專(zhuān)利名稱：?jiǎn)蜗嘭?fù)載識(shí)別電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電能計(jì)量產(chǎn)品，具體地講是一種單相負(fù)載識(shí)別電能表。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)的電能計(jì)量表只是起計(jì)量電能的作用，但是當(dāng)負(fù)載突然增大并超過(guò)電能計(jì)量表額定值時(shí)，電能計(jì)量表是識(shí)別不了的，這樣很容易損壞電能計(jì)量表。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有識(shí)別負(fù)載功率并可以通過(guò)內(nèi)置的通斷裝置控制電路使用的單相負(fù)載識(shí)別電能表，以克服上述的不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型在單相預(yù)付費(fèi)電能表的基礎(chǔ)上改裝而成，其中單相預(yù)付費(fèi)電能表由電源電路、CPU控制電路、存儲(chǔ)器、LED數(shù)碼管顯示電路、IC卡座接口電路、繼電器控制電路、電能計(jì)量電路及錳銅分流器構(gòu)成，其特點(diǎn)是在單相預(yù)付費(fèi)電能表內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)負(fù)載識(shí)別電路；上述負(fù)載識(shí)別電路由電壓信號(hào)采樣電路、電流信號(hào)信號(hào)采樣電路、鎖相電路及信號(hào)比較電路構(gòu)成，其中電壓信號(hào)采樣電路的輸出與鎖相電路的輸入端相連，鎖相電路的輸出端與一個(gè)三極管G的基極連接，電流信號(hào)信號(hào)采樣電路的輸出通過(guò)運(yùn)算放大器與三極管G的集電極相連，三極管G的發(fā)射極接電源，三極管G的集電極還通過(guò)RC積分電路與信號(hào)比較電路的負(fù)向輸入端相連接，比較電路的正向輸入端接比較電壓，比較電路的輸出端作為負(fù)載識(shí)別電路的輸出與原電能表內(nèi)CPU控制電路相連接；上述電壓信號(hào)采樣電路、鎖相電路及信號(hào)比較電路有兩組，兩組分別處理輸入的正、負(fù)向電壓輸入信號(hào)。
本實(shí)用新型由于采用了負(fù)載識(shí)別電路，使得本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控負(fù)載情況，經(jīng)微處理器處理后，自動(dòng)控制電表分閘合閘，通過(guò)數(shù)碼管顯示來(lái)說(shuō)明對(duì)應(yīng)的用電信息。本實(shí)用新型電路功耗低；整機(jī)功耗小于0.8W。


附圖為本實(shí)用新型原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型由數(shù)碼管、LED燈、計(jì)量及CPU控制單元、負(fù)載識(shí)別單元、IC卡座、繼電器、外殼等構(gòu)成，其中計(jì)量控制單元、負(fù)載識(shí)別單元和數(shù)碼管顯示單元集成在一塊PCB板上，IC卡座通過(guò)數(shù)據(jù)線焊接在PCB控制板上，整個(gè)PCB板裝在一套塑料電表殼里，用自攻螺絲固定。
本實(shí)用新型處理正向電壓輸入信號(hào)的一組電路由運(yùn)算放大器U3A～U3D、二極管D5～D8、電阻器R201～R214、電容器C21～C22及三極管BG2構(gòu)成，其中a、正向電壓輸入信號(hào)通過(guò)串聯(lián)的二極管D7、電阻器R201、R202與已并聯(lián)電阻器R203、電容器C21的一端相連和電阻器R204的一端相接，電阻器R204的另一端與運(yùn)算放大器U3B的正相輸入端相連接，運(yùn)算放大器U3B的正相輸入端通過(guò)電阻器R214與處理負(fù)向電壓輸入信號(hào)電路相連，已并聯(lián)電阻器R203、電容器C21的另一端連接電源的負(fù)極；b、運(yùn)算放大器U3B的負(fù)相輸入端接高電位，其輸出端通過(guò)二極管D6與電阻器R209的一端相連，電阻器R209的另一端與三極管BG2的基極相連接；c、運(yùn)算放大器U3C的正相輸入端接高電位，其負(fù)相輸入端與處理負(fù)向電壓輸入信號(hào)電路相連，輸出端通過(guò)二極管D5