[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

说明书

一种使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表及方法，该电能表包括计量单元，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。本发明在没有增加任何硬件成本的情况下解决了晶振停振的问题，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及电能表领域，具体地是一种当晶振停振时电能表还能正确运行的方法。

背景技术

随着智能电网的高速发展，智能电能表需要有一个内置时钟基准来对电能量进行分时计费，对事件记录，负荷曲线，结算数据按照时间进行记录，便于以后查询统计。智能电能表上的时钟要满足IEC62054-21标准，绝大多数的电能表时钟源来源为内部晶振，通过对晶振频率的采样实现电能表时钟运行。

目前，市场上电能表的晶振很容易受到湿度的影响到使晶振短时停振，当湿度降低时电能表又能正常工作。当晶振停振时多数的电能表就不工作，或者部分电能表使用芯片内部高速时钟运行，使用内部高速时钟运行时高低温下有±5％的误差，会导致电能表不能通讯，RTC时钟偏差太大，按照5％精度计算一天可能偏差1.2小时(24H*0.05＝1.2H),这时候电表运行的费率就会异常。

发明内容

本发明旨在解决晶振停振后电能表不能正常运行的问题，提出一种使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表及方法，在晶振没有停振时实时监测电网的频率，等晶振停振后使用电网频率校准芯片内部的时钟源，在没有增加任何硬件成本的情况下解决了晶振停振的问题，具有良好的应用前景。

本发明的技术方案是：

一种使用电网频率校准芯片内部时钟源的电能表，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，电网的过零信号采用正向过零信号和/或负向过零信号。

进一步地，晶振X1的频率为32.768KHz。

一种使用电网频率校准芯片内部时钟源的方法，基于所述的电能表，包括以下步骤：