專利名稱：一種用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能計(jì)量裝置，具體說(shuō)是涉及一種高精度三相電能表的計(jì)量回路。
背景技術(shù)：
目前國(guó)家電網(wǎng)公司在“計(jì)量、抄表和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)研究”項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)上，按照統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的總體要求，結(jié)合國(guó)內(nèi)外計(jì)量、通信技術(shù)現(xiàn)狀以及公司系統(tǒng)生產(chǎn)、 經(jīng)營(yíng)、管理對(duì)電能表的基本要求，國(guó)家電網(wǎng)公司組織編制了智能電能表系列標(biāo)準(zhǔn)。在系列標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)《0. 2S級(jí)三相智能電能表技術(shù)規(guī)范》的要求，高精度0. 2S級(jí)也在國(guó)家的招投標(biāo)范圍，并進(jìn)行了規(guī)范。國(guó)網(wǎng)0.2S級(jí)表由于精度要求高，可靠性、穩(wěn)定要求非常高。目前，很多廠家的方案是高精度ADC+高速DSP的計(jì)量方案，此類方案設(shè)計(jì)復(fù)雜，調(diào)試周期長(zhǎng)并且校表復(fù)雜，可批量生產(chǎn)性較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，目的在于提供了一種國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，能使電能表精度達(dá)到國(guó)網(wǎng)招標(biāo)0. 2S級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，適于批量生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，包括計(jì)量回路，以及分別與所述計(jì)量回路連接的電流采樣電路、電壓采樣電路、電壓基準(zhǔn)電路、電源復(fù)位電路、脈沖校驗(yàn)電路和單片機(jī)，其特征在于所述的電流采樣電路包括帶磁路補(bǔ)償?shù)碾娏骰ジ衅骱虸/V變換電路，所述的電壓采樣電路包括低溫漂精密的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，所述的計(jì)量回路包括計(jì)量芯片ADE7878。根根據(jù)本實(shí)用新型，所述的電流互感器，其精度符合IEC 60044-10. 02級(jí)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的電壓基準(zhǔn)芯片為ADR127，為計(jì)量芯片ADE7878提供一個(gè)穩(wěn)定、可靠的基準(zhǔn)電壓。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的電流采樣電路由電流互感器作為電流采樣前端，所述的 I/V變換電路由跨接在電流互感器次級(jí)線圈兩端的采樣電阻構(gòu)成。所述的電流采樣電路還包括由第一電阻和第二電阻組成的電壓偏置回路，以及由第三電阻、第一電容、第四電阻和第二電容組成的抗混疊電路；所述的第一電阻和第二電阻串聯(lián)后跨接在電流互感器次級(jí)線圈兩端，兩電阻的連接端接地；所述的第三電阻一端接電流互感器次級(jí)線圈的一端，另一端接第一電容的一端和計(jì)量芯片，第一電容的另一端接第二電容的一端和地，第二電容的另一端接第四電阻的一端和計(jì)量芯片，第四電阻的另一端接電流互感器次級(jí)線圈的另一端。 根據(jù)本實(shí)用新型，所述電壓采樣電路的分壓電阻和電流采樣電路的采樣電阻的精度為的電阻，溫度系數(shù)分別為10ppm/°C和5ppm/°C。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的脈沖校驗(yàn)電路通過(guò)光耦隔離與外界連接。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的電源復(fù)位電路包括NPN型三極管、第五電阻、第六電阻、第七電阻和第三電容，所述的第五電阻的一端接復(fù)位開(kāi)關(guān)和第六電阻的一端，第五電阻的另一端接三極管的基極，第六電阻的另一端接三極管的集電極、第三電容的一端和地，第三電容的另一端接三極管的發(fā)射極、第七電阻的一端和計(jì)量芯片的RESET端，第七電阻的另一端接電源正端。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的計(jì)量電路還包括電源模塊，用于給各功能電路供電。本實(shí)用新型的電能計(jì)量電路與現(xiàn)有技術(shù)相比，一是具有更高的準(zhǔn)確度等級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)0. 