與電阻器R209的一端相連接；d、運(yùn)算放大器U3D的正相輸入端通過(guò)電阻器R205接高電位，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R206與電流采樣輸入相連，并通過(guò)電阻器R207與其輸出端相接，運(yùn)算放大器U3D的輸出端通過(guò)電阻器R208與三極管BG2的集電極相連接，三極管BG2的發(fā)射極接高電位；e、運(yùn)算放大器U3A的正相輸入端通過(guò)已并聯(lián)的電阻器R210、R211接高電位，并通過(guò)電阻器R213接電源正極，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R212與三極管BG2的集電極相連，并通過(guò)電容器C22接高電位，運(yùn)算放大器U3A的輸出端通過(guò)二極管D8連接由電阻器R0、R1構(gòu)成的電平輸出電路作為信號(hào)輸出。
本實(shí)用新型處理負(fù)向電壓輸入信號(hào)的一組電路由運(yùn)算放大器U2A～U2D、二極管D1～D4、電阻器R101～R119、電容器C11～C12及三極管BG1構(gòu)成，其中a、負(fù)向電壓輸入信號(hào)通過(guò)串聯(lián)的二極管D4、電阻器R104、R105與已并聯(lián)電阻器R119、電容器C11的一端相連和電阻器R109的一端相接，電阻器R109的另一端與運(yùn)算放大器U2B的負(fù)相輸入端相連接，負(fù)向電壓輸入信號(hào)并通過(guò)串聯(lián)的電阻器R101、R102、R103與電阻器R106、電阻器R107的一端和正向電壓輸入信號(hào)中的電阻器R214的一端相連接，電阻器R106的另一端接高電位，電阻器R107的另一端與正向電壓輸入信號(hào)中的運(yùn)算放大器U3C的負(fù)相輸入端相連接，已并聯(lián)電阻器R203、電容器C21的另一端連接電源的負(fù)極；b、運(yùn)算放大器U2B的正相輸入端接高電位，其輸出端通過(guò)二極管D2與電阻器R114的一端相連，電阻器R114的另一端與三極管BG1的基極相連接；c、運(yùn)算放大器U2C的負(fù)相輸入端接高電位，其正相輸入端與正向電壓輸入信號(hào)電路中的運(yùn)算放大器U3C的負(fù)相輸入端相連接，輸出端通過(guò)二極管D1與電阻器R114的一端相連接；d、運(yùn)算放大器U2D的正相輸入端通過(guò)電阻器R112與電流采樣輸入相連，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R111接高電位，并通過(guò)電阻器R110與其輸出端相接，運(yùn)算放大器U2D的輸出端通過(guò)電阻器R113與三極管BG1的集電極相連接，三極管BG1的發(fā)射極接高電位；e、運(yùn)算放大器U2A的正相輸入端通過(guò)已并聯(lián)的電阻器R117、R118接高電位，并通過(guò)電阻器R116接電源正極，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R115與三極管BG1的集電極相連，并通過(guò)電容器C12接高電位，運(yùn)算放大器U2A的輸出端通過(guò)二極管D3連接由電阻器R0、R1構(gòu)成的電平輸出電路作為信號(hào)輸出。
本實(shí)用新型的工作原理是用戶用電時(shí)，利用專(zhuān)用電能計(jì)量芯片實(shí)時(shí)測(cè)量負(fù)載的有功功率并轉(zhuǎn)換為與功率對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)；CPU控制電路通過(guò)處理脈沖信號(hào)，精確計(jì)算出負(fù)載功率、用電時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)在LED數(shù)碼管上將數(shù)據(jù)顯示出來(lái)；停電數(shù)據(jù)不丟失。同時(shí)利用特別設(shè)計(jì)的負(fù)載識(shí)別電路識(shí)別用戶的負(fù)載，如果負(fù)載成分中阻性成分大于電路設(shè)定的值時(shí)，識(shí)別電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，單片機(jī)識(shí)別到該信號(hào)后立即拉閘斷電。
