本實(shí)用新型涉及特定用途集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶錳銅斷線檢測功能的電能計(jì)量芯片及電能計(jì)量電路。

背景技術(shù)：

在單相電能計(jì)量系統(tǒng)中，一般采用錳銅片作為電流采樣器件，錳銅與PCB板間的連接線接地，錳銅的采樣信號(hào)線接入計(jì)量芯片。單相電能表在運(yùn)輸及安裝過程中，不可避免的存在震動(dòng)，使得錳銅與系統(tǒng)PCB之間的連接線出現(xiàn)脫落，造成電能表計(jì)量嚴(yán)重失真，多計(jì)電費(fèi)。因此，在電流采樣錳銅掉信號(hào)線時(shí)，要保證能夠潛住；掉接地線時(shí)，要防止有效值過大及亂計(jì)電量。

現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)上述需求存在兩種的解決方案，一是對(duì)地電阻方案，即在錳銅信號(hào)線處各增加一個(gè)小電阻（電阻值例如為5歐以下），當(dāng)接地線斷開時(shí)提供一個(gè)系統(tǒng)GND到火線的回路，使得計(jì)量芯片采樣端只有微小的共模信號(hào)，而不產(chǎn)生差分信號(hào)，不會(huì)造成錯(cuò)誤計(jì)量。二是跨接電阻方案，即在錳銅信號(hào)線之間跨接一個(gè)電阻（電阻值例如為1k歐），當(dāng)錳銅發(fā)生掉信號(hào)線的工況，1k跨接電阻可以拉住采樣線的差模信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)潛動(dòng)的要求。

然而，上述的兩種方案中，對(duì)地電阻方案只能解決錳銅接地線斷開的要求，無法滿足信號(hào)線斷開的要求；同樣的，跨接電阻方案也只能解決錳銅信號(hào)線斷開的要求，不滿足錳銅接地線斷開的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種帶錳銅斷線檢測功能的電能計(jì)量芯片，并提供同時(shí)配合跨接電阻方案的電能計(jì)量電路，以保證不管錳銅斷開火線還是信號(hào)線，都能正常潛住計(jì)量芯片，使得計(jì)量芯片不會(huì)亂計(jì)電量。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的主要技術(shù)方案為：

一種帶錳銅斷線檢測功能的電能計(jì)量芯片，其特征在于，包括：

模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，接收與電網(wǎng)火線連接的錳銅片采樣得到的模擬信號(hào)，將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出；

檢測電路，接收所述模擬信號(hào)，以檢測所述錳銅片與電網(wǎng)火線的連接狀況并反饋；

電能計(jì)量單元，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路及所述檢測電路連接，以接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行電能計(jì)量，并接收所述檢測電路輸出的反饋信號(hào)，以判斷所述錳銅片與電網(wǎng)火線的連接狀況。

優(yōu)選的，上述的帶錳銅斷線檢測功能的電能計(jì)量芯片，其中，所述模擬信號(hào)為差模信號(hào)。

本實(shí)用新型還提供一種電能計(jì)量電路，其特征在于，基于上述的帶錳銅斷線檢測功能的電能計(jì)量芯片，所述電能計(jì)量電路包括：

錳銅片，與電網(wǎng)火線連接，用于電流采樣，且所述錳銅片設(shè)置有兩個(gè)采樣信號(hào)輸出端；

電能計(jì)量芯片，與所述錳銅片的所述采樣信號(hào)輸出端連接，以接收采樣信號(hào)，對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行計(jì)量和檢測；

電源，與電網(wǎng)零線連接，且所述電源與所述錳銅片均接地。

優(yōu)選的，上述的電能計(jì)量電路，其中，所述錳銅片與所述電能計(jì)量芯片之間串聯(lián)有采樣保持電路，所述采樣保持電路包括：

并聯(lián)的第一電阻和第二電阻；

串聯(lián)的第一電容和第二電容，跨接在并聯(lián)的所述第一電阻和所述第二電阻之間；

其中，并聯(lián)的所述第一電阻和所述第二電阻分別連接所述兩個(gè)采樣信號(hào)輸出端，以接收所述采樣信號(hào)，所述采樣信號(hào)經(jīng)所述并聯(lián)的第一電阻和第二電阻及所述串聯(lián)的第一電容和第二電容，生成差模信號(hào)輸入所述電能計(jì)量芯片。

