CN216526026U - 一种家电计量装置及智能家电 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种家电计量装置及智能家电，包括：相互连接的采样电路21和计量芯片22；采样电路21连接在家电设备的供电端，用于采集家电设备的电压信号与电流信号并发送至计量芯片22；计量芯片22与家电设备的家电主控板23通讯连接，并通过家电主控板23供电；计量芯片22，用于发送家电设备的计量结果至家电主控板23。本申请为每个家电设备中增加采样电路21和计量芯片22，用于对家电设备单独进行能耗计量，计量芯片22发送计量结果至家电设备中自带的家电主控板23，由家电主控板23配合其它电路完成最后的计量结果显示至用户的过程，只需增设采样电路21与计量芯片22便可以完成整个计量与显示的过程，充分利用现有电路，对电路改动小、体积小且成本低。

Description

一种家电计量装置及智能家电

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种家电计量装置及智能家电。

背景技术

目前，用电设备没有单独的能耗监测装置，家庭或者企业的能耗都是通过电能表对整个家庭或者企业的总能耗进行记录。在对能耗要求越来要高的新时代环境下，对各用电设备的用电监控要求也越来越高，早前的用电设备对能耗的监控无法满足时代的发展，也无法通过任何手段对单个用电设备是否在正常的能耗下工作进行监控。

为此，需要一种能够对单个家电进行计量的家电计量装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种家电计量装置及智能家电，够对单个家电进行能耗计量。其具体方案如下：

一种家电计量装置，包括：相互连接的采样电路21和计量芯片22；

所述采样电路21连接在家电设备的供电端，用于采集所述家电设备的电压信号与电流信号并发送至所述计量芯片22；

所述计量芯片22与所述家电设备的家电主控板23通讯连接，并通过所述家电主控板23供电；

所述计量芯片22，用于发送所述家电设备的计量结果至所述家电主控板23。

可选的，所述计量芯片22与采样电路21之间通过隔离电路25连接。

可选的，所述采样电路21，包括电流采样电路211和电压采样电路212；

所述电流采样电路211一端与火线L连接，另一端与所述家电设备的内部设备24的供电端连接，所述电流采样电路211的输出端与所述计量芯片22连接；

所述电压采样电路212的一端连接所述火线L，另一端连接零线N，输出端连接所述计量芯片22。

可选的，所述计量芯片22通过DC-DC电源隔离模块26与所述家电主控板23的供电输出端连接。

可选的，所述计量芯片22的通讯端通过光耦27与所述家电主控板23的通讯端连接。

可选的，还包括跨接在所述火线L与所述零线N之间的保护电路28。

可选的，还包括与所述计量芯片22连接的电/光脉冲电路29。

本实用新型还公开了一种智能家电，包括家电主控板23、内部设备24和如前述的家电计量装置；

所述家电主控板23分别与火线L和零线N连接，所述家电主控板23与所述内部设备24连接，所述内部设备24的接地端连接零线N，所述内部设备24的供电端与所述家电计量装置中的采样电路21连接。

可选的，还包括：与所述家电主控板23连接的无线通信模块30。

可选的，还包括：与所述家电主控板23连接的显示器。

本实用新型中，家电计量装置，包括：相互连接的采样电路21和计量芯片22；采样电路21连接在家电设备的供电端，用于采集家电设备的电压信号与电流信号并发送至计量芯片22；计量芯片22与家电设备的家电主控板23通讯连接，并通过家电主控板23供电；计量芯片22，用于发送家电设备的计量结果至家电主控板23。

本实用新型为每个家电设备中增加采样电路21和计量芯片22，用于对家电设备单独进行能耗计量，采样电路21将家电设备耗能所需的电流信号与电压信号反馈至计量芯片22，计量芯片22生成计量结果后，发送计量结果至家电设备中自带的家电主控板23，由家电主控板23配合其它电路完成最后的计量结果显示至用户的过程，只需增设采样电路21与计量芯片22便可以完成整个计量与显示的过程，充分利用现有电路，对电路改动小、体积小且成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种家电计量装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的另一种家电计量装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的一种智能家电以及其中家电计量装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

