[发明专利]一种适用于DC1500V电压输入的电能表电路

说明书

本发明公开一种适用于DC1500V电压输入的电能表电路：直流电能计量电路通过计量芯片测量直流母线电压、电流及电能电参量，通过计量芯片的SPI口与MCU电路中MCU的SPI口进行数据交互；隔离电路实现计量芯片与MCU的SPI数字通讯，通过第一隔离电路和第二隔离电路两级隔离电路的串联，使直流电能计量电路与MCU电路的电气间隙、爬电距离满足DC1500V电压输入；MCU电路读取计量芯片测量的电压、电流及电能电参量；通讯电路对外提供RS485硬件接口与监控系统进行数据通讯，MCU电路通过串口与通讯电路连接；电源电路通过开关变压器输出两路隔离的电源，分别为隔离电路、MCU电路及通讯电路提供工作电源。

技术领域

本发明涉及电能表技术领域，特别是涉及一种适用于DC1500V电压输入的电能表电路。

背景技术

直流电能表在直流充电桩、太阳能光伏等领域起着越来越重要的作用，市场上常规直流电能表电压测量电路最大范围到DC1000V，根据标准IEC61010-2-030(测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第2-030部分：试验和测量电路的特殊要求)，有些产品中高压测量信号(直流母线电压、电流)与低压信号(如MCU电路、RS485电路)之间的电气间隙和爬电距离只能满足过电压类别II(过电压类别II：由配电装置供电的耗能设备上所承受的过电压)的基本绝缘，达不到过电压类别III(过电压类别III：安装在配电装置中的设备，以及设备的使用安全性和适用性必需符合特殊要求者上所承受的过电压)的双重绝缘要求，这些产品在使用中存在电气安全隐患；目前直流电能表电压、电流输入普遍是四端子输入(电压信号正负端、电流信号正负端)，有些现场电压信号负端在直流母线负端不同接线位置会对分流器采样的电流信号精度有影响，当前太阳能光伏行业电压已达到DC1500V高压，市场上常规直流电能表已不满足DC1500V的安规要求，特别是在高过电压等级高海拔应用场合，由于高过电压等级和高海拔对产品安规性能的影响，对产品的电气间隙、爬电距离要求更加严格，太阳能光伏市场正在需求一款满足标准IEC61010-2-030过电压类别III、系统达到双重绝缘的DC1500V电压输入的直流电能表。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种适用于DC1500V电压输入的电能表电路。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种适用于DC1500V电压输入的电能表电路，其特点在于，其包括直流电能计量电路、隔离电路、MCU电路、通讯电路和电源电路。

所述直流电能计量电路中直流母线电压最大值为DC1500V、母线电流通过分流器采样，所述直流电能计量电路的三个输入端子U+端、I+端、I-端依次连接电力设备的直流母线电压正端U+和分流器的输出信号I+端、I-端，用于通过计量芯片测量直流母线电压、电流及电能电参量，并通过计量芯片的SPI口与MCU电路中MCU的SPI口进行数据交互。

所述隔离电路的输出端连接直流电能计量电路中计量芯片的SPI口，所述隔离电路的输入端与MCU电路中MCU的SPI口连接，所述隔离电路实现计量芯片与MCU的SPI数字通讯，通过第一隔离电路和第二隔离电路两级隔离电路的串联，使直流电能计量电路与MCU电路的电气间隙、爬电距离满足DC1500V电压输入，过电压类别III的双重绝缘要求。

所述MCU电路用于通过SPI口读取计量芯片测量的电压、电流及电能电参量。

所述通讯电路用于对外提供RS485硬件接口与监控系统进行数据通讯，所述MCU电路通过串口与通讯电路连接。

所述电源电路用于通过开关变压器输出两路隔离的电源，分别为隔离电路、MCU电路及通讯电路提供工作电源。

本发明的积极进步效果在于：