[实用新型]一种新型电能表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型电能表，尤其涉及一种用于国家电网的电能表，属于电能表制造领域。

背景技术

国网单相智能电能表的基本设计方案为主控芯片+电能计量芯片。常用的主控芯片有NEC公司的μPD78F系列的单片机，如：μPD78F0513；ST公司的STM8系列的单片机，如：STM8L152；ATMEL公司的AVR系列的单片机，如ATmega16等等。常用的电能计量芯片有Cirrus公司的CS5464，锐能微公司的RN8209，炬泉公司的ATT7053，以及利尔达公司的CSG550。

现有的设计方案所用的电能计量芯片的功能固定，程序是固化在芯片内部的，用户无法根据需求更改芯片的功能，因此使用不够灵活；所用的主控芯片在低功耗方面的优势不是很强。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种新型电能表，它能使用户可以根据需求更改电能计量芯片的功能，降低电能表的功耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种新型电能表，它包括主控单元、电能计量单元、时钟电路、数据存储器、LCD显示器、红外通讯模块、RS485电平转换模块和按键模块；时钟电路、数据存储器通过IO口模拟I²C总线与主控单元连接；RS485电平转换模块与主控单元的通信端口连接；电能计量单元、LCD显示器、红外通讯模块和按键模块分别与主控单元连接。

前述的一种新型电能表中，所述主控单元为MSP430F4481芯片。MSP430F4481芯片在MSP430F44X系列的基础上，削减了很多不必要的硬件，因此器件成本大大降低。

前述的一种新型电能表中，所述电能计量单元为MSP430AFEx芯片。该芯片可以同时采集两路电流和一路电压，并能同时测量电网中的频率、功率等参数，并支持SPI、UART通讯，用户可以自主选择通讯方式，与主控单元进行通讯，电能脉冲从该芯片直接输出，用于电能误差修正和校对。

所述新型电能表还包括电源模块，它与主控单元、电能计量单元、时钟电路、数据存储器、LCD显示器和RS485电平转换模块连接。电源模块从电网取电，经变压器降压后分三路输出，第一路由稳压芯片稳压到3.6V(后经二极管降压到3.3V)供主控单元MSP430F4481、LCD显示器、时钟电路、数据存储器(E²PROM)工作；第二路经稳压芯片稳压到5V后供由RS485电平转换模块工作；第三路与电网共地，主要是经稳压芯片到3.3V供电能计量单元MSP430AFEx工作，实现计量功能。

前述的一种新型电能表中，所述按键模块上设有显示键和编程键。显示键用于人机操作，主要用于显示页面切换，并预留用作其它的操作，如长按与短按将执行何种操作等；编程键主要是配合DL/T645-2007通信规约的编程允许，执行写操作时的硬使能等。另外，还设计了开盖检测，当表盖打开时，触点开关将弹起，使主控单元检测到低电平；如果表盖闭上后，主控单元将检测到高电平。

与现有技术相比，本实用新型依据国网单相电能表结构而设计，采用具有低功耗运行模式的MSP430F4481芯片作为主控芯片，通过在主控芯片空闲时进入低功耗模式运行来实现对电能表功耗的控制，降低电能表的功耗；并且采用可重新编程的MSP430AFEx芯片作为电能计量芯片，用固件升级的方法使用户可以根据需求更改电能计量芯片的功能，不仅能实现电能的准确计算，还能实时性地测试电网中的电气指标，如实时电压有效值、电流有效值、电压频率、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数等电参数，主控芯片(MSP430F4481)与电能计量芯片(MSP430AFEx)之间可通过SPI或UART进行通讯，用户可以自主选择，灵活方便，同时也省去不必要的硬件资源，使得造型美观、成本降低、可靠性增强；采用LCD显示器来进行显示，显示内容丰富、清晰，其中设计的背光源方便用户夜间操作电能表。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一种实施例的电能计量单元2的工作流程图。

附图标记：1-主控单元，2-电能计量单元，3-时钟电路，4-数据存储器，5-LCD显示器，6-红外通讯模块，7-RS485电平转换模块，8-按键模块，9-电源模块，10-显示键，11-编程键。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式