CN217846453U - 一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表 - Google Patents

Abstract

本方案提供了一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表，包括电能表外壳及内部电路，电能表外壳上具有485安装区、电源安装区和费率检测安装区，电源安装区用于可拆卸安装电源模块，485安装区用于可拆卸安装RS485模块，费率检测安装区用于可拆卸安装费率开关检测模块，且电源安装区具有连接于内部电路的电源接口，485安装区中具有连接于主控MCU的485接口，费率检测安装区中具有连接于主控MCU的费率检测接口，费率开关检测模块包括切换开关。本方案能够通过模块差异化能够衍生出多款不同功能的三相电能表，对生消费者而言，可以满足不同场景的需求。对于生产者而言，简化了研发成本和生产工序。

Description

一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表

技术领域

本实用新型属于电能表领域，尤其是涉及一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表。

背景技术

随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高。工业、住房、学校、市场等各种行业对电能表种类和需求越来越多样化，企业对电能表研发种类和型号也越来越多，投入的研发经费和人力也随之增大。

电能表主要有单相电能表和三相电能表，目前使用较多的有单相导轨式电能表和三相导轨式电能表。其中三相导轨式电能表，目前市场上具有多种类型，如带继电器类型、不带继电器类型、带电池类型、不带电池类型、带RS485类型、不带RS485通讯类型等，各类型电能表之间相互独立，厂家必须根据各种类型电能表的市场需求来生产相应类型的电能表，很容易出现一种电能表供应过多，一种电能表供应不足的问题，若能够通过简单地RS485模块拆装即可实现各种类型电能表的转换将在很大程度上避免前述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表，包括电能表外壳及位于电能表外壳内的内部电路：主控MCU，连接于所述主控MCU的电力采样电路、数据存储模块、LCD显示模块、脉冲输出端子和指示灯，所述的电能表外壳上具有485安装区、电源安装区和费率检测安装区，所述的电源安装区用于可拆卸安装电源模块，485安装区用于可拆卸安装RS485模块，费率检测安装区用于可拆卸安装费率开关检测模块，且所述的电源安装区具有连接于内部电路的电源接口，安装于电源安装区的电源模块通过所述的电源接口为内部电路供电，所述的485安装区中具有连接于主控MCU的485接口，安装于485安装区中的RS485模块通过所述的485接口与主控MCU通讯，所述的费率检测安装区中具有连接于主控MCU的费率检测接口，所述的费率开关检测模块包括切换开关，主控MCU通过费率检测接口获取安装在费率检测安装区中费率开关检测模块切换开关的开关状态。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述主控MCU的端口RXD5、端口TXD5、端口R/D分别连接于所述的485接口；

所述主控MCU的端口SWITCH_IN连接于所述的费率检测接口。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的电能表外壳上还具有继电器安装区，继电器安装区用于可拆卸安装继电器模块，所述的继电器模块包括两个继电器，继电器安装区中具有两个继电器接口和开关接口，两个继电器接口均连接于所述的主控MCU，主控MCU通过继电器接口控制安装在继电器安装区中的相应继电器通断，一个开关接口串联在L1及L2所在线路，另一个开关接口串联在L3所在线路，安装在继电器安装区的两个继电器的常开开关分别连接至两个开关接口，通过控制常开开关的通断控制相应线路L1、L2、L3的通断。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的继电器模块还包括与两个继电器对应的两个继电器通断检测电路，安装在继电器安装区的继电器通断检测电路的输出端通过相应的继电器接口连接至主控MCU，输入端连接于相应常开开关远离相应线路进线端的一端以将继电器通断信号发送给主控MCU。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的485安装区与费率检测安装区集成于同一安装区内，且费率开关检测模块集成至RS485模块中，集成安装区用于根据用户选择安装集成有费率开关检测模块的RS485模块或安装未集成费率开关检测模块的RS485模块。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的485安装区、费率检测安装区、继电器安装区集成于同一安装区内，且费率开关检测模块、继电器模块集成至RS485模块中，集成区域用于根据用户选择安装集成有费率开关检测模块的RS485模块，或安装集成有费率开关检测模块、继电器模块的RS485模块，或安装集成有继电器模块的RS485模块，或安装未集成费率开关检测模块和继电器模块的RS485模块。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的电源模块为具有外部电源接口的无电池电源模块或为无/有外部电源接口的带电池电源模块，所述的电源安装区用于供用户选择安装无电池电源模块或带电池电源模块。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的无电池电源模块和带电池电源模块具有相同的模块外壳以适用于同一电源安装区。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的电力采样电路包括计量MCU和采样电路，且所述的采样电路通过隔离电路连接于所述的计量MCU，所述的计量MCU连接于所述的主控MCU。

