输入端均连接于各自光耦器的输入侧，且每个光耦器的输出侧分别连接于所述SOC计量芯片的一个数字输入端口。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，所述继电器电路包括具有继电器线圈、继电器开关的继电器和连接于所述继电器线圈的三极管开关，每个外部输出控制端均单独通过一个继电器电路连接于所述SOC计量芯片。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，每个外部输出控制端均连接于各自继电器电路中的继电器开关，且每个继电器电路中三极管开关的基极分别连接于所述SOC计量芯片的一个数字输出端口。

在上述带有输入输出的外接CT测量模块中，所述采样电阻的阻值为5.1欧姆。

本实用新型的优点在于：

1、采用SOC计量芯片，能够实现高精度的计量功能外，还通过利用SOC计量芯片内置的8051内核与高速DSP提供外部输入信号的检测和对外部的控制输出，实现主芯片实时响应外部输入检测和控制输出，从而使本模块不仅能够实现电能计量功能，还能够实现对外部的输出控制和对外部输入信号的检测；

2、采用灵活的外接CT方式，根据设备场景，选择合适的CT 输出线长度，以及是否开口连接等，使模块的应用场景范围更广，同时提高安装便利度。

附图说明

图1为本实用新型测量模块的电路结构框图；

图2为本实用新型隔离电路的电路图

图3为本实用新型继电器电路的电路图；

图4为本实用新型电流采样电路的电路图。

图中：隔离电路1；继电器电路2；电流采样电路3；外部检测输入端IN；外部输出控制端OUT；外部CT接口CTA；SOC计量芯片IC1；三极管开关Q6；采样电阻R29；敏电阻R74；继电器 RELAY-1。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例带有输入输出的外接CT测量模块，包括装置外壳及位于所述装置外壳内且相互连接的计量芯片和电流采样电路3。

特别地，本实施例的装置外壳上具有至少一个外部检测输入端IN、至少一个外部输出控制端OUT，和用于连接外接CT的外部 CT接口CTA，装置外壳上具有向上向下扩展的排针座和排针，前述外部检测输入端IN、外部输出控制端OUT、外部CT接口CTA 等用于连接外部组件的接口均设置在排针座和/或排针上。采用多方式的可扩展连接方式，根据需要，实现上下排针座和排针的插拔连接扩展。

具体地，如图1所示，计量芯片为高精度的SOC计量芯片IC1， SOC计量芯片内置了8051内核，具有22位二阶ADC，集成独立的 32DSP数字计算引擎，能够实现高精度的计量功能外，还能够响应外部输入信号的检测和对外部的控制输出，从而使本模块不仅能够实现电能计量功能，还能够实现对外部的输出控制和对外部输入信号的检测。具体连接方式为，SOC计量芯片IC1通过隔离电路1连接于外部检测输入端IN，通过继电器电路2连接于外部输出控制端OUT。

本实施例以三个外部检测输入端IN和两个外部输出控制端 OUT为例。外部检测输入端IN可以用于连接外部水表、气表等计量设备。

隔离电路1包括光耦器或隔离通讯芯片，本实施例以光耦器为例，每个外部检测输入端IN均单独通过一个光耦器连接于SOC 计量芯片IC1。

具体地，如图2所示，每个外部检测输入端IN均连接于各自光耦器U7的输入侧，且每个光耦器U7的输出侧分别连接于所述 SOC计量芯片IC1的一个数字输入端口。图2给出了一个隔离电路的电路图，IN端口为外部检测输入端IN，用于连接一个外部计量设备，I端口用于连接于SOC计量芯片IC1的一个数字输入端口，其余隔离电路1与此类似，不再进行赘述。

这里采用隔离电路1进行电气隔离传输，能够实现信号传输的同时达到AC耐压4KV以上，对电路起到保护作用。

进一步地，继电器电路2包括具有继电器线圈、继电器开关的继电器RELAY-1和连接于所述继电器线圈的三极管开关Q6，每个外部输出控制端OUT均单独通过一个继电器电路2连接于SOC 计量芯片IC1。

