一種單相模塊的多費(fèi)率電能表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種單相模塊的多費(fèi)率電能表，包括采樣電路、計(jì)量電路、控制單元、通信電路和供電電路，所述的采樣電路連接計(jì)量電路，再由計(jì)量電路連接控制單元，控制單元連接通信電路，所述供電電路連接計(jì)量電路和控制單元，所述的通信電路包括紅外通信電路、載波通信電路和串口通信電路，所述的紅外通信電路與掌機(jī)通信，所述的串口通信電路與外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備通信，所述控制單元連接載波通信電路，載波通信電路與外部的集抄器通信。本實(shí)用新型有多種抄表通信接口，電力公司可根據(jù)實(shí)際情況選擇抄表方式。供電電路的變壓器設(shè)有硬件保護(hù)電路，防止電壓過大時(shí)燒毀變壓器。
【專利說明】一種單相模塊的多費(fèi)率電能表【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備，特別是一種單相模塊的多費(fèi)率電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]電力公司對(duì)用戶設(shè)備進(jìn)行抄表時(shí)，通常采用紅外通信電路或載波通信電路進(jìn)行就地抄表或遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，此外還有采用接口應(yīng)用范圍普遍，價(jià)格便宜的串口通信電路進(jìn)行抄表。通過載波通信電路和串口通信電路進(jìn)行抄表可將電力數(shù)據(jù)傳送至主站中，方便主站對(duì)電力數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有的電能表通信接口的方式單一，在每次更換抄表方式后都需要大批量的更換電能表，造成設(shè)備成本的大幅度增加，無法滿足電力公司對(duì)抄表的實(shí)際要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種單相模塊的多費(fèi)率電能表，有多種抄表的通信接口供電力公司抄表選擇，既可以就地抄表也可遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，方便電力公司根據(jù)實(shí)際情況選擇抄表方式。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種單相模塊的多費(fèi)率電能表，包括采樣電路、計(jì)量電路、控制單元、通信電路和供電電路，所述的采樣電路連接計(jì)量電路，再由計(jì)量電路連接控制單元，控制單元連接通信電路，所述供電電路連接計(jì)量電路和控制單元，所述的通信電路包括紅外通信電路、載波通信電路和串口通信電路，所述的紅外通信電路與掌機(jī)通信，所述的串口通信電路與外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備通信，所述控制單元連接載波通信電路，載波通信電路與外部的集抄器通信。采集電路一般包括電壓采集電路和電流采集電路，采集用戶設(shè)備上的電壓信號(hào)和電流信號(hào)。采集到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)傳送至計(jì)量電路，通過計(jì)量電路計(jì)算例如一戶家庭一個(gè)月、季的用電量，并將電力數(shù)據(jù)發(fā)送至控制單元中。當(dāng)抄表員通過掌機(jī)、集抄器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(手提電腦)等抄表設(shè)備發(fā)送抄表指令后，控制單元將采集到的電力數(shù)據(jù)發(fā)送至對(duì)應(yīng)的抄表設(shè)備上。通過紅外通信電路實(shí)現(xiàn)與掌機(jī)的通信主要適用于抄表員就地抄表的場(chǎng)合，載波通信電路通過利用現(xiàn)有的電力線進(jìn)行電力抄表，可進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)的智能化抄表，此外通過串口通信電路將電力數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的方式，接口較為常見，適用地方廣泛，并且價(jià)格便宜。