CN218917503U - 一种带两路计量单相智能电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带两路计量单相智能电能表，包括：电能表本体及内部电路；电能表本体设置四个接线端口，接线端1号接输入火线，接线端2号接带控制第一路输出端口，接线端3号接第二路输出端口，接线端4号接零线；内部电路包括：第一采样电路、第二采样电路，计量芯片、磁保持继电器及控制电路；磁保持继电器用于受控制电路控制第一路输出回路的通断。本实用新型通过两路输出用于独立计量与控制，不仅能实现不同用电设备分开使用电能计量功能，还能对有通断电要求的用电设备进行控制功能扩展。本实用新型仅需安装一个电能表，成本低、便于维护，可以满足院校用电要求，方便院校安全规范管理。

Description

一种带两路计量单相智能电能表

技术领域

本实用新型涉及电能表技术领域，涉及一种带两路计量单相智能电能表。

背景技术

目前，智能电能表具有电能计量、数据处理、实时监测、远程控制、信息交互的功能，广泛适用于学校宿舍，满足宿舍对空调、插座及照明的用电计量控制要求。

然而，现有的常规智能电能表，安装一个电能表，断电时电器全部都会断电，导致有特殊用电需求的电器不能正常用电，如空调，夏季时断电后不能正常运行，给学生休息造成影响；并且，有的插座还有控制通断电要求。因此，安装一个电能表不能满足用户用电需求以及用电设备插座控制通断电的要求，无法实现学校安全节能的目标。此外，现有技术通过安装两个电能表的办法来满足用户要求，但存在安装成本高、维护复杂的问题，不能有效解决安全节能与用电需求之间的矛盾。

实用新型内容

因此，本实用新型为了克服安装一个电能表不能满足用户用电需求以及两个电能表存在安装成本高、维护复杂的问题，提供了一种带两路计量单相智能电能表，不仅能实现不同用电设备分开使用电能计量功能，还能对有通断电要求的用电设备进行控制功能扩展，安装成本低且便于维护，有效解决了安全节能与用电需求之间的矛盾。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种带两路计量单相智能电能表，包括：

电能表本体及内部电路；

电能表本体，设置四个接线端口，接线端1号接输入火线，接线端2号接带控制第一路输出端口，接线端3号接第二路输出端口，接线端4号接零线；

内部电路，包括：第一采样电路、第二采样电路，计量芯片、磁保持继电器及控制电路；

磁保持继电器，一端与第一路输出端口相连，另一端与控制电路相连，用于受控制电路控制第一路输出回路的通断；

第一采样电路，一端与磁保持继电器相连，另一端与计量芯片相连；

第二采样电路，一端与第二路输出端口相连，另一端与计量芯片相连；

计量芯片与控制电路相连，用于分别对第一采样电路、第二采样电路进行电能计量。

可选地，第一采样电路和第二采样电路，均包括：电流采样电路和电压采样电路。

可选地，控制电路包括FM3318芯片，芯片内置高精度时钟，用于输出时钟精度。

可选地，还包括，电源电路，与控制电路相连，用于给电能表提供电源。

可选地，还包括，指示电路，与控制电路相连，用于对电能表的正常或异常工作状态进行指示。

可选地，还包括，通信电路，包括：RS485通信电路、红外通信电路及载波通信电路，分别与控制电路相连，用于电能表不同方式通信。

可选地，还包括：稳压电路，与控制电路相连，用于对电源电路整流稳压，输出稳定电源。

可选地，还包括：存储电路，与控制电路相连，用于存储电能表的测量数据。

可选地，还包括：电池电路，与控制电路相连，用于给电能表提供备用电源。

可选地，计量芯片为RN8209C。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供的一种带两路计量单相智能电能表，包括：电能表本体及内部电路；电能表本体设置四个接线端口，接线端1号接输入火线，接线端2号接带控制第一路输出端口，接线端3号接第二路输出端口，接线端4号接零线；内部电路包括：第一采样电路、第二采样电路，计量芯片、磁保持继电器及控制电路；磁保持继电器用于受控制电路控制第一路输出回路的通断。本实用新型通过两路输出用于独立计量与控制，不仅能实现不同用电设备分开使用电能计量功能，还能对有通断电要求的用电设备进行控制功能扩展。本实用新型仅需安装一个电能表，成本低、便于维护，可以满足院校用电要求，方便院校安全规范管理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1本实用新型实施例中提供的带两路计量单相智能电能表的结构示意图；

