本實(shí)用新型屬于電能計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及一種電能脈沖產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)：

隨著近年來(lái)計(jì)量芯片市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨白日化，計(jì)量性能的提高和功能的完善以及成本的降低是各廠商追逐的方向。電能脈沖作為電能表最基本的功能，它是電能表計(jì)量電能值的方式，具體為將用戶的瞬時(shí)功率累加成能量，并以脈沖的形式輸出，為發(fā)電企業(yè)、輸配電企業(yè)、電力用戶之間進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算提供依據(jù)，它的準(zhǔn)確與否直接影響到三者的利益以及交易的合理性。

目前為止，電能脈沖的計(jì)算方法已經(jīng)有很多，但人們最終關(guān)心的是計(jì)量的精度和實(shí)現(xiàn)的代價(jià)。現(xiàn)有的技術(shù)大部分是通過(guò)累加瞬時(shí)功率得到能量，然后根據(jù)設(shè)置的閾值比較進(jìn)一步輸出電能脈沖，但都較為復(fù)雜，需要大量的寄存器，硬件資源開(kāi)銷大，這對(duì)于面積和功耗要求都極為苛刻的計(jì)量芯片是不允許的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電能脈沖產(chǎn)生裝置需要大量的寄存器，硬件資源開(kāi)銷大的缺陷，提供一種電能脈沖產(chǎn)生裝置。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的：

一種電能脈沖產(chǎn)生裝置，包括：順次連接的正負(fù)功檢測(cè)模塊、第一累加模塊、第一檢測(cè)模塊和第一脈沖產(chǎn)生模塊，以及，順次連接的第二累加模塊、第二檢測(cè)模塊和第二脈沖產(chǎn)生模塊；

所述正負(fù)功檢測(cè)模塊用于輸入瞬時(shí)功率的一路，記為第一路，輸出所述第一路的瞬時(shí)功率的正向功率或負(fù)向功率，并將所述第一路的瞬時(shí)功率輸出至所述第一累加模塊；

所述第一累加模塊用于輸出所述瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值的累加和；

所述第一檢測(cè)模塊用于向所述第一脈沖產(chǎn)生模塊輸出第一使能信號(hào)，以及在輸出所述第一使能信號(hào)時(shí)產(chǎn)生第一能量清除信號(hào)，并將所述第一能量清除信號(hào)反饋至所述第一累加模塊；

所述第一脈沖產(chǎn)生模塊用于在接收到所述第一使能信號(hào)時(shí)產(chǎn)生電能脈沖；

所述第二累加模塊用于輸入瞬時(shí)功率的另一路，記為第二路，輸出所述第二路的瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值的累加和；

所述第二檢測(cè)模塊用于向所述第二脈沖產(chǎn)生模塊輸出第二使能信號(hào)，以及在輸出第二使能信號(hào)時(shí)產(chǎn)生第二能量清除信號(hào)，并將所述第二能量清除信號(hào)反饋至所述第二累加模塊；

所述第二脈沖產(chǎn)生模塊用于在接收到所述第二使能信號(hào)時(shí)產(chǎn)生電能脈沖。

本方案中，對(duì)于所述第一路的瞬時(shí)功率的正向功率而言，瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值為所述第一路的瞬時(shí)功率的正向功率的瞬時(shí)值；對(duì)于所述第一路的瞬時(shí)功率的負(fù)向功率而言，瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值為所述第一路的瞬時(shí)功率的負(fù)向功率的瞬時(shí)值的絕對(duì)值。

較佳地，所述正負(fù)功檢測(cè)模塊包括：符號(hào)檢測(cè)單元；

所述符號(hào)檢測(cè)單元用于輸入瞬時(shí)功率的一路，記為第一路，并檢測(cè)所述第一路的瞬時(shí)功率的符號(hào)位；

所述符號(hào)檢測(cè)單元與所述第一累加模塊連接。

較佳地，所述第一累加模塊包括：第一累加器和具有清除功能的第一累加和寄存器；

所述第一累加器用于累加輸入的瞬時(shí)功率；

所述第一累加和寄存器用于存放所述第一累加器的累加結(jié)果，并接收所述第一能量清除信號(hào)；

所述第二累加模塊包括：第二累加器和具有清除功能的第二累加和寄存 器；

所述第二累加器用于累加輸入的瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值；

所述第二累加和寄存器用于存放所述第二累加器的累加結(jié)果，并接收所述第二能量清除信號(hào)。

較佳地，所述第一脈沖產(chǎn)生模塊包括第一位檢測(cè)單元和第一脈沖生成器；

所述第一累加和寄存器與所述第一位檢測(cè)單元連接，所述第一位檢測(cè)單元還與所述第一脈沖生成器連接。

較佳地，所述第二脈沖產(chǎn)生模塊包括：異或門、第二檢測(cè)單元和第二脈沖生成器；

所述異或門的輸入端與所述第二累加和寄存器連接，所述異或門的輸出端與所述第二檢測(cè)單元連接，所述第二檢測(cè)單元還與所述第二脈沖生成器連接。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)例。