本實(shí)用新型負(fù)載識(shí)別電路由信號(hào)采樣電路、信號(hào)鎖相電路、信號(hào)比較電路三大電路組成。當(dāng)用戶用電時(shí)，錳銅采樣到所通過(guò)的瞬時(shí)交流電流信號(hào)后輸入運(yùn)算放大器放大該信號(hào)，電壓通道通過(guò)電阻分壓采樣到。利用兩組鎖相電路設(shè)定能識(shí)別電流信號(hào)的電壓輸出區(qū)域，其中一組電壓信號(hào)反向后使兩組區(qū)域電壓信號(hào)同相；與電流通道的瞬時(shí)電流信號(hào)合成產(chǎn)生兩組正半周瞬時(shí)功率信號(hào)。瞬時(shí)功率信號(hào)通過(guò)電阻電容積分后形成與瞬時(shí)功率成對(duì)應(yīng)關(guān)系的電平；再通過(guò)一個(gè)信號(hào)比較電路比較瞬時(shí)功率信號(hào)的電平。當(dāng)該電平高于電路預(yù)先設(shè)定的比較值時(shí)，說(shuō)明此時(shí)用戶負(fù)載的瞬時(shí)功率阻性成分已超過(guò)設(shè)定值。比較電路原為高電平輸出，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，CPU控制電路I/O口線識(shí)別到該低電平信號(hào)后立即驅(qū)動(dòng)繼電器拉閘斷電。
本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種單相負(fù)載識(shí)別電能表，在單相預(yù)付費(fèi)電能表的基礎(chǔ)上改裝而成，其中單相預(yù)付費(fèi)電能表由電源電路、CPU控制電路、存儲(chǔ)器、LED數(shù)碼管顯示電路、IC卡座接口電路、繼電器控制電路、電能計(jì)量電路及錳銅分流器構(gòu)成，其特征在于在單相預(yù)付費(fèi)電能表內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)負(fù)載識(shí)別電路。
2.如權(quán)利要求1所述的單相負(fù)載識(shí)別電能表，其特征在于負(fù)載識(shí)別電路由電壓信號(hào)采樣電路、電流信號(hào)信號(hào)采樣電路、鎖相電路及信號(hào)比較電路構(gòu)成，其中電壓信號(hào)采樣電路的輸出與鎖相電路的輸入端相連，鎖相電路的輸出端與一個(gè)三極管的基極連接，電流信號(hào)信號(hào)采樣電路的輸出通過(guò)運(yùn)算放大器與三極管G的集電極相連，三極管G的發(fā)射極接電源，三極管G的集電極還通過(guò)RC積分電路與信號(hào)比較電路的負(fù)向輸入端相連接，比較電路的正向輸入端接比較電壓，比較電路的輸出端作為負(fù)載識(shí)別電路的輸出與原電能表內(nèi)CPU控制電路相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的單相負(fù)載識(shí)別電能表，其特征在于電壓信號(hào)采樣電路、鎖相電路及信號(hào)比較電路有兩組，兩組分別處理輸入的正、負(fù)向電壓輸入信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的單相負(fù)載識(shí)別電能表，其特征在于處理正向電壓輸入信號(hào)的一組電路由運(yùn)算放大器U3A～U3D、二極管D5～D8、電阻器R201～R214、電容器C21～C22及三極管BG2構(gòu)成，其中a、正向電壓輸入信號(hào)通過(guò)串聯(lián)的二極管D7、電阻器R201、R202與已并聯(lián)電阻器R203、電容器C21的一端相連和電阻器R204的一端相接，電阻器R204的另一端與運(yùn)算放大器U3B的正相輸入端相連接，運(yùn)算放大器U3B的正相輸入端通過(guò)電阻器R214與處理負(fù)向電壓輸入信號(hào)電路相連，已并聯(lián)電阻器R203、電容器C21的另一端連接電源的負(fù)極；b、運(yùn)算放大器U3B的負(fù)相輸入端接高電位，其輸出端通過(guò)二極管D6與電阻器R209的一端相連，電阻器R209的另一端與三極管BG2的基極相連接；c、運(yùn)算放大器U3C的正相輸入端接高電位，其負(fù)相輸入端與處理負(fù)向電壓輸入信號(hào)電路相連，輸出端通過(guò)二極管D5與電阻器R209的一端相連接；d、運(yùn)算放大器U3D的正相輸入端通過(guò)電阻器R205接高電位，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