2S級(jí)的電能計(jì)量；設(shè)計(jì)和校表流程簡(jiǎn)單，批量生產(chǎn)性好。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的電路圖。圖3為本實(shí)用新型電流采用電路中的一路電路圖。圖4為本實(shí)用新型的電源復(fù)位電路。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型包括電流采樣電路、電壓采樣電路、計(jì)量回路、電壓基準(zhǔn)電路、電源復(fù)位電路、脈沖校驗(yàn)電路、單片機(jī)和電源模塊。所述的電壓采樣電路包括低溫漂精密的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，所述的計(jì)量回路包括計(jì)量芯片ADE7878。電流采樣電路將電表所要計(jì)量的電流通過(guò)電流互感器和I/V變換電路變成電壓信號(hào)，供計(jì)量芯片采樣用；電壓采樣電路將輸入電壓通過(guò)精密分壓電阻網(wǎng)絡(luò)變換成低壓信號(hào)，供計(jì)量芯片采樣用；電壓基準(zhǔn)電路為計(jì)量芯片提供一個(gè)穩(wěn)定、可靠精密電壓源；計(jì)量回路是將所采集到的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過(guò)內(nèi)部DSP模塊計(jì)算，將計(jì)算所得的結(jié)果送給單片機(jī) 6處理；電流復(fù)位電路通過(guò)軟件復(fù)位計(jì)量芯片；計(jì)量芯片為脈沖校驗(yàn)電路提供有功、無(wú)功校驗(yàn)脈沖。圖2是本實(shí)用新型高精度計(jì)量回路的一個(gè)個(gè)體實(shí)施線路圖。圖中有三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的電流采樣電路1和電壓采樣電路2分別連接到三相電源端。為了方便理解，只分析其中的一路電流和電壓采樣信號(hào)，其它兩路信號(hào)的處理過(guò)程相同。所述的一路電流采樣電路包括帶磁路補(bǔ)償?shù)碾娏骰ジ衅鱐A1、I/V變換電路、電壓偏置回路和抗混疊電路。所述的Ι/ν變換電路由跨接在電流互感器TAl次級(jí)線圈兩端Si、 S2的采樣電阻R530構(gòu)成。所述的電壓偏置回路由第一電阻和第二電阻R531組成，所述的第一電阻和第二電阻R531串聯(lián)后跨接在電流互感器TAl次級(jí)線圈兩端Si、S2， 兩電阻的連接端接地。所述的抗混疊電路由第三電阻R61、第一電容C46、第四電阻R62和第二電容C47組成，所述的第三電阻R61—端接電流互感器TAl次級(jí)線圈的一端Si，另一端接第一電容C46的一端和計(jì)量芯片的IAP端，第一電容C46的另一端接第二電容C47的一端和地，第二電容C47的另一端接第四電阻R62的一端和計(jì)量芯片的IAN端，第四電阻R62 的另一端接電流互感器TAl次級(jí)線圈的另一端S2。參照?qǐng)D3，上述電流采樣電路的第一路信號(hào)由新型帶磁路補(bǔ)償?shù)母呔?、寬量程電流互感器TAl作為電流采樣前端，采樣電阻R530將電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電阻和電阻 R531構(gòu)成的電壓偏置回路將電壓信號(hào)調(diào)整到專用計(jì)量芯片ADE7878需要的電壓值，由電阻 R61、電容C46和電阻R62、電容C47組成的抗混疊電路將調(diào)整后的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波后輸入到專用計(jì)量芯片ADE7878。電壓采樣電路的第一路信號(hào)由溫度系數(shù)為10ppm/°C以上的精密電阻組成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，將電壓采樣信號(hào)分壓后輸入到專用計(jì)量芯片ADE7878 ；專用計(jì)量芯片ADE7878將電流、電壓端采集到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算并與單片機(jī)6進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；脈沖校驗(yàn)電路5通過(guò)光耦隔離來(lái)與外界連接；電壓基準(zhǔn)電路7由基準(zhǔn)電壓芯片ADR127構(gòu)成，并為計(jì)量回路3提供基準(zhǔn)參考電壓。參照?qǐng)D4，電源復(fù)位電路包括NPN型三極管V28、第五電阻R122、第六電阻R123、第七電阻R50和第三電容C52，所述的第五電阻R122的一端接復(fù)位開(kāi)關(guān)和第六電阻R123的一端，第五電阻R122的另一端接三極管V28的基極，第六電阻R123的另一端接三極管M8的集電極、第三電容C52的一端和地，第三電容C52的另一端接三極管V28的發(fā)射極、第七電阻R50的一端和計(jì)量芯片的RESET端，第七電阻R50的另一端接電源正端。本實(shí)用新型的高精度計(jì)量電路的性能指標(biāo)如下準(zhǔn)確度等級(jí)有功0. 2S級(jí)電壓頻率50Hz參比電壓3Χ57·7/100V電流規(guī)格1.5(6) A儀表常數(shù)20000imp/kffh工作電壓范圍0. 7Un 1. 2Un工作溫度范圍-25 65°C電壓線路功耗有功功耗小于2W，視在功耗小于IOVA電流線路功耗彡IVA實(shí)測(cè)基本誤差
