CN216285481U - 数码多功能电能表电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数码多功能电能表电路，包括信号采集模块，用于采集模拟输入的电流和电压信号，在将输入的模拟信号由计量芯片转化成数字信号；变送模块，用于将输入的大电流信号转化成标准信号；按键模块，用于查看参数及输入设置信号；主控模块，将信号采集模块输出的数字信号进行处理；数码管显示模块，将主控模块处理好的数据参数进行显示；数据存储模块，将主控模块处理好的数据参数进行存储；电能脉冲模块，用于输出电能脉冲；开关量控制模块，用于开关控制；报警模块，用于发出电路异常警告信息；通信模块，用于与外部其他设备的通信。本实用新型具有显示驱动电路简单可靠、抗干扰强的优点，且小信号测量精确还带掉电数据存储功能。

Description

数码多功能电能表电路

技术领域

本实用新型涉及电子仪表技术领域，尤其涉及一种数码多功能电能表电路。

背景技术

电能表是用来测量电能的仪表。现有电能表采用三极管来显示驱动，用于驱动控制LED数码管显示屏，而现有电能表采用的三极管显示驱动存在线路难加工、抗干扰弱的缺陷，造成LED数码管显示屏无法有效的显示电能参数，且电流互感器还存在对小信号测量不精确的问题，造成电能表的测量数据存在误差，同时还缺乏掉电数据存储的功能，在断电时容易丢失电能数据。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种显示驱动电路简单可靠、抗干扰强且小信号测量精确还带掉电数据存储的数码多功能电能表电路。

为了实现以上目的，本实用新型采用这样一种数码多功能电能表电路，包括信号采集模块，用于采集模拟输入的电流和电压信号，在将输入的模拟信号由计量芯片转化成数字信号；变送模块，用于将输入的大电流信号转化成标准信号；按键模块，用于查看参数及输入设置信号；主控模块，将信号采集模块输出的数字信号进行处理；数码管显示模块，将主控模块处理好的数据参数进行显示；数据存储模块，将主控模块处理好的数据参数进行存储；电能脉冲模块，用于输出电能脉冲；开关量控制模块，用于开关控制；报警模块，用于发出电路异常警告信息；通信模块，用于与外部其他设备的通信；电源模块，用于为上述各个模块提供工作电压；所述信号采集模块的输出端、变送模块的输出端、按键模块的输出端分别连接主控模块的输入端，所述主控模块的输出端分别连接数码管显示模块的输入端、电能脉冲模块的输入端、报警模块的输入端，所述通信模块、数据存储模块、开关量控制模块分别与主控模块电连接，所述信号采集模块的输出端还连接变送模块的输入端。

本实用进一步设置为所述数码管显示模块包括驱动芯片U3、数码管LED1，所述驱动芯片U3的型号为TA6932,所述数码管LED1连接驱动芯片U3驱动显示。

本实用进一步设置为所述信号采集模块包括采样模块、计量芯片U1，所述采样模块包括电流采样电路、电压采样电路，所述电流采样电路采用高精度电流互感器，所述计量芯片U1的型号为V9203。

本实用进一步设置为所述数据存储模块为EEPROM存储器U6，所述EEPROM存储器U6由型号为MB85RC16的存储芯片构成的数据存储模块。

本实用进一步设置为所述主控模块的型号为STM32F030。

本实用进一步设置为所述电源模块为大功率开关电源，所述大功率开关电源输出电流高达5V2A。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过数码管显示模块采用集成式驱动芯片，电能表上的LED屏幕能有效的显示电能参数，相比之前的三极管显示驱动，实现了电路简单可靠、抗干扰强的优点，通过信号采集模块上的电流采样电路采用高精度电流互感器，互感器体积大了，采样的精度更高了，相比之前的电流互感器，实现了小信号的测量更加精确的优点，通过数据存储模块采用EEPROM存储器，使得存储器可擦写次数增多，可以做到电能变化一次就保存一次，相比之前的存储器，实现了掉电数据存储的优点，另外，还通过电源模块采用大功率开关电源，达到了抵御群脉冲、静电、浪涌等电网干扰的问题，以保证系统的稳定。

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数码管显示模块电路原理图。

图3是本实用新型实施例信号采集模块电路原理图。

图4是本实用新型实施例主控模块电路原理图。

图5是本实用新型实施例数据存储模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-5所示，本实用新型采用了一种数码多功能电能表电路，包括信号采集模块，用于采集模拟输入的电流和电压信号，在将输入的模拟信号由计量芯片转化成数字信号；变送模块，用于将输入的大电流信号转化成标准信号；按键模块，用于查看参数及输入设置信号；主控模块，将信号采集模块输出的数字信号进行处理；数码管显示模块，将主控模块处理好的数据参数进行显示；数据存储模块，将主控模块处理好的数据参数进行存储；电能脉冲模块，用于输出电能脉冲；开关量控制模块，用于开关控制；报警模块，用于发出电路异常警告信息；通信模块，用于与外部其他设备的通信；电源模块，用于为上述各个模块提供工作电压；所述信号采集模块的输出端、变送模块的输出端、按键模块的输出端分别连接主控模块的输入端，所述主控模块的输出端分别连接数码管显示模块的输入端、电能脉冲模块的输入端、报警模块的输入端，所述通信模块、数据存储模块、开关量控制模块分别与主控模块电连接，所述信号采集模块的输出端还连接变送模块的输入端，所述主控模块的型号为STM32F030。

