一種多功能單相電能計量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多功能單相電能計量裝置，包括MCU模塊；所述MCU模塊分別連接電能計量單元、顯示單元、負(fù)荷開關(guān)電路、紅外通信單元和電源模塊；所述電能計量單元前端連接有電流取樣電阻；所述電源模塊由主供電電源通過電源切換電路連接到備用電源構(gòu)成。本實用新型的多功能單相電能計量裝置通過計量電路對電能實現(xiàn)計量，將計量后的數(shù)據(jù)送到處理裝置上處理；處理后實時顯示數(shù)據(jù)，另外具有電能計量、過流報警、功率因數(shù)過低報警功能以及主要電參數(shù)測量功能，且測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
【專利說明】一種多功能單相電能計量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種多功能單相電能計量裝置，屬于電能測量工具領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電能是最重要的能源，它的應(yīng)用在生產(chǎn)技術(shù)上曾引起劃時代的變革。在現(xiàn)代社會中電能己廣泛應(yīng)用到社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域和社會生活的各個方面。作為測量電能的專用儀表——電能表，在電能管理用儀器儀表中占有很大的比例，其性能直接影響電能管理的效率和科學(xué)化水平，它的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到國家與用戶的經(jīng)濟(jì)利益。電能表從大范圍地應(yīng)用開始至今，經(jīng)歷了感應(yīng)式機(jī)械電能表、機(jī)電一體式電能表、全電子式電能表的發(fā)展過程。較早出現(xiàn)且至今仍在我國和許多國家普遍采用的感應(yīng)系電能表，制造簡單且價格便宜，但測量準(zhǔn)確度較低，且功能單一，不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)代化和供用電管理現(xiàn)代化飛速發(fā)展的需求。機(jī)電一體式電能表在一定程度上增加了電能表的功能，但是還是擺脫不了其機(jī)械部件的限制，無法從根本上解決問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一)要解決的技術(shù)問題
[0004]針對上述問題，本實用新型提出了一種測量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的多功能單相電能計量裝置。
[0005](二)技術(shù)方案
[0006]本實用新型的多功能單相電能計量裝置，包括MCU模塊；所述MCU模塊分別連接電能計量單元、顯示單元、負(fù)荷開關(guān)電路、紅外通信單元和電源模塊；所述電能計量單元前端連接有電流取樣電阻；所述電源模塊由主供電電源通過電源切換電路連接到備用電源構(gòu)成。
[0007]進(jìn)一步地，所述的電能計量單元分別連接有電壓分壓電路和電流取樣電路。
[0008]進(jìn)一步地,所述的電能計量單元由RN8209G計量芯片構(gòu)成。
[0009]進(jìn)一步地，所述的負(fù)荷開關(guān)電路采用四個三極管組成的H橋驅(qū)動繼電器。
[0010]進(jìn)一步地，所述的紅外通信單元有紅外發(fā)送電路和紅外接收電路組成。
[0011]優(yōu)選地，所述的顯示單元由6C0MX 17SEG的段式IXD組成。
[0012]優(yōu)選地，所述的電流取樣電阻為300ιιΩ的錳銅。
[0013]優(yōu)選地，所述的備用電源由鋰電池構(gòu)成。
[0014](三)有益效果
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其具有以下有益效果:本實用新型的多功能單相電能計量裝置通過計量電路對電能實現(xiàn)計量，將計量后的數(shù)據(jù)送到處理裝置上處理；處理后實時顯示數(shù)據(jù)，另外具有電能計量、過流報警、功率因數(shù)過低報警功能以及主要電參數(shù)測量功能，且測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2是本實用新型的電能計量單元電路原理圖；
[0018]圖3是本實用新型的電源切換電路原理圖；
[0019]圖4是本實用新型的負(fù)荷開關(guān)電路原理圖；
[0020]圖5是本實用新型的紅外通信單元電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型采用成熟可靠的電能計量芯片+MCU的結(jié)構(gòu)。
[0022]如圖1所示的本實用新型的多功能單相電能計量裝置，包括MCU模塊；所述MCU模塊分別連接電能計量單元、顯示單元、負(fù)荷開關(guān)電路、紅外通信單元和電源模塊；所述電能計量單元前端連接有電流取樣電阻；所述電源模塊由主供電電源通過電源切換電路連接到備用電源構(gòu)成。
