专利名称：电子式三相有功电能表的制作方法
技术领域：
电子式三相有功电能表
技术领域：
本实用新型涉及用来计量电量的电能表，尤其涉及一种电子式三相有功电 能表。背景技术：
现有电子式三相有功电能表虽然已有各种各样很多类型，但普遍存在长时 间运行不够稳定可靠、计量精度差、成本高等问题。
发明内容
本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种电子式三相有功 电能表，能够提高计量精度及长时间运行的可靠性，且成本低。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种电子式三相有功电能表，包括三 相计量芯片、带液晶驱动的功能处理芯片，三相计量芯片连接在功能处理芯片
的输入端，功能处理芯片(2)上还分别连接有脉冲输出电路(3)、 LCD显示电 路(4)、存储器(5)、红外通讯电路(6)、 RS485电路(7)，所述三相计量芯片 (1)采用ATT7028芯片。
作为优选，功能处理芯片的输入端还连接有按键输入电路和逆相序检测电路。
作为优选，所述功能处理芯片采用NEC0513芯片。 作为优选，所述存储器采用EEPROM。
作为优选，所述红外通讯电路采用一根输入线、 一根输出38K波形的输出 线、 一根输出发送信号波形的三线控制电路。
作为优选，所述RS485电路采用MAX13485芯片。只需一对双绞线就可实现 多系统联网构成分布式系统、设备简单、价格低廉、通信距离长。
本实用新型的有益效果本实用新型电压、电流经取样电路分别取样后，送入三相计量芯片进行处理，并转化为数字信号送到功能处理芯片进行计算，
功能处理芯片通过串行接口将ATT7028芯片的数据读出，完成有功电能计量。 根据需要向存储器存取数据，在LCD显示电路的LCD液晶上显示各项数据，通 过红外通讯电路或RS485电路进行通讯传输。采用高精度计量芯片ATT7028，使 得电压电流采样分辨率大为提高，且有足够的时间来更加精确的测量电能数据， 从而使电能表的计量准确度有了显著改善。电路能够长时间稳定运行，且整个 电路成本低。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
图1是本实用新型电子式三相有功电能表的结构示意图。
具体实施方式
参阅图l，电子式三相有功电能表，包括三相计量芯片l、带液晶驱动的功 能处理芯片2，三相计量芯片1连接在功能处理芯片2的输入端，功能处理芯片 2上还分别连接有脉冲输出电路3、 LCD显示电路4、存储器5、红外通讯电路6、 RS485电路7，所述三相计量芯片1采用ATT7028芯片。所述功能处理芯片2的 输入端还连接有按键输入电路9和逆相序检测电路10。电能表工作时，电压、 电流经取样电路分别取样后，送入三相计量芯片1进行处理，并转化为数字信 号送到功能处理芯片2进行计算。由于采用了专用的ATT7028芯片，使得电压 电流采样分辨率大为提高，且有足够的时间来更加精确的测量电能数据，从而 使电能表的计量准确度有了显著改善。功能处理芯片2用于分时计费和处理各 种输入输出数据，通过串行接口将专用电能芯片的数据读出，根据需要向存储 器5存取数据，在LCD显示电路4的LCD液晶上显示各项数据、通过红外通讯 电路6或者RS485电路7进行通讯传输，并完成运行参数的监测，记录存储各 种数据。所述功能处理芯片2采用NEC0513芯片。
整个电路采用线性电源11及电池电路13通过电源管理电路12供电。采用 线性变压器降压方式，变压器采用全密封方式，整洁可靠。稳压电路采用普通三端稳压管7805稳压，输出端除了电解电容外还用滤波电感对电压进行滤波，
保证输出端电压的质量。将有功各部分电路的供电进行分割，上电时工作，下 电后不工作的电路和上下电时都工作的电路分开供电，上下电时都可以工作的 电路根据功耗的大小及工作频繁程度分开供电，并根据控制电路对各部分的供-电情况进行控制，在不需要用到某部分电路时可以对其不加以供电，做到可能 的最小功耗，以保证下电时电池运行寿命的最长。
ATT7028是一颗高精度三相电能计量芯片，适用于三相三线和三相四线电 能表的应用；集成了六路二阶sigma-deltaADC、参考电压电路以及所有功率、 能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路，能够测量各相 及合相的有功功率、视在功率、有功能量，同时还能测量各相电流、电压有效 值、功率因数、相角、频率等参数，充分满足三相复费率和有功表的需求；支 持全数字域的增益、相位校正，即存软件校表；有功电能脉冲输出CF1、 CF2提 供瞬时有功功率信息，可以直接接到标准表进行误差校准；提供两类视在能量 输出，RMS视在能量以及PQS视在能量，CF3和CF4也可被配置为视在能量脉冲 输出；提供一个SPI接口，方便与外部MCU之间进行计量参数以及校表参数的 传递，所有计量参数都可以通过SPI接口读出；内部有电压检测电路，可以保 证加电和断电时正常工作。
所述存储器5采用EEPR0M。采用24LC32I芯片，24LC32I是美国Microchip 公司的低功耗CMOS串行EEPR0M，它是内含4K x 8 (32K bit)存储空间，具有 工作电压宽(2. 5 5. 5V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于5ms) 等优点。24LC32I的1、 2、 3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址，第8 脚和第4脚分别为正、负电源，第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这 条双向工2C总线串行传送，第6脚SCL为串行时钟输入线，SDA和SCL都需要 和正电源间各接一个10K的电阻上拉，第7脚需要接地。24LC32I中带有片内地 址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加l，以实现对下 一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节的数据。
