专利名称：一种宽范围电能表的电流测量电路的制作方法
技术领域：
一种宽范围电能表的电流测量电路
技术领域：
本实用新型涉及测量仪器仪表领域，特别涉及一种宽范围电能表的电流测量电路。
背景技术：
随着国家坚强智能电网的推广，各用电单位和电力企业对智能电表的计量精度及动态范围要求不断提高，现有电表的电流测量电路的设计方案都是包括依次连接的运算放大器、ADC转换芯片和电能表MCU模块，运算放大器设有电流信号输入端，由于运算放大器都是设置固定放大倍数对输入的电流信号进行放大，这样虽能在一定程度上保证小电流点的计量精度，但整表的动态范围因此受到限制，无法满足高倍率表的市场需求；或者选用采样位数更高的ADC转换芯片，但该类芯片价格非常昂贵，是一般ADC转换芯片价格的几倍， 故无法被普遍采用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种宽范围电能表的电流测量电路，能对输入的电流信号进行动态增益，以满足高倍率、高精度电能表的要求。上述技术问题通过以下技术方案解决一种宽范围电能表的电流测量电路，其特征在于，包括依次连接的可编程增益放大器、ADC模块和电能表MCU模块，可编程增益放大器设有信号输入端，可编程增益放大器受电能表MCU模块控制。本实用新型由电能表MCU模块通过程序控制，根据测量结果自动调整可编程增益放大器的增益值，以满足高倍率、高精度电能表的要求。为了保证整个计量范围内误差一致性，本实用新型在电能表MCU模块中设置将测量范围划分为多个量程及每个量程对应一个增益值，然后电能表MCU管理模块根据测量结果判断出输入信号所在的量程，并根据判断出的量程重新设置可编程增益放大器的增益值。本实用新型在电能表MCU模块中将相邻两个量程设置共有一重叠区，当电流值i处于该重叠区是不会改变原增益值，这样就防止电流变化过程中电流通道增益切换出现反复抖动。
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
本实施例提供的一种宽范围电能表的电流测量电路，具体包括依次连接的可编程增益放大器、ADC模块和电能表MCU模块，可编程增益放大器受电能表MCU模块控制。被采样的差分电流信号经过信号调理电路后输入到可编程增益放大器的输入端， 该信号通过可编程增益放大器后输入到ADC模块(模数转换器)中，ADC模块将该模拟信号转换为等比例的比特流数字信号，电能表MCU管理模块对该电流通道的比特流数字信号进行一系列数字信号及计算处理，将其还原成一次电流输入信号并得出输入信号值，然后由该电能表MCU管理模块依据电能表的各项需求对该一次电流输入信号进行相关处理，例如在电能表的显示模块中显示测量的结果及相关计算参数；再由该电能表MCU管理模块根据测量结果重新设置可编程增益放大器的增益值，以实现对输入的电流信号进行动态增益调整，来满足高倍率、高精度电能表的要求。电流通道增益动态调整方案一为假设，ADC模块最大输入信号值为Vmax、可编程增益放大器的输入信号值Vi, Vi属于本电能表的测量范围W，VIN]，(VIN< VMX)，可以确定可编程增益放大器的放大倍数N，Vi*N < = VMX。电流通道增益动态调整方案二为为了保证整个计量范围内误差一致性，在电能表MCU模块中设置将测量范围划分为多个量程及每个量程对应一个增益值，然后电能表 MCU管理模块根据测量结果判断出输入信号所在的量程，并根据判断出的量程重新设置可编程增益放大器的增益值。电流通道增益动态调整方案三为实际电网的用电负荷是不断变化的，为了防止电流变化过程中电流通道增益切换出现反复抖动，电流的大小判断不能采用单门限比较方式；同时由于电网负荷的变化从微观的角度实际是一个渐变的过程，无论负荷从大到小还是从小到大，电流都是逐渐变化的，故可以采用滞回比较方式，具体为相邻两个量程为 (A，B)、(C，D)及对应的增益值为Ni、N2，0 < A < C < B < D，附> N2 > 0 ；假设电流值i 刚开始在(A，B)内，增益值为Ni，往后，当电流值i大于B而小于D，那么增益值变为N2;增益值变为N2后，当电流值i小于C，增益值才变为m ；即相邻两个量程共有一重叠区(B，C)， 当电流值i处于该重叠区是不会改变原增益值，这样就防止电流变化过程中电流通道增益切换出现反复抖动。本实用新型不局限于上述实施例，基于上述实施例的、未做出创造性劳动的简单替换，应当属于本实用新型揭露的范围。
权利要求1. 一种宽范围电能表的电流测量电路，其特征在于，包括依次连接的可编程增益放大器、ADC模块和电能表MCU模块，可编程增益放大器设有信号输入端，电能表MCU模块控制可编程增益放大器。
专利摘要本实用新型涉及一种宽范围电能表的电流测量电路，其特征在于，包括依次连接的可编程增益放大器、ADC模块和电能表MCU模块，可编程增益放大器设有信号输入端，可编程增益放大器受电能表MCU模块控制。本实用新型由电能表MCU模块通过程序控制，根据测量结果自动调整可编程增益放大器的增益值，以满足高倍率、高精度电能表的要求。
文档编号G01R15/09GK202210118SQ20112024973
公开日2012年5月2日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者任智仁, 周宣, 夏大叶, 贾俊 申请人:珠海中慧微电子有限公司