[发明专利]一种提高电能表MCU内置实时时钟精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高电能表MCU内置实时时钟RTC（Real-Time Clock)精度的方法。 

背景技术

智能电能表作为电能计量和电费结算的计量产品，要求产品具有稳定精确的计量性能，保证用电、供电双方的利益不受损害。目前智能电能表一般都具有分时、多费率电能表，对时间精确度的要求越来越高，而日计时误差出现的问题也比较突出，国家电网公司2013年8月20日给电能表供应商发出的整改通知中在第2条“元器件环节”和第11条“设计、制造工艺环节”都重点提出了日计时误差超差问题，要求重点整改。按照国家电网公司的智能电能表的技术规范要求，电能表的日计时误差必须≤1s/d。一般采用的实时时钟有以下3种：（1）软时钟。由于晶振的不稳定性，软时钟对晶振质量的要求极高，出于成本考虑，电能表产品不可能采用价格高昂的晶振。（2）硬时钟。硬时钟同样受到晶振稳定度的影响，如早期常用的RX-8025芯片，由于没有温度补偿功能，因而时钟准确度不高。后来的RX-8025T增加了温补功能，时钟精度较高，而且时钟稳定度好，但成本较高，批量采购价为8元/只左右，2011年日本大地震后更是严重缺货。（3）混合法，即MCU内置RTC。由于成本较低，同时可通过软件对RTC误差进行校正，采用MCU内置RTC目前已经成为电能表设计的首选方案，如何提高内置RTC的时钟精度就显得异常重要。 

中国专利CN102176112A提出了一种MCU内置RTC实时时钟精确计时的方法；邓乾中的硕士学位论文《自校准实时时钟RTC的研究和设计》中虽然是针对硬时钟设计提出的校正方法，但原理与中国专利CN102176112A提出的方 法一样，都是将晶振频率随温度的偏差看作一条对称轴平行于Y轴的抛物线，如图6所示，这也是目前普遍采用的晶振频率误差模型，但与实际晶振频率误差有一定出入，因而校准的精度也会受到一定影响。该论文中记载“本设计采用了片上温度传感器与传统RTC结合的方案，获取片上温度信息，并校准分频链的数字校准方法，有效解决了实时时钟的晶体振荡器频率随温度发生漂移的问题，可实现标准与非标准频率的校准。”但该文献中的补偿数学模型采用了典型晶体温度-精度曲线图（该文中图3-2所示，即本发明图6所示）。由于实际晶振曲线与典型晶体温度-精度曲线之间有一定的差异（实际晶振曲线如图1所示），这样就会导致最终的补偿量不能精确对频率进行校准，最终导致计时仍会出现误差。 

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种在基于实际晶振频率，进而能实现精确补偿的提高电能表MCU内置实时时钟精度的方法。 

本发明的技术方案是：所述电能表包括MCU、晶振和电源管理单元，所述电源管理单元通过供电电路连接电池和稳压电源； 

包括以下步骤：补偿量计算和对时钟进行校正； 

所述补偿量计算按以下流程进行： 

1）、测量实际晶振在不同温度下的频率偏差； 

2）、绘制温度-频率偏差曲线草图，并找出转折温度T₀； 

3）、分别对T₀两侧测得的频率偏差进行曲线拟合，得出对应的曲率常数， 

3.1）、当T<T₀时，根据测量值拟合出温度与频偏函数的曲率常数K₁值， 

3.2）、当T>T₀时，根据测量值拟合出温度与频偏函数的曲率常数K₂值， 

3.3）、当T=T₀，Δf等于Δf₀， 

得如下函数：