本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：在保證脈沖準(zhǔn)確度和精度的前提下，采用獨(dú)特的能量脈沖生成方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還大大減少了寄存器的使用，很好的節(jié)約了硬件資源。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的一種電能脈沖產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例輸入瞬時(shí)功率的第二路計(jì)算瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值的累加和并產(chǎn)生電能脈沖的信號(hào)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例

本實(shí)施例的一種電能脈沖產(chǎn)生裝置，如圖1所示，包括：順次連接的正負(fù)功檢測(cè)模塊301、第一累加模塊302、第一檢測(cè)模塊303和第一脈沖產(chǎn)生模塊304，以及，順次連接的第二累加模塊401、第二檢測(cè)模塊402和第二脈沖產(chǎn)生模塊403。

所述正負(fù)功檢測(cè)模塊301用于輸入瞬時(shí)功率的一路，記為第一路，并檢測(cè)所述第一路的瞬時(shí)功率是正向功率還是負(fù)向功率，若是正向功率，則輸出至所述第一累加模塊302計(jì)算所述瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值的累加和，以用于計(jì)算正向功率的能量(即電能)，若是負(fù)向功率，則輸出至所述第一累加模塊302取所述負(fù)向功率的瞬時(shí)值的絕對(duì)值并計(jì)算所述絕對(duì)值的累加和，以用于計(jì)算負(fù)向功率的絕對(duì)值的能量(即電能)。

具體地，所述正負(fù)功檢測(cè)模塊301可以包括：符號(hào)檢測(cè)單元和取絕對(duì)值單元；

所述符號(hào)檢測(cè)單元用于輸入瞬時(shí)功率的一路，記為第一路，并檢測(cè)所述第一路的瞬時(shí)功率的符號(hào)位是正還是負(fù)，若是計(jì)算正向功率的能量，則將檢測(cè)到的符號(hào)位為正的瞬時(shí)功率輸出至所述第一累加模塊，將檢測(cè)到的符號(hào)位為負(fù)的瞬時(shí)功率取零值并輸出至所述第一累加模塊，若是計(jì)算負(fù)向功率的能量，則將檢測(cè)到的符號(hào)位為負(fù)的瞬時(shí)功率輸出至所述取絕對(duì)值單元取絕對(duì)值后輸出至所述第一累加模塊，將檢測(cè)到的符號(hào)位為正的瞬時(shí)功率取零值并輸出至所述第一累加模塊；

所述第一累加模塊包括：第一累加器和具有清除功能的第一累加和寄存器；

所述第一累加器用于累加輸入的瞬時(shí)功率；

所述第一累加和寄存器用于存放所述第一累加器的累加結(jié)果，并接收第一能量清除信號(hào)。

所述第一檢測(cè)模塊302用于檢測(cè)所述第一路的累加和的絕對(duì)值是否大于或等于2^(x)，若是則向所述第一脈沖產(chǎn)生模塊304輸出第一使能信號(hào)，若否則不向所述第一脈沖產(chǎn)生模塊304輸出第一使能信號(hào)，以及在輸出第一使 能信號(hào)時(shí)產(chǎn)生第一能量清除信號(hào)，并將所述第一能量清除信號(hào)反饋至所述第一累加模塊302。所述第一能量清除信號(hào)用于從所述第一路的累加和的絕對(duì)值中減去2^(x)，并將剩余的部分作為下一次計(jì)算所述第一路的累加和的初始值，其中剩余的部分是指從所述第一路的累加和的絕對(duì)值中減去2^(x)后所述第一路的累加和的絕對(duì)值剩余的值。當(dāng)所述第一累加和寄存器接收到所述第一能量清除信號(hào)時(shí)，所述第一累加和寄存器會(huì)從存放的累加結(jié)果中減去2^(x)，并將剩余的部分作為下一次所述第一累加器計(jì)算所述第一路的累加和的初始值。

