專利名稱：模塊化電子電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電測(cè)量?jī)x表，尤其是將電表中計(jì)量電路部分實(shí)現(xiàn)模塊化的電子式電能表。
電能表分為機(jī)械式和電子式兩大類。電子式是新近出現(xiàn)的一類電能表，電子式電能表日益顯現(xiàn)出其特有的優(yōu)勢(shì)，但是如何提高電子式電能表整體可靠性成為一個(gè)突出的難題。
本實(shí)用新型的目的是，以提高電子式電能表可靠性為主要目標(biāo)，對(duì)傳統(tǒng)電子式電能表的基礎(chǔ)電路加以改進(jìn)，通過將影響整個(gè)電能表可靠性的計(jì)量電路進(jìn)行模塊化處理，并此模塊化基礎(chǔ)上調(diào)整電表內(nèi)電子線路元器件的物理布局，從而提高電子式電能表整體的可靠性和工藝性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，它由表座、表殼、表架、計(jì)度器及電子線路構(gòu)成，計(jì)度器和電子線路印制板固定于表架，其特征在于電子線路中電能計(jì)量部分模塊化，電子線路中的電源電路、誤差調(diào)整電路、脈沖輸出電路、取樣電路及計(jì)度器均與該計(jì)量模塊相連接。
計(jì)量模塊采用絕緣材料包封，以解決防水、防霉變、防氧化等直接影響電能表長(zhǎng)期使用可靠性的問題。
另外，本技術(shù)方案在電能表內(nèi)元器件的排布上也做了相應(yīng)調(diào)整，即將計(jì)量模塊垂直于電路印制板排布焊接，取樣電阻也垂直固定于電子線路印制板上，并以柔性金屬導(dǎo)線引出連接線。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，計(jì)量電路的模塊化解決了電子線路的電磁兼容、防水、防霉變、防氧化等問題，有效地提高了該電子式電能表的可靠性；模塊化使得該表外圍電路的元器件數(shù)目大為減少、再加之該模塊垂直排布、取樣電阻垂直固定在印制板上，這些都大大提高了整表的工藝性。此外，計(jì)量電路模塊也為其它類電能表如分時(shí)、載波等提供了通用可靠的核心組件。
附

圖1是本實(shí)用新型電子線路結(jié)構(gòu)框圖。
附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的內(nèi)部各元器件結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
附圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的電路原理圖。
附圖4是本實(shí)用新型計(jì)量模塊電路原理圖。
附圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖介紹本實(shí)用新型的兩個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例一本實(shí)例給出的是一種單相5(20)A電子式電能表，該表內(nèi)各元器件的排布結(jié)構(gòu)如附圖2所示，其中1是表架，2是計(jì)度器，3是印刷線路板，4是變壓器，5是二極管，6是電阻，7是光耦器件，8是電容，9是計(jì)量模塊，10是錳銅取樣電阻，11是柔性金屬導(dǎo)線，12是連接塊。本實(shí)例的電原理圖如附圖3所示，其中，JM是計(jì)量模塊，M1是計(jì)度器。計(jì)量模塊中的電原理圖如附圖4所示，其中，IC2為YN1999，模塊化電路采用樹脂包封，經(jīng)高溫處理工藝，使整個(gè)模塊的防水、防霉、防氧化方面的性能大為提高。
本實(shí)例電路對(duì)傳統(tǒng)電子電能表的電源部分做了改進(jìn)，使本電子電能表抗電網(wǎng)電壓波動(dòng)能力得到增強(qiáng)。以往的電能表電路中均采用穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓，該電路有很多缺陷，如電壓穩(wěn)定性不夠理想、穩(wěn)壓管自身功耗過大，需配置大容量濾波電容等，最終造成整個(gè)表計(jì)性能下降，無法將核心部件的性能充分發(fā)揮。而本實(shí)用新型的電源穩(wěn)壓部分由V4、V5、V6、V7、V8、V9等組成，其中V4、V5、R8、R9四個(gè)元件產(chǎn)生了±5．6V基準(zhǔn)電壓，V6、V7為射極跟隨器電路，從而使芯片得到了穩(wěn)定的±5V電壓。