本發(fā)明涉及一種數(shù)字電表，尤其是一種應(yīng)用于多通道交流數(shù)字電能表的計量電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，智能電表包含多個電能計量模塊，現(xiàn)有的多回路電能表采用分時復(fù)用技術(shù)，測量精度不高，此外，多通道為同一電源進(jìn)行供電，在電源電路發(fā)生故障，會導(dǎo)致智能電表無法進(jìn)行正常的電壓電流數(shù)據(jù)采集。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于多通道交流數(shù)字電能表的計量電路，輸入端與待測回路連接，輸出端與主控芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接，控制端與主控芯片的片選端子連接，與電源模塊連接，包括十二路電壓采集單元、十二路電流采集單元和四片計量芯片，十二路電壓采集單元采集十二路待測回路的電壓信號，十二路電流采集單元采集十二路待測回路的電流信號，每一片計量芯片的輸入端分別與三路電壓采集單元的輸出端和三路電流采集單元的輸出端連接；

電壓采集單元包括電壓互感器，電壓互感器的輸入端與一路待測回路連接，電壓互感器的一個輸出端子與第一電壓電阻連接后接地，該輸出端子與第二電壓電阻連接后輸出電壓信號，第二電壓電阻與第一電容連接后接地；電壓互感器的另一個輸出端與第三電壓電阻連接后接地，該輸出端子與第四電壓電阻連接后輸出電壓信號，第四電壓電阻與第二電容連接后接地；

電流采集單元包括電流互感器，電流互感器的輸入端子1、輸入端子2與一路待測回路連接，電流互感器的輸出端子3與第一電流電阻連接后接地，輸出端子3與第二電流電阻連接后輸出電壓信號，第二電流電阻與第三電容連接后接地；電壓互感器的輸出端子4與第三電流電阻連接后接地，輸出端子4與第四電流電阻連接后輸出電壓信號，第四電流電阻與第四電容連接后接地；

計量芯片采用高精度計量芯片ATT7022EU，高精度計量芯片ATT7022EU包含的6路采集通道依次與三路電壓采集單元的輸出端和三路電流采集單元的輸出端連接，高精度計量芯片ATT7022EU的片選信號與主控芯片的計量芯片片選端連接，高精度計量芯片ATT7022EU的輸出端與主控芯片的計量數(shù)據(jù)輸入端連接。

進(jìn)一步地，電源模塊包括十二路供電電源單元，十二路供電電源與十二路電壓電流采集單元一一對應(yīng)連接，每一路供電電源單元包括整流電路、防雷電路、過壓電路、過流電路、變壓電路、開關(guān)電源集成電路和光耦電路，待測回路經(jīng)整流電路、變壓電路后與開關(guān)電源集成電路的一個輸入端連接，待測回路經(jīng)整流電路、防雷電路后與開關(guān)電源集成電路的一個輸入端連接，變壓電路的一個輸出端與過流電路的輸入端連接，輸出供電電壓，過流電路的輸出端與光耦電路連接，變壓電路的另一個輸出端與光耦電路連接后與開關(guān)電源集成電路的一個輸入端連接。

進(jìn)一步地，主控芯片U2的引腳RA4、引腳RA5、引腳RE0、引腳RE1依次與四片計量芯片的片選引腳連接，主控芯片U2的引腳RA2、引腳RA3、引腳RC1、引腳RC0依次與四片計量芯片的輸出端連接；

時鐘芯片U4的引腳2分別與晶振芯片Y2的一端、電容C31的一端連接，引腳3與晶振芯片Y2的另一端、電容C32的一端連接，時鐘芯片U4的引腳5與主控芯片U2的引腳NC連接，時鐘芯片U4的引腳6與主控芯片U2的引腳RB7連接，時鐘芯片U4的引腳7與主控芯片U2的引腳RB6連接；

存儲芯片U7的引腳1與主控芯片U2的引腳RD4連接，存儲芯片U7的引腳2與主控芯片U2的引腳RD5連接，存儲芯片U7的引腳5與主控芯片U2的引腳RB0連接，存儲芯片U7的引腳6與主控芯片U2的引腳RD7連接，存儲芯片U7的引腳3與主控芯片U2的引腳RD6連接；

主控芯片U2的引腳RB2與電阻R12連接后與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的集電極外接供電模塊輸出電壓，三極管Q1的發(fā)射極與電阻Rb1連接后與背光板B1的引腳1連接，背光板B1的引腳2接地。

本發(fā)明的有益效果是，

1、本發(fā)明電能計量模塊包括四片相互獨立的交流電表計量芯片，分別與多路電流采樣回路和電壓采樣回路連接，各個回路同時檢測同時計量，各芯片電源獨立，測量精度達(dá)到0.1級。克服了現(xiàn)有多回路電能表分時計量的弊端，大大提高了測量精度，有功達(dá)到0.1S，無功0.2S。

2、專用電源的設(shè)計，當(dāng)負(fù)載變重或待測回路電壓過低而引起5V電壓下降時，流過光耦器電流減小，光敏管內(nèi)阻增大，WS175的G極電位下降，經(jīng)WS175內(nèi)部電路比較后使開關(guān)管頻率升高，輸出電壓上升；反之亦然。如果負(fù)載短路引起開關(guān)管嚴(yán)重過流時，內(nèi)部的過流保護(hù)電路將動作，通過控制電路使開關(guān)電源停振，整機(jī)得以保護(hù)。提高供電穩(wěn)定性，提高功率轉(zhuǎn)化率，功耗低。