所述第一脈沖產(chǎn)生模塊304用于在接收到所述第一使能信號(hào)時(shí)，用所述第一路的累加和的第x位使能電能脈沖產(chǎn)生。其中，第一路的累加和采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，用所述第一路的累加和的第x位使能電能脈沖產(chǎn)生包括：檢測(cè)所述第一路的累加和的第x位是否有效(即是1還是0)，若是(即是1)，則產(chǎn)生電能脈沖，若否(即是0)，則不產(chǎn)生電能脈沖。

具體地，所述第一脈沖產(chǎn)生模塊可以包括：第一位檢測(cè)單元和第一脈沖生成器；

所述第一位檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述第一路的累加和的第x位是否有效(即是1還是0)，并在第x為位有效(即是1)時(shí)向所述第一脈沖生成器輸出第一生成信號(hào)；

所述第一脈沖生成器用于在接收到所述第一生成信號(hào)后，產(chǎn)生電能脈沖。

所述第二累加模塊401用于輸入瞬時(shí)功率的另一路，記為第二路，計(jì)算所述第二路的瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值的累加和或瞬時(shí)值的絕對(duì)值的累加和，以用于計(jì)算所述瞬時(shí)功率的累加和的能量或絕對(duì)值的累加和的能量。

具體地，所述第二累加模塊可以包括：第二累加器和具有清除功能的第二累加和寄存器；

所述第二累加器用于累加輸入的瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值或瞬時(shí)值的絕對(duì)值，即第二路的瞬時(shí)功率；

所述第二累加和寄存器用于存放所述第二累加器的累加結(jié)果，并接收第 二能量清除信號(hào)。

所述第二檢測(cè)模塊402用于檢測(cè)所述第二路的累加和的絕對(duì)值是否大于或等于2^(x)，若是則向所述第二脈沖產(chǎn)生模塊403輸出第二使能信號(hào)，若否則不向所述第二脈沖產(chǎn)生模塊403輸出第二使能信號(hào)，以及在輸出第二使能信號(hào)時(shí)產(chǎn)生第二能量清除信號(hào)，并將所述第二能量清除信號(hào)反饋至所述第二累加模塊401。所述第二能量清除信號(hào)用于從所述第二路的累加和的絕對(duì)值中減去2^(x)，并將剩余的部分作為下一次計(jì)算所述第二路的累加和的初始值，其中剩余的部分是指從所述第二路的累加和的絕對(duì)值中減去2^(x)后所述第二路的累加和的絕對(duì)值剩余的值。當(dāng)所述第二累加和寄存器接收到所述第二能量清除信號(hào)時(shí)，所述第二累加和寄存器會(huì)從存放的累加結(jié)果中減去2^(x)，并將剩余的部分作為下一次所述第二累加器計(jì)算所述第二路的累加和的初始值。

所述第二脈沖產(chǎn)生模塊403用于在接收到所述第二使能信號(hào)時(shí)用所述第二路的累加和的第x位與第(x+1)位的異或結(jié)果使能電能脈沖產(chǎn)生。其中，第二路的累加和采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，用所述第二路的累加和的第x位與第(x+1)位的異或結(jié)果使能電能脈沖產(chǎn)生包括：檢測(cè)所述第二路的累加和的第x位與第(x+1)位的異或結(jié)果是否有效(即是1還是0)，若是(即是1)，則產(chǎn)生電能脈沖，若否(即是0)，則不產(chǎn)生電能脈沖。

具體地，所述第二脈沖產(chǎn)生模塊可以包括：異或門、第二檢測(cè)單元和第二脈沖生成器；

所述異或門用于異或所述第二路的累加和的第x位與第(x+1)位；

所述第二檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述異或門的異或結(jié)果是否有效，并在所述異或結(jié)果有效時(shí)向所述第二脈沖生成器輸出第二生成信號(hào)；

所述第二脈沖生成器用于在接收到所述第二生成信號(hào)后，產(chǎn)生電能脈沖。

其中，所述頻率選擇值可由用戶設(shè)置，用于調(diào)節(jié)所述第一脈沖產(chǎn)生模塊304和所述第二脈沖產(chǎn)生模塊403產(chǎn)生的電能脈沖的輸出頻率，即所述第一脈沖產(chǎn)生模塊304產(chǎn)生的電能脈沖的輸出頻率等于所述頻率選擇值，所述第 二脈沖產(chǎn)生模塊403產(chǎn)生的電能脈沖的輸出頻率等于所述頻率選擇值；