R206與電流采樣輸入相連，并通過(guò)電阻器R207與其輸出端相接，運(yùn)算放大器U3D的輸出端通過(guò)電阻器R208與三極管BG2的集電極相連接，三極管BG2的發(fā)射極接高電位；e、運(yùn)算放大器U3A的正相輸入端通過(guò)已并聯(lián)的電阻器R210、R211接高電位，并通過(guò)電阻器R213接電源正極，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R212與三極管BG2的集電極相連，并通過(guò)電容器C22接高電位，運(yùn)算放大器U3A的輸出端通過(guò)二極管D8連接由電阻器R0、R1構(gòu)成的電平輸出電路作為信號(hào)輸出。
5.如權(quán)利要求3所述的單相負(fù)載識(shí)別電能表，其特征在于處理負(fù)向電壓輸入信號(hào)的一組電路由運(yùn)算放大器U2A～U2D、二極管D1～D4、電阻器R101～R119、電容器C11～C12及三極管BG1構(gòu)成，其中a、負(fù)向電壓輸入信號(hào)通過(guò)串聯(lián)的二極管D4、電阻器R104、R105與已并聯(lián)電阻器R119、電容器C11的一端相連和電阻器R109的一端相接，電阻器R109的另一端與運(yùn)算放大器U2B的負(fù)相輸入端相連接，負(fù)向電壓輸入信號(hào)并通過(guò)串聯(lián)的電阻器R101、R102、R103與電阻器R106、電阻器R107的一端和正向電壓輸入信號(hào)中的電阻器R214的一端相連接，電阻器R106的另一端接高電位，電阻器R107的另一端與正向電壓輸入信號(hào)中的運(yùn)算放大器U3C的負(fù)相輸入端相連接，已并聯(lián)電阻器R203、電容器C21的另一端連接電源的負(fù)極；b、運(yùn)算放大器U2B的正相輸入端接高電位，其輸出端通過(guò)二極管D2與電阻器R114的一端相連，電阻器R114的另一端與三極管BG1的基極相連接；c、運(yùn)算放大器U2C的負(fù)相輸入端接高電位，其正相輸入端與正向電壓輸入信號(hào)電路中的運(yùn)算放大器U3C的負(fù)相輸入端相連接，輸出端通過(guò)二極管D1與電阻器R114的一端相連接；d、運(yùn)算放大器U2D的正相輸入端通過(guò)電阻器R112與電流采樣輸入相連，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R111接高電位，并通過(guò)電阻器R110與其輸出端相接，運(yùn)算放大器U2D的輸出端通過(guò)電阻器R113與三極管BG1的集電極相連接，三極管BG1的發(fā)射極接高電位；e、運(yùn)算放大器U2A的正相輸入端通過(guò)已并聯(lián)的電阻器R117、R118接高電位，并通過(guò)電阻器R116接電源正極，其負(fù)相輸入端通過(guò)電阻器R115與三極管BG1的集電極相連，并通過(guò)電容器C12接高電位，運(yùn)算放大器U2A的輸出端通過(guò)二極管D3連接由電阻器R0、R1構(gòu)成的電平輸出電路作為信號(hào)輸出。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種單相負(fù)載識(shí)別電能表，在單相預(yù)付費(fèi)電能表的基礎(chǔ)上改裝而成，其中單相預(yù)付費(fèi)電能表由電源電路、CPU控制電路、存儲(chǔ)器、LED數(shù)碼管顯示電路、IC卡座接口電路、繼電器控制電路、電能計(jì)量電路及錳銅分流器構(gòu)成，其特點(diǎn)是在單相預(yù)付費(fèi)電能表內(nèi)還設(shè)置有一個(gè)負(fù)載識(shí)別電路。本實(shí)用新型由于采用了負(fù)載識(shí)別電路，使得本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控負(fù)載情況，經(jīng)微處理器處理后，自動(dòng)控制電表分閘合閘，通過(guò)數(shù)碼管顯示來(lái)說(shuō)明對(duì)應(yīng)的用電信息。本實(shí)用新型電路功耗低；整機(jī)功耗小于0.8W。
文檔編號(hào)G01R31/02GK2724010SQ20042001827
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者李中澤, 鄒應(yīng)平, 蔣衛(wèi)勇 申請(qǐng)人:武漢盛帆電子有限公司