专利名称：双锰铜电流采样电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电能计量技术领域，具体涉及电子式电能表的电流采样电路。
背景技术：
电能计量准确性的首要条件是采样的准确性，对于单相电能表电流采样，传统设 计是主通道采用锰铜进行采样，次通道采用电流互感器采样。采用电流互感器电流采样，不 能有效的采样直流分量，所以正常计量，而采样锰铜电流采样，不仅可以采样交流分量而且 可以采样直流分量，保证正常的计量，但是电流通道两路都采用锰铜，会引起电网短路，方 案无法实现。
发明内容本实用新型是解决计量芯片电流采样，零线电流用电流互感器不能采样直流分量 的问题，不存在由于电流互感器弓I入的电压和电流相差。本实用新型的技术方案为一种双锰铜电流采样电路，包括火线锰铜电流采样部 分和零线电流采样部分，用于给计量管理MCU提供电流采样信号；其特征在于所述零线电 流采样部分包括锰铜分流器、采样芯片及隔离变压器，锰铜分流器采样零线电流，采样芯片 对采样信号进行处理，隔离变压器将经过处理的采样信号隔离耦合到计量管理MCU。本实用新型中，火线和零线电流采样电路均采用锰铜分流器采样，实现了双锰铜 采样；零线采样通过采样芯片实现信号处理，再采用隔离耦合转换采样信号，输入计量管理 MCU进行计量。本实用新型解决了火线和零线不能同时采用锰铜采样的问题，相对电流互感 器电流采样，可以从采样原理上加强抗强磁干扰能力，保证采样数据的准确性，其三该方案 器件尺寸小，方便安装，和物料成本的降低。
图1是本实用新型基本原理框图。图2是实施例提供的火线电流采样电路原理图。图3是实施例提供的零线电流采样电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供的电流采样电路包括火线锰铜电流采样部分和零线电 流采样部分，用于给电能表的计量管理MCU提供电流采样信号，管理MCU采用TERIDIAN公 司的71M6542芯片。其中，火线锰铜电流采样部分采用熟知的锰铜分流器，电路原理结合图2所示，具 体电路结构及其工作原理属现有技术，此处不再赘述。其中，零线电流采样部分包括锰铜分流器、采样芯片71M6601及隔离变压器TF1， 锰铜分流器采样零线电流，采样芯片对采样信号进行处理，隔离变压器将经过处理的采样信号隔离耦合到计量管理MCU。本实施例中，采样芯片采用TERIDIAN公司的71M6601芯片。 结合图3所示，锰铜分流器由锰铜电阻L7、L8、电阻R22、R23、R24、R25、电容C41、C42搭建而 成，锰铜电阻L7经电阻R23连接采样芯片71M6601的‘INP，引脚，锰铜电阻L8经电阻R25 连接采样芯片71M6601的‘INN，引脚，电阻R22、R24串联于锰铜电阻L7、L8之间，电容C41、 C42串联于71M6601的‘INP，引脚和‘INN，引脚之间，电阻R22与R24的节点及电容C41与 C42的节点进而连接采样芯片71M6601的‘TEST，引脚及iGND'引脚，采样芯片71M6601的 ‘VCC，引脚经电容C43接‘GND’引脚。采样芯片71M6601的‘SN’引脚和‘SP’引脚接隔离 变压器TFl初级端，隔离变压器TFl的次级端接管理MCU 71M6542芯片的‘BN，引脚和‘BP， 引脚(图中未示)。零线电流采样部分的工作原理是当电能表开始工作，先由71M6542通过隔离 变压器TFl输入到71M6601的‘SN，和‘SP，引脚，提供电源给71M6601复位开始工作，再 由71M6542通过隔离变压器TFl及SN，和‘SP，引脚通信配置71M6601的控制寄存器，使 71M6601正常工作，当有负载加载，零线电流信号通过锰铜分流器进行采样，转换成采样电 压信号，输入71M6601的‘INN，、‘INP，引脚，71M6601进行信号预放大，根据内部自带的基准 电压进行ADC转换，将结果存入寄存器，等待71M6542的读取。71M6542可以设置一个数据 校验位，对通过隔离变压器TFl传输的数据进行校验，保证数据传输的可靠性。当得到正确 的采样数据以后，进入71M6542的内部CE计算，得到需要的电流，电流，功率，电量等数据。 71M6542还可以设置温度补偿位，对71M6601的参考电压进行温度补偿，保证采样数据在温 度范围内的准确性。本实施例中，访问71M6601通信协议是TERIDIAN专用通信协议，隔离变压器要保 证71M6601的电源功耗，同时又要保持71M6601与71M6542的隔离双向通信。上述实施例，采用采样芯片及隔离电流的锰铜采样，可以测量电流通道中的交流 分量和直流分量，是本实用新型方案最大特点。此外，本实用新型方案相对电流互感器电流 采样，可以从采样原理上加强抗强磁干扰能力，保证采样数据的准确性，其三该方案器件尺 寸小，方便安装，和物料成本的降低。以上实施例仅为充分公开而非限制本实用新型，例如，采样芯片及管理MCU芯片 的具体型号不应受限制，其同意系列或具有等同功能的其他芯片应当属于本实用新型揭露 的范围。
权利要求1.一种双锰铜电流采样电路，包括火线锰铜电流采样部分和零线电流采样部分，用于 给计量管理MCU提供电流采样信号；其特征在于所述零线电流采样部分包括锰铜分流器、 采样芯片及隔离变压器，锰铜分流器采样零线电流，采样芯片对采样信号进行处理，隔离变 压器将经过处理的采样信号隔离耦合到计量管理MCU。
2.根据权利要求1所述的双锰铜电流采样电路，其特征在于所述采样芯片采用 TERIDIAN公司的71M6601芯片；所述管理MCU采用TERIDIAN公司的71M6542芯片。
3.根据权利要求2所述的双锰铜电流采样电路，其特征在于所述71M6601芯片的工 作电源是由71M6542芯片经由隔离变压器提供。
4.根据权利要求2所述的双锰铜电流采样电路，其特征在于所述71M6542芯片设置 有一个数据校验位，对通过隔离变压器传输的数据进行校验。
5.根据权利要求2所述的双锰铜电流采样电路，其特征在于所述71M6542芯片设置 有温度补偿位，对71M6601的参考电压进行温度补偿。
专利摘要本实用新型公开一种双锰铜电流采样电路，包括火线锰铜电流采样部分和零线电流采样部分，用于给计量管理MCU提供电流采样信号。零线电流采样部分包括锰铜分流器、采样芯片及隔离变压器，锰铜分流器采样零线电流，采样芯片对采样信号进行处理，隔离变压器将经过处理的采样信号隔离耦合到计量管理MCU。本实用新型解决了火线和零线不能同时采用锰铜采样的问题，相对电流互感器电流采样，可以从采样原理上加强抗强磁干扰能力，保证采样数据的准确性，其次该方案器件尺寸小，方便安装，物料成本降低。
文档编号G01R22/06GK201788230SQ20102026128
公开日2011年4月6日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者任智仁, 冉际华, 史谦, 周宣, 唐振中, 许永平, 贾俊, 邓廷 申请人:珠海中慧微电子有限公司