[发明专利]一种多功能电子式电能表

说明书

技术领域：

本发明涉及电能计量技术，具体而言，涉及一种多功能电子式电能表。

背景技术：

电能是最重要的能源，在现代社会中电能己广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。电能表是当前电能计量和经济结算的主要工具，它的准确与否直接关系到国家与用户的经济利益。

感应式电能表作为一种传统的电能表，在电能计量工作中发挥了极大的作用。但随着电力逐步走向市场，用电营销对电能计量工作提出了更高的要求。感应式电能表由于先天性在通信方面的不足，所以很难在集中自动化抄表方面有发展。之后发展起来的机电一体式电能表虽可以进行电能信息的远程通信，但其可提供的用电信息比较少，例如频率，有功，无功等，另外实现复费率计量也比较困难。虽然基于机电一体式的电能表实现了预付费，但鉴于安全性和其他方面的原因，国家并不主张大范围的使用这种电能表。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：感应式电能表由于先天性在通信方面的不足，所以很难在集中自动化抄表方面有发展。机电一体式电能表可提供的用电信息比较少，实现复费率计量也比较困难。

本发明提供如下技术方案：一种多功能电子式电能表，包括电压电流采样电路、电能计量芯片组电路、主控芯片、实时时钟、看门狗电路、存储器、通信模块、键盘、LED显示器、电源模块。所述电压电流采样电路与电能计量芯片组电路连接，所述电能计量芯片组电路通过同步串行外设接口与主控芯片连接，所述实时时钟、看门狗电路、存储器、通信模块、键盘、LED显示器分别与主控芯片连接。

本系统采用专用电能计量芯片+MCU(微控制器)的方式测量电能。本发明的主要模块有电源模块、电能计量芯片组电路、主控芯片。大电压、大电流经过电压电流采样电路变成小电压、小电流进入电能计量芯片组电路，实时时钟、看门狗电路、存储器、通信模块、键盘、LED显示器属主控芯片的外围电路或设备，其配合主控芯片实现电能表的主控功能。本发明所述的电子电能表克服了上述感应式电能表和机电一体式电能表的缺点，可以方便的计量电能的各种信息，并且实现远程通信完成抄表工作和实现配电网络自动化。

作为对上述技术方案的进一步说明，所述电压电流采样电路包括电压采样电路、电流采样电路，所述电压采样电路包括电流型电压互感器，所述电流采样电路包括电流互感器。所述电流型电压互感器和电流互感器的铁心由高导磁率系数的坡莫合金或优质钢带制成。0.5级以下的电子电能表用的互感器二次侧负载较小，因此可以做的很小，铁心采用高导磁率系数的坡莫合金或优质钢带制成，以减小铁心损耗和有限导磁率所产生的相角差。作为一种改进，所述电压电流采样电路包括抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器包括结构对称的电阻1.2K和电容0.01μF。电压电流输入电路中电阻1.2K和电容0.01μF构成了抗混叠滤波器，其结构和参数要讲究对称，并采用温度性能较好的元器件，从而使电路达到良好的滤波，抗干扰作用，并保证电能表获得良好的温度特性。

作为对上述技术方案的进一步说明，所述主控芯片包括8位单片机，所述单片机包括一个用于构成振荡器的可控高增益反向放大器，所述放大器包括输入端和输出端，所述输入端和输出端之间跨接一个晶振和两个匹配的电容，所述晶振为11.0592MHZ的晶振。

作为对上述技术方案的进一步说明，所述键盘包括复位键、电量历史查询键、上移键、下移键，所述电量历史查询键、上移键、下移键连接在单片机的I/O口，所述复位键由硬件响应。

电能表经通信模块与外界进行数据交换，实现抄表数据传输、预置系统参数等功能。本发明所述的电能表通信模块包括RS-485接口和红外通信接口。

作为本发明的进一步说明，本发明采用工频电源方式。即：三相电压经三个变压器降压后整流、滤波、稳压、再给系统供电。电压互感器的二次电压分别经过全波整流器整流，再经过共模电感线圈进行滤波处理得到+15V左右稳定的电压，三端电压稳压器将电压变换成满足单片机系统要求的+5V电压。为了防止由于电网电压过高对电路造成损害，在三相和零线之间接上一个压敏电阻，来衰减大能量、持续时间长的干扰(如闪电)。压敏电阻是对外加的电压十分敏感的非线性电阻型元件，在工作电压范围内，其电阻随电压的增加而减少，因此在过电压(超过两倍额定电压)期间形成一个低阻的分流器，从而可以防止被保护电路两端的电压进一步上升。当浪涌电压过后，电路电压恢复到正常工作，压敏电阻又恢复到高阻状态。本设计中选用参数为20K681的压敏电阻，当电网电压过高时电阻动作，可有效保护电路。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：