CN2462394Y - 可独立进行电能计量显示及控制的电器设备 - Google Patents
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Abstract
一种可独立进行电能计量显示及控制的电器设备,在电器设备的电源进线回路串接有嵌入式电能计量单元,它包括检测所述电源进线回路上电信号的电流采样元件和电压采样元件,输入所述电流采样元件和电压传感元件的电能检测芯片,输入所述电能检测芯片输出信号加以显示的电量显示单元。这种可独立进行电能计量显示及控制的电器设备,将低成本的电能计量模块与任何一种电器供电回路结合,实现对电能消耗情况的实时了解,结构简单,成本较低。
Description
本实用新型涉及电器的电能计量技术领域，具体涉及一种可独立进行电能计量显示及控制的电器设备。
电器设备如电冰箱、空调器的耗电情况越来越为人们所关心，也成为比较产品性能的重要指标。由于现有电器均不具有用电情况显示，无法及时掌握其在一定时间具体的电能消耗情况，使人对电器设备本身在不同阶段或不同环境下运行时所消耗的电能不能及时方便的了解。目前广泛使用的电能表主要作区域性或单元用户的电能计量，缺少灵活性，无法了解在某一小型单个电器设备上实现任意一个时段电能消耗显示或预置消耗电能量。
本实用新型的目的在于，提供一种可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，通过使用嵌入式电能计量模块，可以对电器在任何时刻的耗电情况进行计量和显示。
本实用新型的目的是这样实现的，构造一种可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，在电器设备的电源进线回路串接有嵌入式电能计量单元，所述电能计量单元包括检测所述电源进线回路上电信号的电流采样元件和电压采样元件，输入所述电流采样元件和电压传感元件的电能检测芯片，输入所述电能检测芯片输出信号加以显示的电量显示单元。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电量显示单元是记度器。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电量显示单元与所述电能检测芯片之间还连接有电量处理CPU单元，所述电量显示单元包括可将所述电量处理CPU单元输出的数据进行显示的LCD显示器。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电能检测芯片包括电流采样电路、电压采样电路、与电流采样电路连接的A/D转换器、与电压采样电路连接的A/D转换器、以上述两个转换器输出信号为输入的乘法器，以及将乘法器输出进行数字频率转换的数字频率转换器，所述电能检测芯片可以是型号为AD775X系列或与其功能等同的集成电路。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电能检测芯片的直流供电由交/直转换器提供。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电能检测芯片输出端连接有反映工作状态的两个发光二极管，分别用于指示用电设备是处于反极性连接盗电状态还是正常电能计量工作状态。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电压传感元件为分压电阻组合。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电压传感元件为电压互感器。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电流采样元件为锰铜电阻。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电流采样元件为电流互感器，所述电流互感器的初级串接在电器的电源进线回路中，所述电流互感单元的次级连接到所述电能检测芯片的输入端。
在按照本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备中，所述电器设备可以是空调器、电冰箱、洗衣机、电视机、微波炉、洗碗机、电热水器、饮水机、电磁炉等各种家用电器或商用电器。
实施本实用新型提供的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，将低成本的电能计量模块与任何一种常用电器的供电控制回路结合，实现对电器设备电能消耗情况的实时了解，掌握设备本身经济运行的规律，实现对电器设备能耗经济情况的了解和控制。
下面结合附图和实施例，进一步说明本实用新型的特点，附图中：
图1是电器设备进行独立的电能计量显示的原理示意图；
图2是电器设备进行独立的电能计量显示及控制的原理示意图；
图3是本实用新型的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备
实施例的结构示意图；
图4是电能检测芯片的内部逻辑结构示意图；
图5是本实用新型的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备的原理示意图。
图6是本实用新型的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备的电路原理图。