在利用集抄器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備抄表以后通常將集抄器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備連接至主站，方便電力公司對(duì)電力數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和統(tǒng)一管理。有三種抄表方式可供電力公司選擇，電力公司可根據(jù)需要選擇抄表方式。
[0005]優(yōu)選的，所述的供電電源包括一變壓器，所述計(jì)量電路連接在變壓器的一次側(cè)，所述變壓器的二次側(cè)有三個(gè)線圈，第一個(gè)線圈輸出連接控制單元，第二個(gè)線圈連接串口通信電路，第三個(gè)線圈連接載波芯片。變壓器的一次側(cè)連接高壓電，通過供電電路同時(shí)對(duì)計(jì)量電路、控制單元、載波芯片以及串口通信電路供電，無需另外供電電源。
[0006]優(yōu)選的，所述變壓器第三個(gè)線圈與載波芯片之間連接有一直流/直流轉(zhuǎn)換電路，所述的直流/直流轉(zhuǎn)換電路連接一熱敏電阻的一端，所述的熱敏電阻連接一電容的一端，所述電容的另一端接地，所述電容與熱敏電阻的連接點(diǎn)連接所述的載波芯片。在通過變壓器將高壓電轉(zhuǎn)換為載波芯所需的供電電壓，但由于變壓器轉(zhuǎn)換時(shí)可能會(huì)存在不穩(wěn)定性，通過直流/直流轉(zhuǎn)換電路，保持載波芯片的恒定供電，并且若電壓過大時(shí)，隨著溫度的升高熱敏電阻的阻值變大，分擔(dān)了一部分電壓，減低了落在載波芯片上的電壓，防止載波芯片燒壞。
[0007]優(yōu)選的，所述控制單元包括一讀入端，所述的讀入端連接一第二電容的一端，所述第二電容另一端接地，并且所述讀入端與第二電容的連接點(diǎn)連接在由第一電阻與上拉電阻串聯(lián)的第一電阻的一端，所述上拉電阻的另一端連接第一直流電源，所述第一電阻與上拉電阻的連接點(diǎn)連接載波通信電路的輸出端。由于電力線本身存在脈沖干擾，可能造成信息的誤讀。為減小脈沖信號(hào)的干擾，通過電容濾波盡量消除電力線上的干擾信號(hào)。
[0008]優(yōu)選的，所述控制單元還包括一讀出端，所述讀出端連接在由NPN型三極管一和NPN型三極管二組成的達(dá)林頓管中的NPN型三極管一的基極，所述NPN型三極管一的發(fā)射極與NPN型三極管二的發(fā)射極共地，所述的NPN型三極管一的集電極與NPN型三極管二的基極相連且連接點(diǎn)連接在由兩電阻串聯(lián)的連接點(diǎn)處，所述兩電阻串聯(lián)的一端連接第二直流電源，另一端接地，所述NPN型三極管二的發(fā)射極連接一 RC濾波電路，所述RC濾波電路的電阻連接載波通信電路的輸入端，在NPN型三極管一的基極與NPN型三極管二的集電極之間連接有第三電阻。達(dá)林頓管靈敏度高，在通過控制器的讀出端讀出電力數(shù)據(jù)時(shí)，放大信號(hào)，有利于電力數(shù)據(jù)讀取。
[0009]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]提供了紅外通信電路、載波通信電路和串口通信電路三種通信電路供電力公司選擇，電力公司可根據(jù)實(shí)際需求選擇通信方式。
[0011]所述的直流/直流轉(zhuǎn)換電路可避免因變壓器轉(zhuǎn)換后電壓的不穩(wěn)定，為載波芯片提供恒定電壓，并且設(shè)有熱敏電阻，防止電壓過大時(shí)燒壞電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0013]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)連接框圖；
[0014]圖2為載波電路輸入端與輸出端的保護(hù)電路；