權(quán)利要求1.一種用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，包括計(jì)量回路，以及分別與所述計(jì)量回路連接的電流采樣電路、電壓采樣電路、電壓基準(zhǔn)電路、電源復(fù)位電路、脈沖校驗(yàn)電路和單片機(jī)，其特征在于所述的電流采樣電路包括帶磁路補(bǔ)償?shù)碾娏骰ジ衅?TAl)和I/V 變換電路，所述的電壓采樣電路包括低溫漂精密的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，所述的計(jì)量回路包括計(jì)量芯片ADE7878。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征在于所述的電流互感器的精度符合IEC 60044-10. 02級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征是在所述的電壓基準(zhǔn)電路的電壓基準(zhǔn)芯片為ADRl27。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征是在所述的電壓采樣電路的分壓電阻精度為的電阻，溫度系數(shù)分別為10ppm/°C和5ppm/°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征在于所述的電流采樣電路由電流互感器(TAl)作為電流采樣前端，所述的I/V變換電路由跨接在電流互感器(TAl)次級(jí)線圈兩端(S1、S2)的采樣電阻(R530)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征是在所述的電流采樣電路的采樣電阻精度(R530)為的電阻，溫度系數(shù)為5ppm/°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征在于所述的電流采樣電路還包括由第一電阻(R529)和第二電阻(R531)組成的電壓偏置回路，以及由第三電阻(R61)、第一電容(C46)、第四電阻(R6》和第二電容(C47)組成的抗混疊電路；所述的第一電阻(R529)和第二電阻(R531)串聯(lián)后跨接在電流互感器(TAl)次級(jí)線圈兩端(S1、S2)，兩電阻的連接端接地；所述的第三電阻(R61) —端接電流互感器(TAl)次級(jí)線圈的一端(Si)，另一端接第一電容(C46)的一端和計(jì)量芯片，第一電容(C46)的另一端接第二電容(C47)的一端和地，第二電容(C47)的另一端接第四電阻￠6 的一端和計(jì)量芯片，第四電阻(R62)的另一端接電流互感器(TAl)次級(jí)線圈的另一端(S2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征在于所述的脈沖校驗(yàn)電路通過(guò)光耦隔離與外界連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，其特征在于所述的電源復(fù)位電路包括NPN型三極管(M8)、第五電阻(R122)、第六電阻(R123)、第七電阻 (R50)和第三電容(C52)，所述的第五電阻(R122)的一端接復(fù)位開(kāi)關(guān)和第六電阻(R123)的一端，第五電阻(R12》的另一端接三極管(V28)的基極，第六電阻(R12!3)的另一端接三極管(M8)的集電極、第三電容(C52)的一端和地，第三電容(C52)的另一端接三極管(M8) 的發(fā)射極、第七電阻(R50)的一端和計(jì)量芯片的RESET端，第七電阻(R50)的另一端接電源正端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)所述的用于國(guó)網(wǎng)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路， 其特征在于所述的計(jì)量電路還包括電源模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種國(guó)網(wǎng)0.2S級(jí)三相智能電能表的高精度計(jì)量電路，包括新型帶磁路補(bǔ)償?shù)母呔?、寬量程電流互感器、高精度專用?jì)量芯片、高精度電壓基準(zhǔn)芯片、低溫漂精密電阻器組成。本實(shí)用新型能使電能表精度達(dá)到國(guó)網(wǎng)招標(biāo)0.2S級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202305663SQ201120400988
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者余鐘林, 金可有 申請(qǐng)人:浙江正泰儀器儀表有限責(zé)任公司