具体地，如图3所示，每个外部输出控制端OUT均连接于各自继电器电路2中的继电器开关，且每个继电器电路2中三极管开关Q6的基极分别连接于所述SOC计量芯片IC1的一个数字输出端口，以实现通过三极管开关Q6对外部设备的输出控制。图2 给出了一个继电器电路2的电路图，OUT端口为外部输出控制端 OUT，用于连接外部设备以对外部设备进行电压控制等。O端口用于连接于SOC计量芯片IC1的一个数字输出端口，其余继电器电路与此类似，不再进行赘述。

这里通过隔离继电器电路对外部设备进行控制输出，具有 4KV隔离耐压特性，同时在继电器开关与OUT断口处串联热敏电阻R74，使电路具有自动电流保护功能。

进一步地，如图4所示，外部CT接口CTA连接于所述电流采样电路3，且所述电流采样电路3包括用于对外接CT进行电流采样的采样电阻R29。特别地，这里的采样电阻R29选用阻值为5.1 欧姆高精度低温度系数电阻。图4中CTA1和CTA2分别为外部CT 接口CTA的两个接口端，IADC7、IADC6以及V3P3A分别连接于SOC 计量芯片的三个端口。需要说明的是，当需要进行三相电流采样时，需要三个如图4所示的电流采样电路3以及外部CT接口CTA。

当然，SOC芯片还连接有电压采样电路、供电电源、RS485 通讯电路及LCD显示电路等电路模块，这些电路模块均与现有技术一致，在此不再进行赘述。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种带有输入输出的外接CT测量模块，包括装置外壳及位于所述装置外壳内且相互连接的计量芯片和电流采样电路(3)，其特征在于，所述装置外壳上具有至少一个外部检测输入端(IN)、至少一个外部输出控制端(OUT)，和用于连接外接CT的外部CT接口(CTA)，所述外部CT接口(CTA)连接于所述电流采样电路(3)，且所述电流采样电路(3)包括用于对外接CT进行电流采样的采样电阻，所述计量芯片为SOC计量芯片(IC1)，所述SOC计量芯片(IC1)通过隔离电路(1)连接于所述外部检测输入端(IN)，通过继电器电路(2)连接于所述外部输出控制端(OUT)。

2.根据权利要求1所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，所述SOC计量芯片(IC1)通过隔离电路(1)连接有至少两个外部检测输入端(IN)。

3.根据权利要求2所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，所述SOC计量芯片(IC1)通过隔离电路(1)连接有至少三个外部检测输入端(IN)。

4.根据权利要求3所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，所述SOC计量芯片(IC1)通过继电器电路(2)连接有至少两个外部输出控制端(OUT)。

5.根据权利要求3所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，所述隔离电路(1)包括光耦器或隔离通讯芯片。

6.根据权利要求5所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，所述隔离电路(1)包括光耦器，且每个外部检测输入端(IN)均单独通过一个光耦器连接于所述SOC计量芯片(IC1)。

7.根据权利要求6所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，每个外部检测输入端(IN)均连接于各自光耦器的输入侧，且每个光耦器的输出侧分别连接于所述SOC计量芯片(IC1)的一个数字输入端口。

8.根据权利要求4所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，所述继电器电路(2)包括具有继电器线圈、继电器开关的继电器和连接于所述继电器线圈的三极管开关，每个外部输出控制端(OUT)均单独通过一个继电器电路(2)连接于所述SOC计量芯片(IC1)。

9.根据权利要求8所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，每个外部输出控制端(OUT)均连接于各自继电器电路(2)中的继电器开关，且每个继电器电路(2)中三极管开关的基极分别连接于所述SOC计量芯片(IC1)的一个数字输出端口。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的带有输入输出的外接CT测量模块，其特征在于，所述采样电阻的阻值为5.1欧姆。

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