CN2401897Y

CN2401897Y - 单相电子式复费率电能表

Info

Publication number: CN2401897Y
Application number: CN 99230217
Authority: CN
Inventors: 何广或; 吴海鹰
Original assignee: NANJING KEXING ELECTRONIC INSTRUMENT AND METER FACTORY
Current assignee: NANJING KEXING ELECTRONIC INSTRUMENT AND METER FACTORY
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2000-10-18
Anticipated expiration: 2009-12-06

Abstract

本实用新型单相电子复费率电能表涉及的是一种适用于电能实行分时计价电子式电能表,实现以峰填谷,有利于电力部门综合效益的提高。结构由底壳、电源接线端、罩壳、标牌、控制电路板、电子线路、电子线路元器件构成,电子线路由计量部分、控制部分构成,计量部分由驱动信号产生芯片IC4、电阻、电容、晶振、光耦、二极管、发光二极管构成,其特征是还具有步进电机计度器、红外线通讯口,电子线路控制电路部分由CPUIC3、隔离放大电路IC2、多路转换电路IC1、红外发射与接收管、电阻、电容、晶振构成。

Description

单相电子式复费率电能表

本实用新型单相电子式复费率电能表涉及的是一种适用于对电能实行分时计价电子式电能表，实现以峰填谷，有利于电力部门综合效益的提高。

现有复费率电能表产品是将脉冲信号经CPU处理计算出电量，经时间开关控制，分别存储在CPU的峰(平)谷计量单元，并由CPU将峰(平)谷电量显示在显示器件上，以实现分时计量电能，所以现有产品存在电路复杂，CPU规模大、功耗大、性能价比低、成本高等不足。

本实用新型的目的是针对目前单相复费率电能表存在不足之处提供一种单相电子式复费率电能表，将电子式电度表驱动步进电机计度器的信号经过时间开关和电子开关控制，分时分别驱动多个费率步进电机计度器，以实现电量分时计量。

单相电子式复费率电能表是采取以下方案实现的：单相电子式复费率电能表结构由底壳、电源接线端、罩壳、步进电机计度器、标牌、红外线通讯口、控制电路板、电子线路、电子线路元器件构成。步进电机计度器与控制电路板连接，控制电路板固定在底壳上，标牌设在控制电路板上部，罩壳装置在底壳上部，底壳上设有电源接线端，电子线路由计量电路部分，控制电路部分构成，计量电路部分由驱动信号产生芯片IC4、电阻、电容、晶振、光藕、二极管、发光二极管等构成，控制部分由CPUIC3、隔离放大电路IC2、多路转换电路IC1、红外发射与接收管、电阻、电容、晶振构成。

控制电路部分CPUIC3为控制核心，CPUIC3的1脚通过电阻R307与电源相接，IC3的8脚接地，IC3的2脚接晶振G301一端，晶振通过电容308接地，IC3的3脚接晶振G301另一端，晶振与电容C307连接通过电容接地，4脚接三端按钮式开关J304，IC3的5脚为红外通讯输入端与电阻R305、R306相连通过电阻R305与隔离放大电路IC2连接。6脚为红外通讯输出端，7脚为控制信号输出端。

多路转换电路IC1中16脚与8脚分别为电源与地端，6脚为使能端(低电平使能)，IC1的9、10脚为选择传输通道的地址输入端，10脚接红外管E301、E302，IC1的7脚为另一外电源端，IC1的3、13脚为开关一端的两路输入/输出信号端，3脚与计量电路部分的驱动信号产生芯片IC4的14脚相连，13脚与IC4的13脚相连，IC1的11、15、14、12脚组成另一端与13脚相对应的输入/输出信号端；IC1的1、5、2、4脚组成另一端与3脚相对应的输出/输入端，IC1的1、12脚与一累计谷电量的步进电机计度器PD相连，IC1的514脚与另一计平电量的步进电机计度器GD相连，从而形成时段切换开关。

隔离放大电路IC2的12脚与发光管E301、E302相连，同时也与多路转换电路IC1的10脚相连，2脚与红外发射管E304负端相连，E304正端经电阻R304与+5V连接，IC2的7脚与电阻R303一端及红外接收管E303正端相接，IC2的4脚经电阻R305与CPUIC3的5脚相连，IC2的9脚与IC3的6脚相连。