在上述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表中，所述的电能表外壳上还嵌设有触摸按键，且所述的触摸按键连接于所述的主控MCU。

本实用新型的优点在于：通过模块差异化能够衍生出多款不同功能的三相电能表，如通过更改个别模块可以有带RS485带费率带电池版类型A、带RS485带费率开关输入带电池版类型B、带RS485无费率无电池版类型C、带RS485带费率开关输入无电池版类型D、普通版无RS485无费率无电池版本类型E、带RS485带费率带电池带继电器版类型A1、带RS485带费率开关输入带电池带继电器版类型B1、带RS485无费率无电池带继电器版类型C1、带RS485带费率开关输入无电池带继电器版类型D1九种类型。对生消费者而言，可以满足不同场景的需求。对于生产者而言，简化了研发成本和生产工序。

附图说明

图1为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中电能表的电路结构框图；

图2为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中主控MCU的电路图；

图3为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中数据存储模块的电路图；

图4为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中脉冲输出端子的电路图；

图5为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中LCD显示模块的电路图；

图6为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中电能表的示意图；

图7为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中RS485模块的电路图；

图8为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中费率开关检测模块的电路图；

图9为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中继电器控制和检测电路图；

图10为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中计量采样电路的电路图；

图11为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中隔离电路的电路图；

图12为本实用新型基于系列化的三相导轨式多功能电能表中触摸按键电路的电路图。

附图标记：电能表外壳1；485安装区11；电源安装区12；电源接口13；费率检测安装区14；485接口15；费率检测接口16；继电器安装区17；继电器接口18；开关接口19；电力采样电路2；数据存储模块3；LCD显示模块4；电源模块5；无电池电源模块51；带电池电源模块52；RS485模块6；费率开关检测模块7；脉冲输出端子8；继电器模块9；指示灯10。

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。

如图1-5所示，本实施例公开了一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表，包括电能表外壳1及位于电能表外壳1内的内部电路：主控MCU，连接于主控MCU的电力采样电路2、数据存储模块3、LCD显示模块4、脉冲输出端子8和指示灯10，当然LCD显示模块4、脉冲输出端子8和指示灯10等内部电路需要裸露的部分嵌设在电能表外壳1上以使用户能够看到或用到，如LCD显示模块4的显示屏嵌设在电能表外壳1上。

特别地，如图6所示，电能表外壳1上具有485安装区11、电源安装区12和费率检测安装区14，电源安装区12用于可拆卸安装电源模块5，485安装区11用于可拆卸安装RS485模块6，费率检测安装区14用于可拆卸安装费率开关检测模块7，且电源安装区12具有连接于内部电路的电源接口13，安装于电源安装区12的电源模块5通过电源接口13为内部电路供电，485安装区11中具有连接于主控MCU的485接口15，安装于485安装区11中的RS485模块6通过485接口15与主控MCU通讯，费率检测安装区14中具有连接于主控MCU的费率检测接口16，费率开关检测模块7包括切换开关，主控MCU通过费率检测接口16获取安装在费率检测安装区14中费率开关检测模块7切换开关的开关状态。RS485模块6、费率开关检测模块7的电路图如图7和图8所示。

电源模块5为具有外部电源接口的无电池电源模块51或为无/有外部电源接口的带电池电源模块52，电源安装区12用于供用户选择安装无电池电源模块51或带电池电源模块52。无电池电源模块51和带电池电源模块52具有相同的模块外壳以适用于同一电源安装区12。与一般电源模块一样，无电池电源模块51和带电池电源模块52内部均具有用于将电源电压转换为内部电路所需电压的电源转换电路，具体电源电路结构不在此赘述。用户可以选择安装带电池电源模块52，也可以选择无电池电源模块51，当选择安装带电池电源模块52时，带电池电源模块52内部的电源转换电路将电池电压转换为电能表内部电路需要的电压为电能表供电，可以不外接电源，电池电量耗完时，更换带电池电源模块52中的电池或更换带电池电源模块52即可。当选择无电池电源模块51时，需要通过外部电源接口接入外部电源，一般为市电电源，此处为三相电源，无电池电源模块51对接入的电源进行整流以及电压转换等处理后提供给内部电路。