優(yōu)選的，上述的電能計(jì)量電路，其中，所述采樣保持電路還包括：

第三電阻，跨接在并聯(lián)的所述第一電阻和所述第二電阻之間；且

所述采樣信號(hào)經(jīng)所述第三電阻、所述并聯(lián)的第一電阻和第二電阻以及所述串聯(lián)的第一電容和第二電容，生成差模信號(hào)輸入所述電能計(jì)量芯片。

優(yōu)選的，上述的電能計(jì)量電路，其中，串聯(lián)的所述第一電容和所述第二電容的互聯(lián)點(diǎn)接地。

優(yōu)選的，上述的電能計(jì)量電路，其中，所述電網(wǎng)零線與接地端之間串聯(lián)有若干保護(hù)電阻。

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

本實(shí)用新型通過在電能計(jì)量芯片內(nèi)部增加一個(gè)檢測電路，利用檢測電路和檢測算法即可解決檢測錳銅斷線的需求，不額外增加系統(tǒng)成本；另外，本實(shí)用新型的電能計(jì)量電路采用跨接電阻的方法解決錳銅信號(hào)線斷開的防護(hù)需求，并利用電能計(jì)量芯片的檢測技術(shù)解決錳銅斷火線的防護(hù)需求；本實(shí)用新型在不增加系統(tǒng)成本的前提下，有效防止錳銅斷線后亂計(jì)量，且不依賴于特定的工藝或是器件的支持，非常利于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分地描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。

圖1是本實(shí)用新型的電能計(jì)量芯片的電路圖；

圖2是本實(shí)用新型的電能計(jì)量電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本實(shí)用新型更為徹底的理解。當(dāng)然除了這些詳細(xì)描述外，本實(shí)用新型還可以具有其他實(shí)施方式。

本實(shí)用新型通過在電能計(jì)量芯片內(nèi)部增加檢測電路和檢測算法，解決了檢測錳銅斷線的需求；并將該電能計(jì)量芯片和跨接電阻的電能計(jì)量電路聯(lián)合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了不管錳銅斷開火線還是信號(hào)線，都能正常潛住計(jì)量芯片，使得計(jì)量芯片不會(huì)亂計(jì)電量。

下面結(jié)合具體的實(shí)施例以及附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型的電能計(jì)量芯片和電能計(jì)量電路。

如圖1所示，本實(shí)用新型的帶錳銅斷線檢測功能的電能計(jì)量芯片1，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路11、檢測電路12、包含檢測算法的檢測單元13和電能計(jì)量單元14。其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路11接收與電網(wǎng)火線連接的錳銅片采樣得到的模擬信號(hào)V1P和V1N，將該模擬信號(hào)V1P和V1N轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出；檢測電路12接收模擬信號(hào)V1P和V1N，并檢測模擬信號(hào)V1P和V1N中是否存在異常的交流信號(hào)；同時(shí)，為防止模擬信號(hào)V1P和V1N的引腳上存在干擾信號(hào)，導(dǎo)致誤判，設(shè)計(jì)包含檢測算法的檢測單元13可靠檢測模擬信號(hào)V1P和V1N上的異常交流信號(hào)，判別出錳銅火線是否真實(shí)斷開，并反饋給電能計(jì)量單元14；電能計(jì)量單元14與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路11及檢測電路12和檢測單元13連接，以接收模數(shù)轉(zhuǎn)換電路11輸出的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行電能計(jì)量，并接收檢測單元13輸出的反饋信號(hào)，以判斷錳銅片與電網(wǎng)火線的連接狀況。