本实用新型实施例公开了一种家电计量装置，参见图1所示，该装置包括相互连接的采样电路21和计量芯片22；

采样电路21连接在家电设备的供电端，用于采集家电设备的电压信号与电流信号并发送至计量芯片22；

计量芯片22与家电设备的家电主控板23通讯连接，并通过家电主控板23供电；

计量芯片22，用于发送家电设备的计量结果至家电主控板23。

具体的，为了实现对家电能耗的计量，在家电中增加采样电路21与计量芯片22，采样电路21接入家电主要耗电来源内部设备24的供电端，采集内部设备24运行期间的电压信号和电流信号，并将电压信号和电流信号发送至计量芯片22，计量芯片22可以根据采样电路21发送的电压信号和电流信号得出内部设备24的用电功率、推测出工作状态等，并能够累计家电设备的用电电量，从而实现对家电设备能耗的计量。

进一步的，计量芯片22与家电主控板23通讯连接，计量芯片22可以将计量结果传输至家电主控板23，并可以由家电主控板23将计量结果显示至家电设备自带的显示器上，供用户查看，或者家电主控板23可以将计量结果通过与其连接的家电设备自带的通讯模块，将计量结果传输至用户终端上，例如，通过无线模块将计量结果发送至用户手机上，从而完成最终的显示过程，可见，通过利用家电设备已有的家电主控板23和其它已有电路可以完成计量后对计量结果的显示过程，而不再需要为计量电路设置额外的显示电路，节省了电路成本，以及体积，充分利用了现有家电设备中的电路器件。

其中，计量芯片22可以为全SOC的MCU，计量芯片22可以集成计量采集功能、MCU功能、RTC(实时时钟)、测温、掉电检测功能、flash存储等功能与一身，高度集成化的芯片简化外围电路，提高电路可靠性。.

其中，家电主控板23能实时从计量芯片22中读取计量结果，并定时存储智能家电的用电功率和累计用电量，记录智能家电的功率曲线。家电主控板23还可通过抄读回来的计量结果，可判断家电设备是否在正常工作状态之内，知晓家电设备工作在多少额定功率状态之下，以此来判断家电设备工作是否安全。上述功能的实现不用对现有家电主控板23进行硬件电路升级，均可以通过改进家电主控板23的软件实现。当然，如果在实际使用中家电主控板23与计量芯片22的存空间不够，还可以额外增加存储装置存储计量结果以及其它计量相关数据。

可见，本实用新型实施例为每个家电设备中增加采样电路21和计量芯片22，用于对家电设备单独进行能耗计量，采样电路21将家电设备耗能所需的电流信号与电压信号反馈至计量芯片22，计量芯片22生成计量结果后，发送计量结果至家电设备中自带的家电主控板23，由家电主控板23配合其它电路完成最后的计量结果显示至用户的过程，只需增设采样电路21与计量芯片22便可以完成整个计量与显示的过程，充分利用现有电路，对电路改动小、体积小且成本低。

进一步的，本实用新型实施例还公开了一种家电计量装置，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参见图3所示，具体的：

具体的，上述采样电路21，可以具体包括电流采样电路211和电压采样电路212；

电流采样电路211一端与火线L连接，另一端与家电设备的内部设备24的供电端连接，电流采样电路211的输出端与计量芯片22连接。

具体的，电流采样电路211相当于串联进了内部设备24的供电线路，从而实现采样家电设备的电流。

电压采样电路212的一端连接火线L，另一端连接零线N，输出端连接计量芯片22。

具体的，电压采样电路212跨接在家电设备的供电端的火线L与零线N两侧，采样家电设备的电压信号。

具体的，由于采样电路21直接连接火线L，因此，采样电路21、计量芯片22与家电主控板23之间又依次相连，而家电主控板23又是工作在低压环境。为了保护家电主控板23，避免高压电路对低压电路的损害，参见图2所示，可以在采样电路21与计量芯片22之间设置相应的隔离电路25，将计量芯片22与采样电路21之间通过隔离电路25连接，避免强电电路对弱电电路的影响，保证电路安全可靠。

进一步的，采样电路21中的电流采样电路211与电压采样电路212可以分别通过对应的隔离电路25与计量芯片22端连接，实现强弱电隔离。

具体的，还可以采用另外一种强弱电隔离方法，上述计量芯片22可以通过DC-DC电源隔离模块26与家电主控板23的供电输出端连接实现与家电主控板23的隔离，通过将计量芯片22与采样电路21一同划分至高压侧，在计量芯片22与家电主控板23之间设置DC-DC电源隔离模块26实现强弱电隔离。其中，1表示计量芯片22的电源线，2表示计量芯片22的地线，5表示家电主控板23的电源线，6表示家电主控板23的地线。