图2本实用新型实施例中提供的带两路计量单相智能电能表一个具体的结构示意图；

图3本实用新型实施例中提供的磁保持继电器检测电路的原理图；

图4本实用新型实施例中提供的磁保持继电器驱动电路的原理图；

图5本实用新型实施例中提供的RN8209C芯片的电路结构原理图；

图6本实用新型实施例中提供的带两路计量单相智能电能表的内部电路原理图；

图7本实用新型实施例中提供的载波模块电源的电路原理图；

图8本实用新型实施例中提供的电能表电源的电路原理图；

图9本实用新型实施例中提供的电池电路的原理图；

图10本实用新型实施例中提供的指示电路的原理图；

图11本实用新型实施例中提供的显示电路的原理图；

图12本实用新型实施例中提供的RS485通信电路的原理图；

图13本实用新型实施例中提供的红外通信电路的原理图；

图14本实用新型实施例中提供的载波模块扩展电路的原理图；

图15本实用新型实施例中提供的存储电路的原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本实用新型实施例提供一种带两路计量单相智能电能表，如图1所示，包括：电能表本体及内部电路；

电能表本体，设置四个接线端口，接线端1号接输入火线，接线端2号接带控制第一路输出端口，接线端3号接第二路输出端口，接线端4号接零线；

内部电路，包括：第一采样电路、第二采样电路，计量芯片、磁保持继电器及控制电路；

磁保持继电器，一端与第一路输出端口相连，另一端与控制电路相连，用于受控制电路控制第一路输出回路的通断；

第一采样电路，一端与磁保持继电器相连，另一端与计量芯片相连；

第二采样电路，一端与第二路输出端口相连，另一端与计量芯片相连；

计量芯片与控制电路相连，用于分别对第一采样电路、第二采样电路进行电能计量。

本实施例中提供的一种带两路计量单相智能电能表，如图2所示，首先对电能表接线输入输出进行改造，使其满足用户的用电需求，电能表输入输出端包括：四个接线端，电能表输入火线从接线端1号接入，接线端2号输出一路带控制的输出设备，例如，输出照明及插座，接线端3号接第二路输出，如接空调电源，接线端4号接零线。其次，对计量部分进行设计，电源火线输入由接线端1号进入，接线端2号输出一路经磁保持继电器上的分流器分流产生0-50mV的电压，由线路连接点M1+和M1-送到计量芯片用于电能计量；接线端3号输出经电流互感器变流后由线路连接点M2+和M2-送到计量芯片用于电能计量；计量芯片对两路输出分别计量后，将数据传到控制电路进行处理、保存、显示。

本实施例中，第一采样电路和第二采样电路，均包括：电流采样电路和电压采样电路。

本实施例中，磁保持继电器用于检测并控制第一路输出回路的通断。实际应用中，一般应用于需要主动带控制电路负荷开关输出的用电设备。具体地，学校宿舍里带控制第一路输出一般是控制空调插座供电部分，仅作为举例说明，不以此为限制，依据不同场景做适应性选择。

本实施例中，磁保持继电器，包括：磁保持继电器检测电路和磁保持继电器驱动电路。

一具体实施例中，磁保持继电器检测电路，用于检测继电器状态，如图3所示，包括：电阻R68、电阻R69、电阻R70、电阻R71、二极管D6及光耦合器2501、电阻R1和电阻R21。

一具体实施例中，磁保持继电器驱动电路，用于驱动继电器工作，如图4所示，包括：电阻R54、电阻R55及驱动芯片U12。具体地，驱动芯片可以选择AL868型号，仅作为举例说明，不以此为限，依据不同场景做适应性选择。

