[发明专利]一种使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表及方法在审

专利信息
申请号: 202211648190.9 申请日: 2022-12-21
公开(公告)号: CN116184015A 公开(公告)日: 2023-05-30
发明(设计)人: 滕锋雷;陆建淮;汤文泉;米小兵;张健辉;杨奇磊 申请(专利权)人: 江苏林洋能源股份有限公司
主分类号: G01R22/06 分类号: G01R22/06;G01R11/02;G01R23/02
代理公司: 北京思创大成知识产权代理有限公司 11614 代理人: 高爽
地址: 226200 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 使用 电网 频率 校准 芯片 内部 时钟 电能表 方法
【权利要求书】:

1.一种使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表,其特征在于:包括:

计量单元,所述计量单元连接于电网,用于检测电网的电压及电网的过零信号;所述计量单元连接于CPU单元,发送电网的过零中断信号及电网瞬时数据;

CPU单元,接收计量单元发送的过零中断信号,并进行计数获取频率;

根据CPU单元内晶振正常工作和停止工作时获取的电网过零中断信号频率偏差,对CPU单元的芯片内部时钟源进行校准。

2.根据权利要求1所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表,其特征在于:所述计量单元包括计量芯片U1;

所述计量芯片U1的第1、2脚经过电阻分压连接到电网上,用于检测电网的电压及电网的过零信号;

所述计量芯片U1的第13、14脚与所述CPU单元中MCU芯片U2的第93、92脚相连,用于进行UART通讯;

所述计量芯片U1的第12脚与所述CPU单元中MCU芯片U2的第96引脚相连,用于将电网的过零信号作为中断信号发送至CPU单元。

3.根据权利要求1所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表,其特征在于:所述CPU单元包含了MCU芯片U2和晶振X1;

所述MCU芯片U2的第10脚跟所述晶振X1的第1脚及电容C2的一端相连,所述MCU芯片U2的第11脚跟所述晶振X1的第2脚及电容C1的一端相连,所述电容C1的另一端跟地相连,所述电容C2的另一端也跟地相连;

所述MCU芯片U2的第92、93脚分别与所述计量芯片U1的第14、13脚相连,用于进行UART通讯;

所述MCU芯片U2的第96脚连接所述计量芯片U1的第12脚,用于接收电网的过零中断信号。

4.根据权利要求3所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表,其特征在于:电网的过零信号采用正向过零信号和/或负向过零信号。

5.根据权利要求3所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表,其特征在于:晶振X1的频率为32.768KHz。

6.一种使用电网频率校准芯片内部时钟源的方法,基于权利要求1-5之一所述的电能表,其特征在于:包括以下步骤:

S1、CPU单元接收计量单元发送的过零中断信号,并按照预设的时间窗口t进行计数,获取频率;

S2、对步骤S1重复执行n次,计算n次时间窗口t内的频率均值作为当前电网频率F;

S3、当CPU单元内部晶振X1停止工作时,所述的CPU单元使用MCU芯片U2内部的高速时钟HRC,按照步骤S1再次采集电网频率,记为FHRC

计算电网频率F与FHRC的偏差,作为CPU单元内部高速时钟HRC的实际偏差。

7.根据权利要求6所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的方法,其特征在于:所述的时间窗口t为2分钟。

8.根据权利要求6所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的方法,其特征在于:所述的次数n大于20。

9.根据权利要求6所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的方法,其特征在于:所述计算n次时间窗口t内的频率均值具体为:

分别计算单次时间窗口t内的频率,当连续n次采集的频率偏差小于5%,计算频率均值,否则,继续采集。

10.根据权利要求6所述的使用电网频率校准芯片内部时钟源的方法,其特征在于:基于实际偏差,对所述CPU单元的内部外设进行校准;所述的外设包括串口、定时器和RTC。

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