单相电子复费率电能表设计构思新颖、结构简洁，采用电子式电度表驱动步电机计度器的信号，经过时间开关和电子开关控制，分时分别驱动平、谷等多个费率步进电机计度器，以实现将电量分时计量的复费率电度表。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是单相电子式复费率电能表示意图。

图2是单相电子式复费率电能表结构示意图。

图3是单相电子式复费率电能表电子线路原理图。

参照附图单相电子式复费率电能主要结构由底壳1、电源接线端6、罩壳5、步进电机计度器2、标牌4、红外线通讯口7、控制电路板3、电子线路、电子线路元器件构成。步进电机计度器2与控制电路板3由螺钉连接，再由螺钉固定在底壳上，标牌4卡装在控制电路3上部，最后盖上罩壳，罩壳5装置在底壳1上部，底壳上设置的电源接线端为电源出口接线端。标牌4上开有平、谷计度器、计度显示孔，平、谷指示灯孔，红外通讯口7。电子线路由计量电路部分、控制电路部分构成，计量电路部分由驱动信号产生芯片IC4、R1～R6、R101～R126电阻、电容C101～C115晶振G101、光藕P1、二极管U101～U104发光二极管E102等构成，驱动信号产生芯片IC4，以业内广泛应用的上海贝岭公司的芯片BL0932为核心，并辅亦已成熟应用的外围电路。控制部分由CPUIC3、隔离放大电路IC2、多路转换电路IC1、红外发射与接收管E301、E302、E303、E304电阻R301～R309、电容C301～C308，晶板G301构成。

参照附图3控制电路部分以CPUIC3为控制核心，采用MICROCHIP公司的MCU-PIC12C508，或其他相类似的芯片，辅以本表采用红外的通讯方式所以需要一对红外发射与接收管，CPUIC3为8引脚芯片，其1脚与8脚分别为电源与地，2脚与3脚为振荡输入输出端，其它4、5、6、7脚为I/O口。

IC3的1脚、8脚分别与3.6伏锂电池正、负端连接(本电路中仅此器件由电池供电，其它部分由计量部分+5V电源供给)。2脚接晶振G301一端，并且晶振的这一端还与可调电容C308连接，C308的另一端接地。另外2脚还与一两孔插座J303连接，J303另一端经电阻R308接地(本电路应用J303是用于晶振的振荡频率测量)。3脚接晶振另一端，并且晶振的这一端与电容C307连接，电容C307另一端接地。4脚则接至一三端按钮式开关J304。J304另外两端的另一端经电阻R307与电池正端连接；一端经电阻R309与地连接。J304在本电路的功用主要是产生一编程授权信号，并经4脚输入CPUIC3(其工作原理：正常不按动按钮时4引脚与3.6V相连获高电平，CPU不进入编程状态。按下时，4脚与3.6V脱离而与地相连，很低电平进入编程状态，即获得授权)5脚为红外通讯输入端，它与两电阻R305、R306连接，而R306另一端接地，R305另一端与隔离放大电路IC2连接。6引脚为红外通讯输出端，7引脚为控制信号输出端。

参照附图3多路转换电路IC1为16引脚CMOS双四路双向模拟开关。其中16与8脚分别为电源与地端。6脚为使能端(低电平使能)，9、10脚为选择传输通道的地址输入端。7脚为另一外电源端，以扩大传输信号范围，本电路中即将其与计量部分的-5V电源相接，以传输负脉冲信号。3、13脚为开关一端的两路输入/输出信号端，而11、15、14、12引脚组成另一端与13引脚相对应的输入/输出信号端；1、5、2、4脚组成另一端与3脚相对应的输出/输入端。其工作原理是以10、9脚信号控制3脚输入信号由2、4、5、1脚中一路输出，13脚输入信号由11、15、12、14脚中一路输出，相反亦然。本电路中，将6脚接地使能，9脚亦接地使得以上两四路通道中，11、15、2、4脚无效。即当10脚电平变化时，13、3脚输入信号仅由14、5脚或12、1脚输出，而13、3脚于本电路中接的是计量部分BL0932 13、14脚输出的驱动计度器的两路脉冲信号。而1、12脚与一累计谷电量的计度器连接；14、5引脚与另一端计平电量的计度器连接，从而形成时段切换开关。