如图1所示，为实现电器设备的电能计量显示功能，需要实现的环节包括：电流采样、电压采样、电流采样值的A/D转换，电压采样值的A/D转换，将上述两个A/D转换的数字输出量进行乘法计算，以及将乘法计算结果送到数字频率转换，将数字频率转换器的输出直接通过记度器进行显示。其中，电压采样可以通过分压电阻或电压互感器实现，电流采样可通过锰铜电阻或电流互感器实现。而电流采样值的A/D转换、电压采样值的A/D转换以及对经过上述两个A/D转换后的输出数值进行乘法计算及数字频率转换，可通过专用芯片如美国ADI公司的AD7750(或AD775X系列)集成电路来实现。
如图2所示，为实现电器设备的电能计量显示及控制功能，需要实现的环节还包括微处理器、例如LCD显示单元、用电设备控制单元及程序和数据存储器。用于实现对用电设备设置电能计量的条件、时间段、计量的标准及满足条件下的控制。换言之，该电路是为具有微处理器的嵌入式电能计量装置而设计。
在图3示出的本实用新型的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备的实施例中，分别通过电流互感器、分压电阻实现电流、电压采样，A/D转换及控制是由专门的电能检测芯片实现的，即美国ADI公司AD775X系列为电能表电能检测的专用芯片，该芯片的的逻辑组成如图4所示。AD775x的输出端连接有两个发光二极管，其中一个用于指示电能计量模块反向连接，另一个用于指示电能计量模块正常运行状态。图3中的负载即电器可以是电冰箱、洗衣机、空调器、微波炉、洗碗机、电热水器、饮水机、电磁炉等各种家用电器或商用电器。
图5示出本实用新型的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备的另一实施例的原理图。其中，采用美国ADI公司的AD775X系列芯片直接用于家用电器进行电量指示，并将其滤波乘法电路输出的信号直接送到电器设备已有的微处理器或专门的微处理器的I/O端口上。从而实现单一家电的电能使用实时显示，从直观上可以了解此家电的真实电能消耗情况(省电或费电)，给用户一个实时使用参考量，也可通过经常性的用电实时显示，使用户掌握所用家电的电能消耗规律，达到节省电能的目的。
图6给出本实用新型的可独立进行电能计量显示及控制的电器设备实施例的电路原理图。芯片是AD7750，其输出连接记度器，该记度器可直接显示所接负载的电量情况。
Claims (11)
1、一种可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，在电器设备的电源进线回路串接有嵌入式电能计量单元，所述电能计量单元包括检测所述电源进线回路上电信号的电流采样元件和电压采样元件，输入所述电流采样元件和电压传感元件的电能检测芯片，输入所述电能检测芯片输出信号加以显示的电量显示单元。
2、根据权利要求1所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电量显示单元是记度器。
3、根据权利要求1所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电量显示单元与所述电能检测芯片之间还连接有电量处理CPU单元，所述电量显示单元包括可将所述电量处理CPU单元输出的数据进行显示的LCD显示器。
4、根据权利要求2或3所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电能检测芯片包括电流采样电路、电压采样电路、与电流采样电路连接的A/D转换器、与电压采样电路连接的A/D转换器、以上述两个转换器输出信号为输入的乘法器，以及将乘法器输出进行数字频率转换的数字频率转换器，所述电能检测芯片可以是型号为AD775X系列或与其等同的集成电路。
5、根据权利要求2所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电能检测芯片的直流供电由交/直转换器提供。
6、根据权利要求1-3中任何一项所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电能检测芯片输出端连接有两个发光二极管，分别用于指示反极性连接盗电及电能计量工作状态。
7、根据权利要求1-3中任何一项所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电压传感元件为分压电阻组合。
8、据权利要求1-3中任何一项所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电压传感元件为电压互感器。
9、根据权利要求1-3中任何一项所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电流采样元件为锰铜电阻。
10、根据权利要求1-3中任何一项所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电流采样元件为电流互感器，所述电流互感器的初级串接在电器的电源回路中，所述电流互感单元的次级连接到所述电能检测芯片的输入端。
11、根据权利要求1-3中任何一项所述可独立进行电能计量显示及控制的电器设备，其特征在于，所述电器设备可以是空调器、电冰箱、洗衣机、电视机、微波炉、洗碗机、电热水器、饮水机、电磁炉等各种家用电器或商用电器。
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| CN102608414A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-25 | 山东计保电气有限公司 | 高压电气开关设备的嵌入式电能计量方法及扩展应用方法 |
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