為了適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境，同樣的輸入信號(hào)下，不同的頻率選擇值選擇輸出不同輸出頻率的電能脈沖；

x為正整數(shù)，且與所述頻率選擇值對(duì)應(yīng)，當(dāng)頻率選擇值不同時(shí)，x的取值不同，頻率選擇值越高，即所需電能脈沖輸出的越快，x取值就越小，x的取值每減少1，頻率選擇值就加快一倍，用戶可以根據(jù)自己的需要結(jié)合頻率選擇值自行設(shè)置x的值。

圖2是本實(shí)施例輸入瞬時(shí)功率的第二路計(jì)算瞬時(shí)功率的瞬時(shí)值的累加和(即代數(shù)和)并產(chǎn)生電能脈沖的信號(hào)示意圖。t0時(shí)刻瞬時(shí)功率為正，累加瞬時(shí)功率；t1時(shí)刻，累加和sum1達(dá)到頻率選擇值所對(duì)應(yīng)的2^(x)，sum1的第x位與第(x+1)位的異或結(jié)果使能電能脈沖產(chǎn)生，即輸出一個(gè)電能脈沖，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)能量清除信號(hào)(本段中的能量清除信號(hào)均為第二能量清除信號(hào))，以使累加和sum1減去2^(x)，剩余的值作為下一次計(jì)算累加和的初始值，繼續(xù)累加瞬時(shí)功率；t2時(shí)刻，累加和sum2達(dá)到頻率選擇值所對(duì)應(yīng)的2^(x)，同樣，使能電能脈沖產(chǎn)生和能量清除信號(hào)，累加和sum2減去2^(x)，剩余的值作為下一次計(jì)算累加和的初始值，繼續(xù)累加瞬時(shí)功率；t3時(shí)刻，輸入的瞬時(shí)功率變成反向，累加和的值減小，t4時(shí)刻，累加和出現(xiàn)負(fù)向過(guò)零，繼續(xù)累加；t5時(shí)刻，累加和sum3的絕對(duì)值達(dá)到頻率選擇值所對(duì)應(yīng)的2^(x)，sum3的第x位與第(x+1)位的異或結(jié)果使能電能脈沖產(chǎn)生，同時(shí)產(chǎn)生能量清除信號(hào)，此時(shí)，還給出脈沖負(fù)向指示，累加和sum3加上2^(x)，剩余的值作為下一次計(jì)算累加和的初始值，繼續(xù)累加瞬時(shí)功率；t6時(shí)刻，累加和sum4的絕對(duì)值達(dá)到頻率選擇值所對(duì)應(yīng)的2^(x)，使能電能脈沖產(chǎn)生和能量清除信號(hào)，還給出脈沖負(fù)向指示，累加和sum4加上2^(x)，剩余的值作為下一次計(jì)算累加和的初始值，繼續(xù)累加瞬時(shí)功率；t7時(shí)刻，輸入的瞬時(shí)功率變成正向，累加和的值的絕對(duì)值減小，t8時(shí)刻，累加和出現(xiàn)正向過(guò)零，繼續(xù)累加；t9時(shí)刻，累加和sum5達(dá)到頻率選擇值所對(duì)應(yīng)的2^(x)，sum5的第x位與第(x+1)位的異或結(jié)果使能脈沖產(chǎn)生和能量清除信號(hào)，此時(shí)，不在給出脈沖負(fù)向指示，累加和sum5減 去2^(x)，剩余的值作為下一次計(jì)算累加和的初始值，繼續(xù)累加瞬時(shí)功率；t10時(shí)刻，累加和sum6達(dá)到頻率選擇值所對(duì)應(yīng)的2^(x)，同樣，使能電能脈沖產(chǎn)生和能量清除信號(hào)，累加和sum6減去2^(x)，剩余的值作為下一次計(jì)算累加和的初始值，繼續(xù)累加瞬時(shí)功率。

功率瞬時(shí)值的累加方式包括，正向累加，負(fù)向累加，正向到負(fù)向的累加和負(fù)向到正向的累加，圖2中這幾種情況全都包括，這里對(duì)輸入瞬時(shí)功率的第一路不在贅述。

本實(shí)施例的電能脈沖產(chǎn)生裝置中各模塊均可采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，具有更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)累加過(guò)程能量不丟失，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。

雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。