进一步地，电能表外壳1上还具有继电器安装区17，继电器安装区17用于可拆卸安装继电器模块9，继电器模块9包括两个继电器，继电器安装区17中具有两个继电器接口18和开关接口19，两个继电器接口18均连接于主控MCU，主控MCU通过继电器接口18控制安装在继电器安装区17中的相应继电器通断，梁凯开关接口19中的一个开关接口19串联在进线L1及L2所在线路，另一个开关接口19串联在L3所在线路，安装在继电器安装区17的两个继电器的常开开关分别连接至两个开关接口19，主控MCU通过控制继电器通断控制常开开关的通断，进而控制相应线路L1、L2、L3的通断，当L1对应的常开开关断开时，L1所在线路断开，同样地，当L2对应的常开开关断开时，L2所在线路断开，当L3对应的常开开关断开时，L3所在线路断开。当用户选择无继电器类型的电能表时，即不安装继电器时，可以用常闭开关或直通导线安装在开关接口19处以将L1、L2、L3线路闭合。

进一步地，继电器模块9还包括与两个继电器对应的两个继电器通断检测电路，安装在继电器安装区17的继电器通断检测电路的输出端通过相应的继电器接口18连接至主控MCU，输入端连接于相应常开开关远离相应线路进线端的一端以将继电器通断信号发送给主控MCU。图9为继电器控制和检测电路，即图中左侧为继电器通断检测电路，右侧为继电器控制电路。

具体地，主控MCU的端口RXD5、端口TXD5、端口R/D分别连接于485接口15，电源接口13可以连接于485接口15以由电源模块5为接入的RS485模块6供电，即485电路图中的V485、G485连接电源模块5。

主控MCU的端口SWITCH_IN连接于费率检测接口16。电源接口13可以连接于费率检测接口16以由电源模块5为接入的费率开关检测模块7供电，即费率开关检测模块的电路图中的V485、V3P3A连接电源模块5。

主控MCU的端口KEY+、KEY-、JC1、JC2连接于继电器接口18，电源接口13可以连接于继电器接口18以由电源模块5为接入的继电器供电，即继电器控制电路的VIN1连接电源模块5，继电器通断检测电路的V3P3A连接电源模块5。另外，继电器通断检测电路的A-OUT、B-OUT、C-OUT分别连接计量采样电路图中的A-OUT、B-OUT、C-OUT，即L1、L2、L3、对应的线路A、线路B、线路C。

具体地，电能表外壳1上可以具有三个安装区，485安装区11、费率检测安装区14、继电器安装区17分别单独一个安装区，用户根据需要安装其中的一个、两个或全部安装，或全部不安装即可实现通过更换硬件模块得到不同类型的电能表。或者，电能表外壳1上可以具有两个安装区，485安装区11与费率检测安装区14集成于同一安装区内，且费率开关检测模块7集成至RS485模块6中，用户可以根据需要在集成安装区安装集成有费率开关检测模块7的RS485模块6或未集成费率开关检测模块7的RS485模块6，然后根据需要选择是否在继电器安装区17安装继电器模块9。从而实现通过更换硬件模块得到不同类型的电能表。或者，电能表外壳1上仅有一个安装区，485安装区11、费率检测安装区14、继电器安装区17集成于同一安装区内，且费率开关检测模块7、继电器模块9集成至RS485模块6中。用户可以根据需要选择不安装模块，或者选择安装集成有费率开关检测模块7的RS485模块6，或安装集成有费率开关检测模块7、继电器模块9的RS485模块6，或安装集成有继电器模块9的RS485模块6，或安装未集成费率开关检测模块7和继电器模块9的RS485模块6等来实现通过更换硬件模块得到不同类型的电能表。

具体地，如图10、图11所示，本实施例的电力采样电路2包括计量MCU和采样电路，且采样电路通过隔离电路连接于计量MCU，计量MCU连接于主控MCU。

另外，如图12所示，电能表外壳1上还嵌设有触摸按键，且触摸按键连接于主控MCU，用于供用户进行控制操作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。实施例中仅给出部分电路图，其余未给出电路与现有技术相同或类似，直接使用现有技术即可，不影响本领域技术人员对本方案的理解。另外，电路图以将必要的连接关系示出，故上述未对所有连接进行描述，本领域技术人员应当知道电路电学领域的电路图画图方式，即电路与电路之间通过标注相同的标识来表明两端相连。