如图2所示，数码管显示模块包括驱动芯片U3、数码管LED1，所述驱动芯片U3包括电阻R45～R47、电容C21～C23，所述驱动芯片U3的第六引脚分别连接电阻R47的一端、电容C23的一端，驱动芯片U3的第七引脚分别连接电阻R46的一端、电容C22的一端，驱动芯片U3的第第八引脚分别连接电阻R45的一端、电容C21的一端，所述电阻R47的另一端、电阻R46的另一端、电阻R45的另一端均接高电平，所述电容C23的另一端、电容C22的另一端、电容C21的另一端均接地，所述数码管LED1连接驱动芯片U3驱动显示，所述驱动芯片U3的型号为TA6932，所述数码管显示模块还包括电容C24、电容C25，所述电容C24的正极、电容C25的一端接高电平，电容C24的负极、电容C25的另一端接地，所述电容C24、电容C25布在驱动芯片U3的供电附近。

如图3所示，信号采集模块包括采样模块、计量芯片U1，所述采样模块包括电流采样电路，所述电流采样电路采用高精度电流互感器，以图中其中一路电流采样电路为例进行说明，所述电流采样电路包括采样信号IA-、IA+、高精度电流互感器T1、电阻R13～R14、电阻R21～R22、电容C4～C5，所述采样信号IA-连接高精度电流互感器T1的输入端，所述高精度电流互感器T1的输出端分别连接电阻R13的一端、电阻R21的一端，所述电阻R13的另一端接地，所述电阻R21的另一端分别连接电容C4的一端、计量芯片IC1的第四引脚，所述电容C4的另一端接地，所述采样信号IA+连接高精度电流互感器T1的输入端，所述高精度电流互感器T1的输出端分别连接电阻R14的一端、电阻R22的一端，所述电阻R14的另一端接地，所述电阻R22的另一端分别连接电容C5的一端、计量芯片IC1的第五引脚，所述电容C5的另一端接地，所述采样模块还包括电压采样电路，也以图中其中一路电压采样电路为例进行说明，所述电压采样电路包括采样信号U_A、电阻R1～R3、电阻R10、电容C1，所述采样信号U_A连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别连接电阻R10的一端、计量芯片IC1的第十三引脚、电容C1的一端，所述电阻R10的另一端、电容C1的另一端均接地，所述电压采样电路还包括额定电压UN，所述额定电压UN的输出端连接磁珠电感L1的一端，所述磁珠电感L1的另一端接地，所述计量芯片U1的型号为V9203。

如图4和图5所示，数据存储模块为EEPROM存储器U6，所述EEPROM存储器U6由型号为MB85RC16的存储芯片构成的数据存储模块，所述数据存储模块U6的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚均接地，数据存储模块U6的第八引脚连接高电平，数据存储模块U6的第七引脚连接主控模块U2的第三十一引脚，数据存储模块U6的第六引脚连接主控模块U2的第三十二引脚，数据存储模块U6的第五引脚连接主控模块U2的第三十三引脚。

根据以上实施例，本实用新型数码多功能电能表电路通过数码管显示模块采用集成式驱动芯片，电能表上的LED屏幕能有效的显示电能参数，相比之前的三极管显示驱动，实现了电路简单可靠、抗干扰强的优点，通过信号采集模块上的电流采样电路采用高精度电流互感器，互感器体积大了，采样的精度更高了，相比之前的电流互感器，实现了小信号的测量更加精确的优点，通过数据存储模块采用EEPROM存储器，使得存储器可擦写次数增多，可以做到电能变化一次就保存一次，相比之前的存储器，实现了掉电数据存储的优点，另外，还通过电源模块采用大功率开关电源，达到了抵御群脉冲、静电、浪涌等电网干扰的问题，以保证系统的稳定。

当然除了上述实施例外，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型实质技术方案内容的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，且这些改变或变形和本专利中的技术方案是等同的，则这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种数码多功能电能表电路，其特征在于：包括信号采集模块，用于采集模拟输入的电流和电压信号，在将输入的模拟信号由计量芯片转化成数字信号；

变送模块，用于将输入的大电流信号转化成标准信号；

按键模块，用于查看参数及输入设置信号；

主控模块，将信号采集模块输出的数字信号进行处理；

数码管显示模块，将主控模块处理好的数据参数进行显示；

数据存储模块，将主控模块处理好的数据参数进行存储；

电能脉冲模块，用于输出电能脉冲；

开关量控制模块，用于开关控制；

报警模块，用于发出电路异常警告信息；

通信模块，用于与外部其他设备的通信；

电源模块，用于为上述各个模块提供工作电压；

所述信号采集模块的输出端、变送模块的输出端、按键模块的输出端分别连接主控模块的输入端，所述主控模块的输出端分别连接数码管显示模块的输入端、电能脉冲模块的输入端、报警模块的输入端，所述通信模块、数据存储模块、开关量控制模块分别与主控模块电连接，所述信号采集模块的输出端还连接变送模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的数码多功能电能表电路，其特征在于：所述数码管显示模块包括驱动芯片U3、数码管LED1，所述驱动芯片U3的型号为TA6932,所述数码管LED1连接驱动芯片U3驱动显示。

3.根据权利要求1所述的数码多功能电能表电路，其特征在于：所述信号采集模块包括采样模块、计量芯片U1，所述采样模块包括电流采样电路、电压采样电路，所述电流采样电路采用高精度电流互感器，所述计量芯片U1的型号为V9203。

4.根据权利要求1所述的数码多功能电能表电路，其特征在于：所述数据存储模块为EEPROM存储器U6，所述EEPROM存储器U6由型号为MB85RC16的存储芯片构成的数据存储模块。

5.根据权利要求1所述的数码多功能电能表电路，其特征在于：所述主控模块的型号为STM32F030。

6.根据权利要求1所述的数码多功能电能表电路，其特征在于：所述电源模块为大功率开关电源，所述大功率开关电源输出电流高达5V2A。

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