具体的，由于计量芯片22还与家电主控板23通讯连接，因此，如果只是在计量芯片22与家电主控板23之间的供电端进行隔离，那么计量芯片22与家电主控板23的通讯线路也需要进行强弱电隔离，才能够确保家电主控板23的安全，为此，计量芯片22的通讯端可以通过光耦27与家电主控板23的通讯端连接。其中，3表示计量芯片22的UART数据发送线路，4表示计量芯片22的UART数据接收线路，7表示家电主控板23的UART数据接收线路，8表示家电主控板23的UART数据发送线路。

具体的，为了进一步的提升电路的安全性，还可以包括跨接在火线L与零线N之间的保护电路28，保护电路28中可以包括保险丝、压敏电阻等保护器件，以保护后端电路避免雷击浪涌等能量冲击损坏。

具体的，还可以包括与计量芯片22连接的电/光脉冲电路29，以使维护人员能够根据电/光脉冲电路29判断计量芯片22的计量结果是否准确。

此外，本实用新型实施例还公开了一种智能家电，参见图3所示，包括家电主控板23、内部设备24和如前述的家电计量装置31；

家电主控板23分别与火线L和零线N连接，家电主控板23与内部设备24连接，内部设备24的接地端连接零线N，内部设备24的供电端与家电计量装置31中的采样电路21连接。

具体的，家电主控板23单独连接火线L与零线N直接从火线L与零线N上得电，由于家电主控板23相对于内部设备24的耗电十分少，可以忽略不计，因此，计量电路中的电流采样电路211只需采样流经内部设备24的电流即可，即相当于采样了整个家电设备的电流。

具体的，还可以包括：与家电主控板23连接的无线通信模块30，家电主控板23可以通过无线通信模块30发送计量结果至用户终端。

具体的，还可以包括：与家电主控板23连接的显示器，家电主控板23可以在显示器上生成计量结果并显示，以便用户查看。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种家电计量装置，其特征在于，包括：相互连接的采样电路(21)和计量芯片(22)；

所述采样电路(21)连接在家电设备的供电端，用于采集所述家电设备的电压信号与电流信号并发送至所述计量芯片(22)；

所述计量芯片(22)与所述家电设备的家电主控板(23)通讯连接，并通过所述家电主控板(23)供电；

所述计量芯片(22)，用于发送所述家电设备的计量结果至所述家电主控板(23)。

2.根据权利要求1所述的家电计量装置，其特征在于，所述计量芯片(22)与采样电路(21)之间通过隔离电路(25)连接。

3.根据权利要求1所述的家电计量装置，其特征在于，所述采样电路(21)，包括电流采样电路(211)和电压采样电路(212)；

所述电流采样电路(211)一端与火线L连接，另一端与所述家电设备的内部设备(24)的供电端连接，所述电流采样电路(211)的输出端与所述计量芯片(22)连接；

所述电压采样电路(212)的一端连接所述火线L，另一端连接零线N，输出端连接所述计量芯片(22)。

4.根据权利要求1所述的家电计量装置，其特征在于，所述计量芯片(22)通过DC-DC电源隔离模块(26)与所述家电主控板(23)的供电输出端连接。

5.根据权利要求4所述的家电计量装置，其特征在于，所述计量芯片(22)的通讯端通过光耦(27)与所述家电主控板(23)的通讯端连接。

6.根据权利要求3所述的家电计量装置，其特征在于，还包括跨接在所述火线L与所述零线N之间的保护电路(28)。

7.根据权利要求1所述的家电计量装置，其特征在于，还包括与所述计量芯片(22)连接的电/光脉冲电路(29)。

8.一种智能家电，其特征在于，包括家电主控板(23)、内部设备(24)和如权利要求1至7任一项所述的家电计量装置；

所述家电主控板(23)分别与火线L和零线N连接，所述家电主控板(23)与所述内部设备(24)连接，所述内部设备(24)的接地端连接零线N，所述内部设备(24)的供电端与所述家电计量装置中的采样电路(21)连接。

9.根据权利要求8所述的智能家电，其特征在于，还包括：与所述家电主控板(23)连接的无线通信模块(30)。

10.根据权利要求8所述的智能家电，其特征在于，还包括：与所述家电主控板(23)连接的显示器。

Images