尽管本文较多地使用了电能表外壳1；485安装区11；电源安装区12；电源接口13；费率检测安装区14；485接口15；费率检测接口16；继电器安装区17；继电器接口18；电力采样电路2；数据存储模块3；LCD显示模块4；电源模块5；无电池电源模块51；带电池电源模块52；RS485模块6；费率开关检测模块7；脉冲输出端子8；继电器模块9；指示灯10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于系列化的三相导轨式多功能电能表，包括电能表外壳(1)及位于电能表外壳(1)内的内部电路：主控MCU，连接于所述主控MCU的电力采样电路(2)、数据存储模块(3)、LCD显示模块(4)、脉冲输出端子(8)和指示灯(10)，其特征在于，所述的电能表外壳(1)上具有485安装区(11)、电源安装区(12)和费率检测安装区(14)，所述的电源安装区(12)用于可拆卸安装电源模块(5)，485安装区(11)用于可拆卸安装RS485模块(6)，费率检测安装区(14)用于可拆卸安装费率开关检测模块(7)，且所述的电源安装区(12)具有连接于内部电路的电源接口(13)，安装于电源安装区(12)的电源模块(5)通过所述的电源接口(13)为内部电路供电，所述的485安装区(11)中具有连接于主控MCU的485接口(15)，安装于485安装区(11)中的RS485模块(6)通过所述的485接口(15)与主控MCU通讯，所述的费率检测安装区(14)中具有连接于主控MCU的费率检测接口(16)，所述的费率开关检测模块(7)包括切换开关，主控MCU通过费率检测接口(16)获取安装在费率检测安装区(14)中费率开关检测模块(7)切换开关的开关状态。

2.根据权利要求1所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述主控MCU的端口RXD5、端口TXD5、端口R/D分别连接于所述的485接口(15)；

所述主控MCU的端口SWITCH_IN连接于所述的费率检测接口(16)。

3.根据权利要求1所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的电能表外壳(1)上还具有继电器安装区(17)，继电器安装区(17)用于可拆卸安装继电器模块(9)，所述的继电器模块(9)包括两个继电器，继电器安装区(17)中具有两个继电器接口(18)和开关接口(19)，两个继电器接口(18)均连接于所述的主控MCU，主控MCU通过继电器接口(18)控制安装在继电器安装区(17)中的相应继电器通断，一个开关接口(19)串联在L1及L2所在线路，另一个开关接口(19)串联在L3所在线路，安装在继电器安装区(17)的两个继电器的常开开关分别连接至两个开关接口(19)，通过控制常开开关的通断控制相应线路L1、L2、L3的通断。

4.根据权利要求3所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的继电器模块(9)还包括与两个继电器对应的两个继电器通断检测电路，安装在继电器安装区(17)的继电器通断检测电路的输出端通过相应的继电器接口(18)连接至主控MCU，输入端连接于相应常开开关远离相应线路进线端的一端以将继电器通断信号发送给主控MCU。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的485安装区(11)与费率检测安装区(14)集成于同一安装区内，且费率开关检测模块(7)集成至RS485模块(6)中，集成安装区用于根据用户选择安装集成有费率开关检测模块(7)的RS485模块(6)或安装未集成费率开关检测模块(7)的RS485模块(6)。

6.根据权利要求4所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的485安装区(11)、费率检测安装区(14)、继电器安装区(17)集成于同一安装区内，且费率开关检测模块(7)、继电器模块(9)集成至RS485模块(6)中，集成区域用于根据用户选择安装集成有费率开关检测模块(7)的RS485模块(6)，或安装集成有费率开关检测模块(7)、继电器模块(9)的RS485模块(6)，或安装集成有继电器模块(9)的RS485模块(6)，或安装未集成费率开关检测模块(7)和继电器模块(9)的RS485模块(6)。

7.根据权利要求1所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的电源模块(5)为具有外部电源接口的无电池电源模块(51)或为无/有外部电源接口的带电池电源模块(52)，所述的电源安装区(12)用于供用户选择安装无电池电源模块(51)或带电池电源模块(52)。

8.根据权利要求7所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的无电池电源模块(51)和带电池电源模块(52)具有相同的模块外壳以适用于同一电源安装区(12)。

9.根据权利要求1所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的电力采样电路(2)包括计量MCU和采样电路，且所述的采样电路通过隔离电路连接于所述的计量MCU，所述的计量MCU连接于所述的主控MCU。

10.根据权利要求1所述的基于系列化的三相导轨式多功能电能表，其特征在于，所述的电能表外壳(1)上还嵌设有触摸按键，且所述的触摸按键连接于所述的主控MCU。

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