[0023]如圖2所示，所述的電能計量單元分別連接有電壓分壓電路和電流取樣電路；圖2的A中為電壓分壓電路，其中輸入端N和GND為輸入的單相電壓，計量芯片的采樣輸入端為V3P和V3N，計量芯片會把這兩管腳的電壓差作為采樣信號，并在計量芯片內(nèi)部進(jìn)行功率計算。圖中電阻R13?R17相當(dāng)于一個可調(diào)電阻R，電阻R和R6串聯(lián)分壓，再通過電容C16、C24濾波后送入計量芯片。圖2的B中，電流流過錳銅，在M+1和M-1引線之間的電阻由歐姆定律U=RI可以取樣流過的電流，其取樣值一般會降低很多倍，其與使用的錳銅分流器的取樣電阻有關(guān)；本實施例使用的錳銅分流器取樣的電阻為300ιιΩ ;因此其降低倍數(shù)為1/0.0003=3333倍；然后經(jīng)過電阻R4、電容C11，電阻R5、電容C22構(gòu)成的抗混疊濾波器，送入RN8209G計量芯片。
[0024]如圖3所示，由于本實施例備用電源采用鋰電池；鋰電池為不可充電電池，在當(dāng)有外部供電時應(yīng)防止對鋰電池充電；同時為延長鋰電池壽命，在有外部供電時，鋰電池停止電流送出；因此采用電源切換電路進(jìn)行切換；電源切換電路由電阻R36和R37組成電池電壓采集電路，將分壓后的電壓送入MCU的ADC，檢測電池電壓；實現(xiàn)主電源與備用電源不間斷切換。
[0025]如圖4所示，所述的負(fù)荷開關(guān)電路采用四個三極管組成的H橋驅(qū)動繼電器；其中H橋由三極管Q10、QlU Q12、Q13組成。當(dāng)三極管Q10、Qll導(dǎo)通，電流從三極管QA流向三極管QB，繼電器打開；當(dāng)三極管Q12、Q12導(dǎo)通，電流從三極管QB流向三極管QA，繼電器閉合；二極管D21、D22在電路中為續(xù)流作用，避免反向電流擊穿三極管。
[0026]如圖5所示；所述的紅外通信單元有紅外發(fā)送電路和紅外接收電路組成；數(shù)據(jù)的發(fā)送由Q1、D15等部分組成，發(fā)送數(shù)據(jù)“O”時進(jìn)行PWM調(diào)制，發(fā)送數(shù)據(jù)“I”時不進(jìn)行PWM調(diào)制；當(dāng)IR-TXD為高電平時，關(guān)閉38KPWM調(diào)制信號輸出；當(dāng)IR-TXD為低電平時，輸出38K-PWM的調(diào)制信號，即38K-PWM信號通過D2發(fā)射出去；數(shù)據(jù)的接收由U6接收模塊完成，U6實現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)的解調(diào)功能。
[0027]所述的顯示單元由6C0MX 17SEG的段式LCD組成。
[0028]上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本實用新型的保護(hù)范圍，本實用新型請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能單相電能計量裝置，其特征在于，包括MCU模塊；所述MCU模塊分別連接電能計量單元、顯示單元、負(fù)荷開關(guān)電路、紅外通信單元和電源模塊；所述電能計量單元前端連接有電流取樣電阻；所述電源模塊由主供電電源通過電源切換電路連接到備用電源構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能單相電能計量裝置，其特征在于:所述的電能計量單元分別連接有電壓分壓電路和電流取樣電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能單相電能計量裝置，其特征在于:所述的電能計量單元由RN8209G計量芯片構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能單相電能計量裝置，其特征在于:所述的負(fù)荷開關(guān)電路采用四個三極管組成的H橋驅(qū)動繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能單相電能計量裝置，其特征在于:所述的紅外通信單元有紅外發(fā)送電路和紅外接收電路組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能單相電能計量裝置，其特征在于:所述的顯示單元由6C0MX 17SEG的段式LCD組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能單相電能計量裝置，其特征在于:所述的電流取樣電阻為300ιιΩ的錳銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能單相電能計量裝置，其特征在于:所述的備用電源由鋰電池構(gòu)成。
【文檔編號】G01R22/06GK203672967SQ201420026483
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】焦星星, 嚴(yán)麗雯, 施曉娜, 邱澤忠, 陳楊浩, 林祝亮 申請人:浙江師范大學(xué)