[发明专利]一种高精度谐波三相电能表

说明书

本发明公开了一种高精度谐波三相电能表，包括电流采样电路，基于高精度锰铜进行电流采样；电压采样电路，基于高精度电阻分压进行电压采样；电流模数转换芯片，对采样输入的电流信号进行模数转换；电压模数转换芯片，对采样输入的电压信号进行模数转换；硬件触发接收电路，同步接收并传输采转换后的采样信号；多路复用电路，对于多组转换后的电流信号进行整合接收；运算单元，对转换后的采集信号进行接收和实时运算；复位控制电路，对电路芯片进行复位处理。本发明精度高，稳定性良好，抗磁抗干扰能力强，输出信号会随时钟信号的输入同步输出。

技术领域

本发明涉及一种电能表领域，尤其涉及一种高精度谐波三相电能表。

背景技术

目前市面上出现越来越多的数字化谐波电能表，说明数字化谐波电能表应用的越来越广泛，但一些数字化谐波电能表还是存在精度不高，抗直流抗磁场能力差，还会有自发热。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种具有谐波测量功能的内嵌式电能表”，其公开号为“CN201562011U”，一种具有谐波测量功能的内嵌式电能表，包括电力计量模块，对外部三相电压电流进行采集测量，并将计量数据传送给微处理器模块；LED驱动模块，驱动LED显示屏；LED显示屏，显示微处理器模块输出的计量数据和谐波分量；存储模块，系统设置参数、累计电度值和电力计量模块标准校验值的存储需求；微处理器模块，读取电量数据、通过傅里叶变换计算出谐波电压和谐波电流。采用上述结构和方法，采用快速傅里叶变换，将电力计量模块采集到的电压电流经微处理模块进行处理，得到3-31次谐波电压、谐波电流，并将其显示在液晶屏上。该电能表可以将电量仪表的谐波测量精度提高到1％，同时简化了硬件设计结构，提高了产品的使用可靠性能。但其内部没有进行隔离处理，强电可能会对弱点造成影响，而使其收集数据不够精准，而且抗直流抗磁场能力差。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中谐波电能表的精度不高，抗直流抗磁场能力差，还会有自发热的问题，提供一种高精度谐波三相电能表，来提高精度，加强抗直流抗磁场能力，解决电能表自发热问题。

一种高精度谐波三相电能表，包括电流采样电路，基于高精度锰铜进行电流采样；电压采样电路，基于高精度电阻分压进行电压采样；电流模数转换芯片，对采样输入的电流信号进行模数转换，其输入端与电流采样电路的输出端连接；电压模数转换芯片，对采样输入的电压信号进行模数转换，其输入端与电压采样电路的输出端连接；硬件触发接收电路，同步接收并传输采转换后的采样信号，其输入端与电压模数转换芯片的输出端连接；多路复用电路，对于多组转换后的电流信号进行整合接收，其输入端与电流模数转换芯片的输出端连接；运算单元，对转换后的采集信号进行接收和实时运算，其第一输入端与多路复用电路的输出端连接，第二输入端与硬件触发接收电路的输出端连接；复位控制电路，对电路芯片进行复位处理，其输入端与运算单元的输出端连接，其输出端与电流数模转换芯片与电压数模转换芯片的输入端连接。电流采样电路是基于高精度锰铜采样，是因为锰铜稳定性好，抗直流、抗磁场，无相位差、无线性误差，体积小、发热量小等优点，电压采样电路使用了高精度电阻分压进行电压的采样，同样的误差小，精度高，稳定性好等优点。

作为优选，所述电流采样电路与电压采样电路和运算单元之间都采用了高速数字隔离器件，所述高速数字隔离器件给电流采样电路与电压采样电路提供隔离电源，所述隔离电源后端采用低噪音的LDO电源转换器。高速数字隔离器件保证了强弱电之间的电气隔离，隔离电源后端采用低噪音的LDO电源转换器，保证了电流或电压数模转换芯片的电源不受高速数字信号的干扰，从而提高采样的精准度。

作为优选，所述电流模数转换芯片采用MCP3918芯片，所述电压模数转换芯片采用MCP3919芯片。MCP3918芯片和MCP3919芯片均为24位Δ-Σ型ADC芯片，MCP3918芯片是单通道芯片，用于电流信号的采样上，其精度高，采样速率高，温度影响量小，接口简单等特点，MCP3919芯片是三通道芯片，用于电压信号的采样上，同样具备精度高，采样速率高，温度影响量小，接口简单等特点。