進(jìn)一步的，基于上述的帶錳銅斷線檢測功能的電能計(jì)量芯片1，本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)了一個(gè)電能計(jì)量電路，如圖2所示，包括錳銅片2，與電網(wǎng)火線連接，用于電流采樣，且錳銅片2設(shè)置有一個(gè)接地端l₁和兩個(gè)采樣信號(hào)端l₂和l₃；其中，錳銅片2作為電流采樣器件，L_IN為火線進(jìn)線，L_OUT為火線出線，錳銅片2與PCB板間的連接線l₁連接電能表系統(tǒng)GND，連接線l₂和l₃為錳銅片2的采樣信號(hào)線。

同時(shí)，本實(shí)用新型的電能計(jì)量電路還包括采樣保持電路，該采樣保持電路具體包括并聯(lián)的第一電阻R1和第二電阻R2，串聯(lián)的第一電容C1和第二電容C2，且該串聯(lián)的第一電容C1和第二電容C2跨接在并聯(lián)的第一電阻R1和第二電阻R2之間；并且串聯(lián)的第一電容C1和第二電容C2的互聯(lián)點(diǎn)接地。優(yōu)選的，還包括一個(gè)第三電阻R3，跨接在并聯(lián)的第一電阻R1和第二電阻R2之間；并且并聯(lián)的第一電阻R1和第二電阻R2分別連接錳銅片2的兩個(gè)采樣信號(hào)端l₂和l₃，以接收采樣信號(hào)，采樣信號(hào)經(jīng)過跨接電阻R3、并聯(lián)的第一電阻R1和第二電阻R2、及串聯(lián)的第一電容C1和第二電容C2，生成差模信號(hào)V1P和V1N輸入電能計(jì)量芯片1；然后電能計(jì)量芯片1對(duì)該差模信號(hào)V1P和V1N進(jìn)行計(jì)量和檢測。

另外，本實(shí)用新型的電能計(jì)量電路還包括電源3，與電網(wǎng)零線N連接，且電源3也接地。在電網(wǎng)零線N與接地端之間還串聯(lián)有若干保護(hù)電阻（例如圖中所示的R10、R11、R12和R13）。

采用本實(shí)用新型上述的電能計(jì)量電路，當(dāng)錳銅發(fā)生掉火線的工作狀況（也即連接線l₁斷開）時(shí)，電流從電網(wǎng)零線N到系統(tǒng)地，再回到電網(wǎng)火線L的回路斷開；而電能計(jì)量芯片1的V1P/V1N與錳銅片2即L線連接，并與系統(tǒng)GND形成環(huán)路，因此零線N到火線L之間的回路為：零線N—>系統(tǒng)GND—>電能計(jì)量芯片2—>V1P/V1N—>信號(hào)線l₂/l₃—>火線L，而零線N與火線L間的電壓差會(huì)周期性地通過電能計(jì)量芯片2的V1P/V1N對(duì)電源3的ESD（Electro-Static discharge，靜電釋放）保護(hù)二極管導(dǎo)通，從而形成V1P/V1N對(duì)系統(tǒng)GND的鉗位交流電壓。

而當(dāng)錳銅發(fā)生掉信號(hào)線的工作狀況（也即連接線l₂和/或l₃斷開）時(shí)，由于跨接電阻R3的存在，跨接電阻R3可以拉住采樣線l₂和l₃的差模信號(hào)V1P和V1N，從而實(shí)現(xiàn)潛動(dòng)的要求。

綜上所述，本實(shí)用新型通過在電能計(jì)量芯片內(nèi)部增加一個(gè)檢測電路，利用檢測電路和檢測算法即可解決檢測錳銅斷線的需求，不額外增加系統(tǒng)成本；另外，本實(shí)用新型的電能計(jì)量電路采用跨接電阻的方法解決錳銅信號(hào)線斷開的防護(hù)需求，并利用電能計(jì)量芯片的檢測技術(shù)解決錳銅斷火線的防護(hù)需求；本實(shí)用新型采用跨接電阻方案解決錳銅信號(hào)線斷開的問題，并利用錳銅火線斷線檢測技術(shù)解決錳銅斷火線的問題，在不增加系統(tǒng)成本的前提下，有效防止錳銅斷線后亂計(jì)量，且本實(shí)用新型的方案不依賴于特定的工藝或是器件的支持，非常利于實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本實(shí)用新型的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本實(shí)用新型的意圖和范圍內(nèi)。