[0015]圖3為載波芯片供電電源端保護(hù)電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，一種單相模塊的多費(fèi)率電能表，包括采樣電路、計(jì)量電路、控制單元、通信電路和供電電路，所述的采樣電路連接計(jì)量電路，再由計(jì)量電路連接控制單元，控制單元連接通信電路，所述供電電路連接計(jì)量電路和控制單元，所述的通信電路包括紅外通信電路、載波通信電路和串口通信電路，所述的紅外通信電路與掌機(jī)通信，所述的串口通信電路與外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備通信，所述控制單元連接載波通信電路，載波通信電路與外部的集抄器通信。由掌機(jī)通過紅外通信電路進(jìn)行抄表為就地抄表。集抄器抄表為遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，通常集抄器一次可抄取一個(gè)小區(qū)或一棟樓內(nèi)所有用戶的電能表上的電力數(shù)據(jù)。串口通信方式主要連接在例如手提電腦一類的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備上，串口通信電路所用的接口較為常見，一般為RS485串口線接口，適用地方廣泛，并且價(jià)格便宜。在集抄器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備接收到電力數(shù)據(jù)以后，為方便電力公司的統(tǒng)一管理，通常將集抄器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備連接在主站上，方便電力公司的監(jiān)測(cè)。有多種抄表的通信接口供電力公司抄表選擇，既可以就地抄表也可遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，方便電力公司根據(jù)實(shí)際情況選擇抄表方式。在電力公司更換了本實(shí)用新型所述的電能表以后，若更換抄表方式也不會(huì)造成大范圍更換電能表，節(jié)約了設(shè)備成本。
[0017]所述的供電電源包括一變壓器，所述計(jì)量電路連接在變壓器的一次側(cè)，所述變壓器的二次側(cè)有三個(gè)線圈，第一個(gè)線圈輸出連接控制單元，第二個(gè)線圈連接串口通信電路，第三個(gè)線圈連接載波芯片。變壓器的一次側(cè)連接高壓電，通過供電電路同時(shí)對(duì)計(jì)量電路、控制單元、載波芯片以及串口通信電路供電，無需另外供電電源。
[0018]本優(yōu)選實(shí)施例中，在變壓器第三個(gè)線圈與載波芯片之間還連接有一直流/直流轉(zhuǎn)換電路，所述的直流/直流轉(zhuǎn)換電路連接一熱敏電阻RT的一端，所述的熱敏電阻RT接一電容Cl的一端，所述電容Cl的另一端接地，所述電容Cl與熱敏電阻的連接點(diǎn)連接所述的載波芯片，具體參見圖3。通過變壓器將高壓電轉(zhuǎn)換為載波芯所需的供電電壓，但由于變壓器轉(zhuǎn)換時(shí)可能會(huì)存在不穩(wěn)定性，通過直流/直流轉(zhuǎn)換電路保持載波芯片的恒定供電，并且若電壓過大時(shí)，隨著溫度的升高熱敏電阻的阻值變大，分擔(dān)了一部分電壓，減低了落在載波芯片上的電壓，防止載波芯片燒壞。
[0019]參見圖2，所述控制單元包括一讀入端RXD，所述的讀入端RXD連接一第二電容C2的一端，所述第二電容C2另一端接地，并且所述讀入端與第二電容C2的連接點(diǎn)連接在由第一電阻(Rl)與上拉電阻R串聯(lián)的第一電阻Rl的一端，所述上拉電阻R的另一端連接第一直流電源VDD1，所述第一電阻(Rl)與上拉電阻R的連接點(diǎn)連接載波通信電路的輸出端。所述控制單元還包括一讀出端TXD，所述讀出端TXD連接在由NPN型三極管一 Ql和NPN型三極管二 Q2組成的達(dá)林頓管中的NPN型三極管一 Ql的基極，所述NPN型三極管一 Ql的發(fā)射極與NPN型三極管二 Q2的發(fā)射極共地，所述的NPN型三極管一 Ql的集電極與NPN型三極管二 Q2的基極相連且連接點(diǎn)連接在由兩電阻串聯(lián)的連接點(diǎn)處，所述兩電阻串聯(lián)后一端連接第二直流電源VDD2，另一端接地，所述NPN型三極管二 Q2的發(fā)射極連接一 RC濾波電路，所述RC濾波電路的電阻R2連接載波通信電路的輸入端，在NPN型三極管一 Ql的基極與NPN型三極管二 Q2的集電極之間連接有第三電阻R3。由于電力線本身存在脈沖干擾，可能造成信息的誤讀。為減小脈沖信號(hào)的干擾，在載波電路的輸出端通過電容濾波盡量消除電力線上的干擾信號(hào)。在采集完信號(hào)要將信號(hào)通過載波電路傳送到集抄器時(shí)，為有利于電力數(shù)據(jù)的信號(hào)讀取需要通過達(dá)林頓管放大信號(hào)。達(dá)林頓管靈敏度高，有利于信號(hào)的放大。