所述红外通讯电路6采用一根输入线、 一根输出38K波形的输出线、 一根 输出发送信号波形的三线控制电路。红外通讯电路6分为发射和接收两部分。 发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，常 用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，发射功率约100mW。接收 电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压， 它才能正常工作而获得高的灵敏度。由于红外发光二极管的发射功率较小，红 外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现 在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头。红外线一体 化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。 红外部分线路采用三线控制电路，即输出(发射)用两根线，输入(接收)用 一根线，输出其中一个口利用定时器一直输出38K波，另一个口输出发送信号 波形，可以看作是控制38K波的发送；接收由于采用集成接收头，到功能处理 芯片2管脚的为普通电平，所以用一个中断口连接，当接受到电平变化后进入 中断开始接收红外数据。
所述RS485电路7采用MAX13485芯片。RS485电路7是一种常用的串口， 具有网络连接方便、抗干扰性能好、传输距离远等优点。使用RS-485总线组网， 只需一对双绞线就可实现多系统联网构成分布式系统、设备简单、价格低廉、 通信距离长。在应用系统中，RS-485半双工异步通信总线是被各个研发机构广 泛使用的数据通信总线，它往往应用在集中控制枢纽与分散控制单元之间。为 了实现总线与功能处理芯片系统的隔离，在功能处理芯片的异步通信口与 MAX13485之间采用光耦隔离。由于应用系统中，主机与分机相隔较远，通信线 路的总长度往往超过400米，而分机系统上电或复位又常常不在同一个时刻完 成。如果在此时MAX13485的DE端电位为"1 "，那么它的485总线输出将会 处于发送状态，也就是占用了通信总线，这样其它的分机就无法与主机进行通信。这种情况尤其表现在某个分机出现异常情况下(死机)，会使整个系统通信
崩溃。因此在电路设计时，应保证系统上电复位时MAX13485的DE端电位为 "0"。由于功能处理芯片在复位期间，1/0口输出高电平，故电路的接法有效 地解决复位期间分机"咬"总线的问题。输出电路的设计要充分考虑到线路上 的各种干扰及线路特性阻抗的匹配。由于工程环境比较复杂，现场常有各种形 式的干扰源，所以485总线的传输端一定要加有保护措施。在电路设计中可以 选用能够抗浪涌的TVS瞬态杂波抑制器件，考虑到线路的特殊情况(如某一块 表的485芯片被击穿短路)，为防止总线中其它分机的通信受到影响，在MAX13485 的485信号输出端串联两个热敏电阻。这样本机的硬件故障就不会使整个总线 的通信受到影响。
上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本 实用新型简单变换后的结构均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1. 电子式三相有功电能表，其特征在于包括三相计量芯片(1)、带液晶驱动的功能处理芯片(2)，三相计量芯片(1)连接在功能处理芯片(2)的输入端，功能处理芯片(2)上还分别连接有脉冲输出电路(3)、LCD显示电路(4)、存储器(5)、红外通讯电路(6)、RS485电路(7)，所述三相计量芯片(1)采用ATT7028芯片。
2. 如权利要求1所述的电子式三相有功电能表，其特征在于所述功能处理芯 片(2)的输入端还连接有按键输入电路(9)和逆相序检测电路(10)。
3. 如权利要求1所述的电子式三相有功电能表，其特征在于所述功能处理芯 片(2)采用NEC0513芯片。
4. 如权利要求l所述的电子式三相有功电能表，其特征在于所述存储器(5) 采用EEPROM。
5. 如权利要求1所述的电子式三相有功电能表，其特征在于所述红外通讯电 路(6)采用一根输入线、 一根输出38K波形的输出线、 一根输出发送信号波 形的三线控制电路。
6. 如权利要求1至5中任何一项所述的电子式三相有功电能表，其特征在于 所述RS485电路(7)采用MAX13485芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种电子式三相有功电能表，包括三相计量芯片、带液晶驱动的功能处理芯片，三相计量芯片连接在功能处理芯片的输入端，功能处理芯片上还分别连接有脉冲输出电路、LCD显示电路、存储器、红外通讯电路、RS485电路，所述三相计量芯片采用ATT7028芯片。本实用新型电压、电流经取样电路分别取样后，送入三相计量芯片进行处理，并转化为数字信号送到功能处理芯片进行计算，完成有功电能计量。采用高精度计量芯片ATT7028，使得电压电流采样分辨率大为提高，且有足够的时间来更加精确的测量电能数据，从而使电能表的计量准确度有了显著改善。电路能够长时间稳定运行，且整个电路成本低。
文档编号G01R22/06GK201247285SQ20082016318
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月25日 优先权日2008年8月25日
发明者顾海松 申请人:浙江恒业电子有限公司