因?yàn)镽8、R9兩個(gè)電阻取值較大，所以一方面穩(wěn)壓管V4、V5自身功耗極小，另一方面改善了穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓性能。又因?yàn)椴捎昧舜?lián)穩(wěn)壓電路，有了較寬的輸入電壓范圍，所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)可考慮使用較高的輸入電壓和降低濾波電容C1、C2的容量，使得整抗電網(wǎng)電壓波動(dòng)的能力得到增強(qiáng)，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。經(jīng)樣表測(cè)試證明，當(dāng)C1、C2容量為470μF時(shí)，電網(wǎng)電壓在50％Un-190％Un(Un為電網(wǎng)額定電壓)范圍內(nèi)樣表均能正常工作。
我們知道，在電子式電能表中，因雷擊造成表計(jì)損壞的途徑主要有兩條，一是通過電源電路竄入后級(jí)電路，另一個(gè)是通過電壓取樣回路直接進(jìn)入計(jì)量芯片。為此本實(shí)例電路電源部分采用變壓器降壓，而變壓器對(duì)電網(wǎng)呈感性，對(duì)雷擊等高頻瞬變脈沖呈現(xiàn)出極高的阻抗，可將輸出電壓限制在穩(wěn)壓電路可承受的范圍內(nèi)。而電壓取樣回路的防雷擊性能主要在由電阻R4的高阻值和計(jì)量芯片內(nèi)部的鉗位二極管來保證。在本實(shí)施例中，R4的阻值為1MΩ，在雷擊電壓為10KV時(shí)，鉗位二極管只須流過0．01A的電流就可將雷擊電壓限制在芯片的極限輸入電壓范圍內(nèi)。
在本實(shí)例中，由于錳銅取樣電阻直接焊接在電路板上，而核心電路又進(jìn)行了模塊化處理，使得高阻抗輸入電路和微弱信號(hào)回路的連線大大縮短，從而提高了抗電場(chǎng)、磁場(chǎng)輻射的能力。對(duì)于通過電源引入干擾抑制的原理與抗雷擊相同。
本實(shí)例能達(dá)到以下主要技術(shù)指標(biāo)1、誤差 ±0．2％；2、誤差變化率±0．15％；3、線性誤差 ±0．2％；4、最低工作電壓 50％Un；5、最高工作電壓 190％Un；6、其余指標(biāo)均滿足IEC1036-1996、GB／T17215-1998中的全部技術(shù)指標(biāo)。
實(shí)施例二本實(shí)例電原理圖如附圖5所示，該電路的電源電路采用阻容降壓，這有別于實(shí)施例一的變壓器降壓，其它部分與實(shí)施例類似，其主要特點(diǎn)，工作原理，性能技術(shù)指標(biāo)參數(shù)也與實(shí)施例一大體相同，不再贅述。
權(quán)利要求1.一種模塊化電子電能表，它由表座、表殼、表架、計(jì)度器及電子線路構(gòu)成，計(jì)度器和電子線路印制板固定于表架，其特征在于電子線路中電能計(jì)量部分模塊化，電子線路中的電源電路、誤差調(diào)整電路、脈沖輸出電路、取樣電路及計(jì)度器均與該計(jì)量模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化電子電能表，其特征在于計(jì)量模塊采用絕緣材料包封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化電子電能表，其特征在于計(jì)量模塊垂直于電路印制板排布焊接，取樣電阻也垂直固定于電子線路印制板上，并以柔性金屬導(dǎo)線引出連接線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及對(duì)電子式電能表的改進(jìn)。其特點(diǎn)是,將電子線路中主要影響整表可靠性的電能計(jì)量電路進(jìn)行模塊化,并對(duì)該計(jì)量模塊包封,使之可靠性有較大幅度提高,進(jìn)而簡(jiǎn)化電能表電子線路,將表中的電源電路、誤差調(diào)整電路、脈沖輸出電路、取樣電路及計(jì)度器均與該計(jì)量模塊相連接。另外,對(duì)表內(nèi)元器件重新進(jìn)行了物理排布,以提高此電能表的生產(chǎn)工藝性。
文檔編號(hào)G01R22/00GK2429837SQ0022064
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期2000年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月12日
發(fā)明者朱嶸, 胡國(guó)祥 申請(qǐng)人:南京宇能科技有限公司