隔离放大电路IC2为16脚CMOS集成电路其内含6组缓冲/反相器。芯片1脚与8脚分别为电源与地端，其它3引脚进2脚出，5脚进4脚出，7脚进6脚出，9脚进10脚出，11脚进12脚出，14脚进15脚出，构成6组缓冲/反相器，13、16脚空置。本电路中要特别说明的是7、12、2脚。其中12脚与一红一绿两发光管相连，而红管E302正端与12引脚连接，负端经一电阻R302与地相连，当12脚产生高电平时发光，标志“平”时段。绿管301负端与12脚相连接，正端经电阻R301与+5V电源相接，它于12引脚为低电平时发光，标志为“谷”时段，7脚与电阻R303一端及红外按收管E303正端相接，R303另一端与+5V相接，E303负端与地相接。2引脚与红外发射管E304负端连接，E304正端经R304与+5V连接。

各主要器件连接关系，由于以上各器件介绍中与它们各自单独连接的一些关系已叙述，在此我们将只对三器件之间的连接关系作一介绍。此三芯片相互之间的连接由三通道组成：控制信号传输通道、红外通讯输入通道、红外通讯输出通道。

控制信号传输通道：信号由CPUIC3第7脚输出，接至隔离放大电路IC2的第14脚，经放大后由12脚输出，与红、绿两发光管相连并点亮其中一只，指示时段，同时也与多路转换电路IC1第10脚相连。

红外通讯输入通道：隔离放大电路IC2第7脚从红外接收管正端获得信号，经放大由隔离放大电路IC2第4引脚输出，再经R305，最后与CPUIC3第5引脚相连。

红外通讯输出通道：输出信号由CPUIC3第6脚产生并输出至隔离放大电路IC2的第9脚，放大后隔离放大电路IC2第2脚输出并与红外发射管E304负端相连，驱动其发射红外信号。

整表工作原理：由于本表为民用的分时计量表计，仅有平、谷两时段，则可用8位寄存器中一位(即-BIT)表示一时段，为0是谷，为1是平，这样一来仅用6个8位寄存器即可将一日分为48段，半小时一段。这样当CPUIC3中累计的时间达到整点或半个钟点时，判断一下相应寄存器中的一位为I/O则引脚7输出高/低电平，经隔离放大电路IC2放大由2脚输出，点亮红/绿指示灯，并送入多路转换电路IC1第10脚，控制3、13脚输入脉冲信号输出至14、5/1、12脚再至平、谷计度器累计运转，完成时段的切换与指示。实现平、谷电量分时累计。

Claims

1.一种单相电子式复费率电能表，由底壳、电源接线端、罩壳、标牌、控制电路板、电子线路、电子线路元器件构成，电子线路由计量部分、控制电路部分构成，控制电路板固定在底壳上，罩壳装在底壳上部，计量电子部分由驱动信号产生芯片IC4、电阻、电容、晶振、光藕、二极管、发光二极管构成，其特征是还具有步进电机计度器，红外线通讯口，电子线路控制电路部分由CPUIC3、隔离放大电路IC2、多路转换电路IC1、红外发射与接收管，电阻电容、晶振构成，控制电路中CPUIC3的1脚通过R307与电源相接，IC3的8脚接地，IC3的2脚接晶振G301一端，晶振G301通过电容C308接地，IC3的3脚接晶振G301另一端，晶振与电容C307连接，通过电容接地，4脚接三端按钮式开关J304，IC3的5脚为红外通讯输入端，与电阻R305、R306相连，通过电阻R305与隔离放大电路IC2连接，6脚为红外通讯输出端，7脚为控制信号输出端；多路转换电路IC1中16脚与8脚分别为电源与地端，6脚为使能端，IC1的9、10脚为选择传输通道的地址输入端，10脚接红外管E301、E302、IC1的7脚为另一外电源端，IC1的3、13脚为开关一端的两路输入/输出信号端，3脚与计量电路部分的驱动信号产生芯片IC4的14脚相连，13脚与IC4的13脚相连，IC1的1、12脚与累计谷电量的步进电机计度器PD相连，IC1的5、14脚与另一累计平电量的步进电机计度器GD相连；隔离放大电路IC2的12脚与发光管E301、E302相连，同时与多路转换电路IC1的10脚相连，2脚与红外发射管E304负端相连，IC2的7脚与电阻R303一端及红外接收管E303正端相接，IC2的4脚经电阻R305与CPUIC3的5脚相连，IC2的9脚与IC3的6脚相连。

2.根据权利要求1所述的单相电子复费率电能表，其特征是步进电机计度器与控制电路板连接。