[发明专利]用于电能计量芯片的比较电路

说明书

技术领域

本发明涉及电能计量中的防窃电技术，更具体地，是一种可以对窃电行为进行侦测的用于电能计量芯片的比较电路。

背景技术

当前，电子式电能表的防窃电技术在电能表行业中的地位越来越重要，不同国家、地区的电能表市场都在不同程度上要求电能表的防窃电计量。人们所意识到的窃电现象和防窃电技术的类型在不断增多，而且每年都会针对新的窃电行为，研究出相应的防窃电技术。在电能计量芯片领域，相应地要求芯片具有防窃电检测和计量功能。

与三相电能表比较，单相电能表更加注重于电能表的防窃电技术。图1为没有设计防窃电功能的简单单相电能表模型示意图，它仅能测量火线的电流信号和电能表进线端的电压信号，而对于即使是非常简单的窃电行为也是无能为力的。

通常电流不平衡体现为接地模式，实际上电流不平衡包括任何的火线和零线的测量所得到的负载电流不平衡的情况。窃电可能是旁路部分电流，导致电表的测量值小于真实值。如图2所示，窃电者可能用简单的金属楔3打进电表的接线端，这种窃电行为比较容易实施。在读表计费时，窃电者可以在几秒内移除旁路电流的金属楔3，所以很难检测这种窃电方式。

公布号为CN102749502A，发明名称为“用于电能计量芯片的双电流比较电路”的发明专利申请公开了一种可用于防窃电监测的双电流比较电路。该双电流比较电路可运用于电能计量芯片中。该双电流比较电路包括两个信号采样模块，用于分别对火线电流信号和零线电流信号进行采样，然后分别通过高通滤波和积分处理，进入比较模块进行比较，再将比较结果输送入一个阈值比较器和预定阈值进行比较，从而监测两路电流的不平衡程度，判断是否有窃电行为发生。

如图3所示，是此种电能计量芯片的一种应用示例。如图所示，电表需额外增加一个电流互感器4，以实现零线的电流检测；由于隔离原因，可以在第一路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻，但是另一路就必须使用成本相对较高的电流互感器。在图3中，电子式电能表1中的电能计量芯片2同时计量经锰铜电阻取样的火线电流和经电流互感器取样的零线电流。在正常情况下，漏电流是很小的，所以火线回路和零线回路的电流基本一致，可以给电能计量芯片2预置一个两电流通道的窃电的百分比值n，当两个电流值的差值大于预设的百分比值n时，电能计量芯片2判断两个电流通道的电流不平衡，表明有窃电行为发生。

另外，授权公告号为CN201589801U的实用新型专利公开了一种双电流有效值比较电路，与上述电路不同的是，该电路分别对采样后的火线电流信号和零线电流信号进行有效值计算，然后对两种有效电流信号进行比较，并输送差值到阈值比较器，基于上述百分比值判断电流是否不平衡，以判断是否有窃电行为发生。

发明内容

本发明的目的，在于对现有的具有防窃电功能的电路进行改进，从而提供了一种新的用于电能计量芯片的比较电路。

在本发明的一个方面，该用于电能计量芯片的比较电路，包括：

第一电流信号采样模块，其用于对外部输入的火线电流信号进行采样并转换为数字信号形式的第一采样电流信号；

第二电流信号采样模块，其用于对外部输入的零线电流信号进行采样并转换为数字信号形式的第二采样电流信号；

电压信号采样模块，其用于对外部输入的电压信号进行采样并转换为数字信号形式的采样电压信号；

分别与该第一电流信号采样模块和该电压信号采样模块相连接的第一有功功率模块，其用于接收该第一采样电流信号和该采样电压信号，并对该第一采样电流信号和该采样电压信号进行相乘处理，获得第一有功功率值；

分别与该第二电流信号采样模块和该电压信号采样模块相连接的第二有功功率模块，其用于接收该第二采样电流信号和该采样电压信号，并对该第二采样电流信号和该采样电压信号进行相乘处理，获得第二有功功率值；

分别与该第一有功功率模块和该第二有功功率模块相连接的比较模块，其用于对该第一有功功率值和该第二有功功率值进行比较，并输出该第一有功功率值和该第二有功功率值之间的功率差值；

与该比较模块相连接的阈值比较模块，其用于接收该比较模块输出的功率差值，并比较该功率差值与预定阈值；

与该阈值比较模块相连接的计时模块，其用于当在预定时间内该功率差值始终大于该预定阈值时，向该阈值比较模块反馈一个不平衡指示信号。

优选地，当所述功率差值大于该预定阈值时，启动所述计时模块，并且：

当所述计时模块启动后，在所述预定时间内所述功率差值不大于该预定阈值时，清零所述计时模块；