本实施例中，计量芯片为RN8209C，该芯片的电路结构原理图，如图5所示，RN8209C芯片带4路输入采集信号，包括：两路电流信号输入，一路电压信号输入，能够测量有功功率和有功电能，即同时提供两路独立的有功功率、电流有效值和电压有效值，可以灵活实现防窃电功能，有功电能误差小，性价比高。

本实施例中，控制电路包括FM3318芯片，芯片内置高精度时钟，用于输出时钟精度。具体地，芯片内部带时钟单元及内部高精度带温度补偿时钟，用于解决时钟精度随温度变化的问题，提高输出时钟精度。

如图6所示，一种带两路计量单相智能电能表的内部电路还包括：电源电路、稳压电路、电池电路、指示电路、显示电路、通信电路和存储电路。其中，电源电路，与控制电路相连，用于给电能表提供电源，包括：载波模块电源及电能表电源。

一具体实施例中，载波模块电源的电路原理图，如图7所示，包括：电容C4、电阻R59和电阻R60。

一具体实施例中，电能表电源的电路原理图，如图8所示，包括：变压器T1、热敏电阻PT1、热敏电阻PT2和压敏电阻PR1。

本实施例中，稳压电路，与控制电路相连，用于对电源电路整流稳压，输出稳定电源，包括：第一稳压电路和第二稳压电路，第一稳压电路用于对载波模块电源进行整流稳压，第二稳压电路用于对控制电路的电源电路的整流稳压及用于对RS485通信电路的电源电路的整流稳压。

一具体实施例中，第一稳压电路的电路原理图，如图7所示，包括：整流芯片U11、电容C10、电感L1、二极管D1、电容C11、电阻R62、电阻R61、电容C8、电容C58及电容C62。具体地，整流芯片U11可以选择MP2451型号，仅作为举例说明，依据不同场景做适应性修改。

一具体实施例中，第二稳压电路的电路原理图，如图8所示，其中，控制电路的电源电路的整流稳压，包括：整流电路D3、电容C45、电容C46、稳压芯片U8、电容C55和电容C48。具体地，稳压芯片U8可以选择78L05型号，仅作为举例说明，依据不同场景做适应性修改。RS485通信电路的电源电路的整流稳压，包括：二极管D9、电容C44、电容C47、稳压芯片U9和电容C51。具体地，稳压芯片U9可以选择78L05型号，仅作为举例说明，依据不同场景做适应性修改。

本实施例中，电池电路，与控制电路相连，用于给电能表提供备用电源，如图9所示，包括：电阻R15、电阻R24、二极管D5、电池BT1和继电器J4。实际应用中，当发生停电或意外断电情况时，电池电路替代电源电路给电能表供能，继续维持电能表的正常运行。

本实施例中，指示电路，与控制电路相连，用于对电能表工作的正常或异常工作状态进行指示，如图10所示，包括：电阻R44、电阻R51、电阻R45、发光二极管LED2、发光二极管LED4、发光二极管LED3、按键KEY1、按键KEY2及按键KEY3。具体地，通过对两路计量结果进行指示，其中，发光二极管LED4灯闪烁，指示电能表正常工作状态；当电能表发生故障时，发光二极管LED3灯亮，用于报警指示。

本实施例中，显示电路，与控制电路相连，用于将电能表的数据进行显示，包括液晶显示，如图11所示，包括：显示驱动电路和背光电路，其中，显示驱动电路为LCD1；背光电路包括电阻R42和发光二极管LED1。