[0020]除上述優(yōu)選實(shí)施例外，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型作出各種改變和變形，只要不脫離本實(shí)用新型的精神，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種單相模塊的多費(fèi)率電能表，包括采樣電路、計(jì)量電路、控制單元、通信電路和供電電路，所述的采樣電路連接計(jì)量電路，再由計(jì)量電路連接控制單元，控制單元連接通信電路，所述供電電路連接計(jì)量電路和控制單元，其特征在于:所述的通信電路包括紅外通信電路、載波通信電路和串口通信電路，所述的紅外通信電路與掌機(jī)通信，所述的串口通信電路與外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備通信，所述控制單元連接載波通信電路，載波通信電路與外接的集抄器通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相模塊的多費(fèi)率電能表，其特征在于:所述的供電電源包括一變壓器，所述計(jì)量電路連接在變壓器的一次側(cè)，所述變壓器的二次側(cè)有三個(gè)線圈，第一個(gè)線圈輸出連接控制單元，第二個(gè)線圈連接串口通信電路，第三個(gè)線圈連接載波芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相模塊的多費(fèi)率電能表，其特征在于:所述變壓器第三個(gè)線圈與載波芯片之間連接有一直流/直流轉(zhuǎn)換電路，所述的直流/直流轉(zhuǎn)換電路連接一熱敏電阻的一端，所述的熱敏電阻(RT)接一電容(Cl)的一端，所述電容(Cl)的另一端接地，所述電容(Cl)與熱敏電阻的連接點(diǎn)連接所述的載波芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相模塊的多費(fèi)率電能表，其特征在于:所述控制單元包括一讀入端(RXD)，所述的讀入端(RXD)連接一第二電容(C2)的一端，所述第二電容(C2)另一端接地，并且所述讀入端與第二電容(C2)的連接點(diǎn)連接在由第一電阻(Rl)與上拉電阻(R)串聯(lián)的第一電阻(Rl)的一端，所述上拉電阻(R)的另一端連接第一直流電源(VDD1)，所述第一電阻(Rl)與上拉電阻(R)的連接點(diǎn)連接載波通信電路的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單相模塊的多費(fèi)率電能表，其特征在于:所述控制單元還包括一讀出端(TXD)，所述讀出端(TXD)連接在由NPN型三極管一(Ql)和NPN型三極管二(Q2)組成的達(dá)林頓管中的NPN型三極管一(Ql)的基極，所述NPN型三極管一(Ql)的發(fā)射極與NPN型三極管二(Q2)的發(fā)射極共地，所述的NPN型三極管一(Ql)的集電極與NPN型三極管二(Q2)的基極相連且連接點(diǎn)連接在由兩電阻串聯(lián)的連接點(diǎn)處，所述兩電阻串聯(lián)的一端連接第二直流電源(VDD2)，另一端接地，所述NPN型三極管二(Q2)的發(fā)射極連接一 RC濾波電路，所述RC濾波電路的電阻(R2)連接載波通信電路的輸入端，在NPN型三極管一(Ql)的基極與NPN型三極管二(Q2)的集電極之間連接有第三電阻(R3)。
【文檔編號(hào)】G01R22/06GK203519721SQ201320698956
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】陳秀銀 申請(qǐng)人:浙江恒業(yè)電子有限公司