附圖說明

圖1是應(yīng)用于多通道交流數(shù)字電能表的計量電路圖；

圖2是第一路電壓采集單元電路圖；

圖3是第一路電流采集單元電路圖；

圖4是第二路電壓采集單元電路圖；

圖5是第二路電流采集單元電路圖；

圖6是第三路電壓采集單元電路圖；

圖7是第三路電流采集單元電路圖；

圖8是第四路電壓采集單元電路圖；

圖9是第四路電流采集單元電路圖；

圖10是第五路電壓采集單元電路圖；

圖11是第五路電流采集單元電路圖；

圖12是第六路電壓采集單元電路圖；

圖13是第六路電流采集單元電路圖；

圖14是第七路電壓采集單元電路圖；

圖15是第七路電流采集單元電路圖；

圖16是第八路電壓采集單元電路圖；

圖17是第八路電流采集單元電路圖；

圖18是第九路電壓采集單元電路圖；

圖19是第九路電流采集單元電路圖；

圖20是第十路電壓采集單元電路圖；

圖21是第十路電流采集單元電路圖；

圖22是第十一路電壓采集單元電路圖；

圖23是第十一路電流采集單元電路圖；

圖24是第十二路電壓采集單元電路圖；

圖25是第十二路電流采集單元電路圖；

圖26是第一片計量芯片電路圖；

圖27是第二片計量芯片電路圖；

圖28是第三片計量芯片電路圖；

圖29是第四片計量芯片電路圖；

圖30是電源電路圖；

圖31是主控芯片電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種應(yīng)用于多通道交流數(shù)字電能表的計量電路，輸入端與待測回路連接，輸出端與主控芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接，控制端與主控芯片的片選端子連接，與電源模塊連接，包括十二路電壓采集單元、十二路電流采集單元和四片計量芯片，十二路電壓采集單元采集十二路待測回路的電壓信號，十二路電流采集單元采集十二路待測回路的電流信號，每一片計量芯片的輸入端分別與三路電壓采集單元的輸出端和三路電流采集單元的輸出端連接。

如圖2所示，電壓采集單元包括電壓互感器，電壓互感器的輸入端與一路待測回路連接，電壓互感器的一個輸出端子與電阻R127連接后接地，該輸出端子與電阻R17連接后輸出電壓信號V2P，電阻R17與電容C18連接后接地；電壓互感器的另一個輸出端與電阻R128連接后接地，該輸出端子與電阻R18連接后輸出電壓信號V2N，電阻R18與電容C22連接后接地。

如圖3所示，電流采集單元包括電流互感器，電流互感器的輸入端子與一路待測回路連接，電流互感器的輸出端子3與與電阻R23連接后接地，輸出端子3與電阻R29連接后輸出電壓信號V1N，電阻R29與電容C30連接后接地；電壓互感器的輸出端子4與電阻R24連接后接地，輸出端子4與電阻R30連接后輸出電壓信號V1P，電阻R30與電容C31連接后接地。

如圖4至圖25所示，十一路電壓采集單元和十一路電流采集單元完成對另外十一路待測回路的電壓信號和電流信號采集，電路圖原理同圖2、圖3所述，在此不再贅述。

如圖26所示，計量芯片采用高精度計量芯片ATT7022EU，高精度計量芯片ATT7022EU包含的6路采集通道依次與三路電壓采集單元的輸出端和三路電流采集單元的輸出端連接，高精度計量芯片ATT7022EU的片選信號與主控芯片的計量芯片片選端連接，高精度計量芯片ATT7022EU的輸出端與主控芯片的計量數(shù)據(jù)輸入端連接。

如圖27至圖29所示，三片計量芯片與九路電壓采集單元和九路電流采集單元的輸出端連接，原理同圖26，在此不再贅述。

如圖30所示，電源模塊包括十二路供電電源單元，十二路供電電源與十二路電壓電流采集單元一一對應(yīng)連接，每一路供電電源單元包括整流電路、防雷電路、過壓電路、過流電路、變壓電路、開關(guān)電源集成電路和光耦電路，待測回路經(jīng)整流電路、變壓電路后與開關(guān)電源集成電路的一個輸入端連接，待測回路經(jīng)整流電路、防雷電路后與開關(guān)電源集成電路的一個輸入端連接，變壓電路的一個輸出端與過流電路的輸入端連接，輸出供電電壓，過流電路的輸出端與光耦電路連接，變壓電路的另一個輸出端與光耦電路連接后與開關(guān)電源集成電路的一個輸入端連接。

如圖31所示，主控芯片U2的引腳RA4、引腳RA5、引腳RE0、引腳RE1依次與四片計量芯片的片選引腳連接，主控芯片U2的引腳RA2、引腳RA3、引腳RC1、引腳RC0依次與四片計量芯片的輸出端連接；

時鐘芯片U4的引腳2分別與晶振芯片Y2的一端、電容C31的一端連接，引腳3與晶振芯片Y2的另一端、電容C32的一端連接，時鐘芯片U4的引腳5與主控芯片U2的引腳NC連接，時鐘芯片U4的引腳6與主控芯片U2的引腳RB7連接，時鐘芯片U4的引腳7與主控芯片U2的引腳RB6連接；

存儲芯片U7的引腳1與主控芯片U2的引腳RD4連接，存儲芯片U7的引腳2與主控芯片U2的引腳RD5連接，存儲芯片U7的引腳5與主控芯片U2的引腳RB0連接，存儲芯片U7的引腳6與主控芯片U2的引腳RD7連接，存儲芯片U7的引腳3與主控芯片U2的引腳RD6連接；

主控芯片U2的引腳RB2與電阻R12連接后與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的集電極外接供電模塊輸出電壓，三極管Q1的發(fā)射極與電阻Rb1連接后與背光板B1的引腳1連接，背光板B1的引腳2接地。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。