本实施例中，通信电路，包括：RS485通信电路、红外通信电路及载波通信电路，分别与控制电路相连，用于电能表不同方式通信。

本实施例提供的RS485通信电路的原理图，如图12所示，包括：电阻R89、电阻R90、电阻R82、电阻R91、电阻R4、电阻R92、电阻R93、电阻RT2、光电耦合器2501、二极管VD1和通信芯片U10。其中，RX485表示接收信号接口，TX485表示发射信号接口。一具体实施例中，通信芯片U10可以选择MAX13085型号，仅作为举例说明，依据不同场景做适应性修改。实际应用中，RS485通信电路可以满足电能表正、反接线通讯，通信稳定，能够远程抄表及远程控制需求，把两路的用电数据传送到智慧能源管理后台，进行远程管理分析。

本实施例提供的红外通信电路的原理图，如图13所示，包括：红外接收电路和红外发射电路，其中，RXHW表示接收信号接口，TXHW表示发射信号接口。红外发射电路包括：电阻R80、三极管Q2、电阻R78、发光二极管LED5。其中，电阻R80与三极管Q2的基极相连，电阻R78与发光二极管LED5连接后，再与三极管Q2的集电极相连。红外接收电路包括：电阻R52、电容C41、电容C42和红外接收芯片U6。具体地，红外接收芯片U6可以选择AT138型号，仅作为举例说明，依据不同场景做适应性修改。实际应用中，红外通信用于手持设备通信，如，现场抄表，可以人工开启和关闭电能表带控制的负荷开关一路输出，仅作为举例说明。

本实施例提供的载波模块扩展电路的原理图，如图14所示，包括：载波模块扩展接口CON1。具体地，载波通信为无线通信方式，在实际应用中，安装环境不利于布线时，电能表使用载波通信实现网络传输信号。

本实施例中，存储电路，与控制电路相连，用于存储电能表的测量数据，存储电路的原理图，如图15所示，包括：电容C40和存储芯片U5。具体地，存储芯片U5可以选择FM24C256型号，仅作为举例说明，依据不同场景做适应性修改。

本实用新型提供的带两路计量单相智能电能表，可以应用于学生宿舍的电能表计量，两路输出用于独立计量与控制，不仅能实现宿舍不同用电设备分开使用电能计量功能，还能对宿舍有通断电要求的用电设备进行控制功能扩展。本实用新型仅需安装一个电能表，安装及维护成本低，可以满足院校用电新要求，方便院校规范管理；还有利于生产部门批量生产，简化生产流程，具有更强的市场竞争力。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带两路计量单相智能电能表，其特征在于，包括：

电能表本体及内部电路；

所述电能表本体，设置四个接线端口，接线端1号接输入火线，接线端2号接带控制第一路输出端口，接线端3号接第二路输出端口，接线端4号接零线；

所述内部电路，包括：第一采样电路、第二采样电路，计量芯片、磁保持继电器及控制电路；

所述磁保持继电器，一端与第一路输出端口相连，另一端与控制电路相连，用于受控制电路控制第一路输出回路的通断；

所述第一采样电路，一端与磁保持继电器相连，另一端与计量芯片相连；

所述第二采样电路，一端与第二路输出端口相连，另一端与计量芯片相连；

所述计量芯片与所述控制电路相连，用于分别对第一采样电路、第二采样电路进行电能计量。

2.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，所述第一采样电路和所述第二采样电路，均包括：电流采样电路和电压采样电路。

3.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，所述控制电路包括FM3318芯片，所述芯片内置高精度时钟，用于输出时钟精度。

4.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，还包括，电源电路，与控制电路相连，用于给电能表提供电源。

5.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，还包括，指示电路，与控制电路相连，用于对电能表的正常或异常工作状态进行指示。

6.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，还包括，通信电路，包括：RS485通信电路、红外通信电路及载波通信电路，分别与控制电路相连，用于电能表不同方式通信。

7.根据权利要求4所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，还包括：稳压电路，与控制电路相连，用于对电源电路整流稳压，输出稳定电源。

8.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，还包括：存储电路，与控制电路相连，用于存储电能表的测量数据。

9.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，还包括：电池电路，与控制电路相连，用于给电能表提供备用电源。

10.根据权利要求1所述的带两路计量单相智能电能表，其特征在于，所述计量芯片为RN8209C。

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