专利名称：一种三相全失压检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相电子式电能表的全失压检测电路，适用于三相电能计量领域。
背景技术：
当供电设备中PT回路的保险丝意外熔断时，会导致不能正常计量用户电量消费的多少，为了合理追补电量，降低供电部门的损失，一些电能表上需要带有全失压检测功能。全失压是指当三相电压(单相表为单相电压)均低于电能表临界电压(指电能表能够正常启动的电压，一般规定为70%基本电压)，且负荷电流大于5%额定(基本)电流的一种工况。为了能实时检测该工况，在失去电网电源供电的情况下，电能表需要周期性地(< 60s)检测三相负荷电流，判断是否大于5%额定(基本)电流值，以此判断是否处于全失压状态。当电能表判断到全失压状态时，需要记录全失压发生的时刻，并记录该时刻的电流有效值。·当电能表进行全失压检测时，没有电网电源供电，所以此时电能表消耗的备份电源，而目前电能表的备份电源是采用不可充电的锂电池，并有三年的寿命要求，所以对功耗要求很高，需要在IOuA以内，目前的电能表大都中央处理单元加计量芯片方式来实现电能表的整体功能，且现有的计量芯片集成度不够高，没有在超低功耗的能自动实现全失压检测的功能，所以现在大部分的做法是通过中央处理器周期性地打开计量芯片来检测电流值，以判断是否处于全失压状态，这样的做法功耗很大，电池寿命大大缩短。为了提高全失压检测时的低功耗性能，简化全失压检测的方法，降低全失压检测的成本，提高全失压检测功能的通用性，如中国专利201120063013. 5《一种全失压检测芯片及电能表》、中国专利2009202559222. X《用于三相电子式电能表的全失压模块》等提出了很多解决方法，但均不能从根本上解决问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构合理，可以有效解决三相电能表在处理全失压功能时，软件功能复杂，功耗大问题的三相全失压检测电路。本实用新型的技术解决方案是一种三相全失压检测电路，其特征是包括电流采样单元、电流通道选择单元、信号放大单元、阈值比较单元及主机系统；其中信号由电流采样单元传输至电流通道选择单元，后传输至信号放大单元，再传输至阈值比较单元，最后得到的信号传输给主机系统。通道选择单元由主机系统控制。主机系统带有计量芯片，电流采样单元输出信号同时供主机系统计量芯片所用。本实用新型结构合理，超低功耗，成本低廉，结构简单可靠，不需要大量软件工作，整机系统可靠性高。以下结合附图
和实施例对本实用新型作进一步说明。图I为本实用新型的结构方框图。图2为本实用新实时型的电路图。其中1、电流采样单元；2、电流通道选择单元；
3、信号放大单元；4、阈值比较单元。图3为本实用新型的主机系统软件采样中断处理流程图。
具体实施方式如图I可以看出本实用新型具有电流采样单元、电流通道选择单元、信号放大单元、阈值比较单元与主机系统构成。其中信号由电流采样单元传输至电流通道选择单元，后传输至信号放大单元，再传输至阈值比较单元，最后得到的信号传输给主机系统，通道选择单元由主机系统负责控制。电流采样单元输出信号同时供主机系统计量芯片所用，用于主机系统电能计量。如图2可以看出，本实用新型的电流采用单元由互感器CT1-CT3、电阻R1-R12、电容C1-C6所构成，当供电线路上的工频交流电流信号经过电流互感器CT1、CT2与CT3按比例减小后，再被由电阻R1-R12与电容C1-C6组成的电路处理成交流电压信号。该信号被用来提供给电流通道选择单元进行三相通道选择切换外，也同时供给主机系统进行电能计量。由图2可以看出，本实用新型的通道选择单元是由一低功耗模拟开关芯片Ul与电阻R13-R18、电容C7-C10构成，C7-C9主要用来隔离直流信号，传输工频信号，然后经R13-R18进行偏置以防止信号失真，再由主机系统控制模拟开关。在三相供电电源均低于临界电压时，主机系统平时处于休眠状态，以< 60S的时间为周期，从休眠状态自动切换至低功耗状态，主机系统在低功耗运行模式下通过控制CHAN_SEL1与CHAN_SEL2两根信号线的电平来切换选择模拟通道，切换的顺序为A、B、C三相。每相通道状态维持的时间为20ms。当模拟通道维持某相状态时，该相的电流信号会变成按比例大小的电压信号传输给信号放大单元的输入端。由图2可以看出，信号放大单元由一低功耗运算放大器U2、电阻R19-R20、电容C11-C12构成，用于将输入端的工频交流信号按比例负反馈放大。由图2可以看出，阈值比较单元由一低功耗比较器U3、电阻R21-R24、电容C13-C14构成。C13将信号的直流成分隔离，R21与R22将信号进行偏置，以防失真，然后再与由R23与R24设置的电压值进行比较，若由信号放大单元输出的信号大于阈值比较单元设置的电压阈值，阈值比较单元的V_L0SS_0UT信号发出低电平脉冲。反之V_L0SS_0UT维持高电平。主机系统判断到低电平发生时，便开启计量芯片与时钟单元，记录此时的电流值与发生时刻。然后再进入休眠状态。在软件设计方面，利用主机系统中的超低功耗的时钟单元，每隔60s将主机系统由休眠状态唤醒至低功耗状态，唤醒后，软件直接执行全失压功能模块。在该模块中，CPU按照A、B、C三相顺序打开信号通道选择单元，并同时判断对应V_L0SS_0UT (如图2)的I/O是否为低电平。若为低电平，主机系统打开计量芯片与时钟系统，将全失压记录在存储单元内。软件流程如图3所示。
权利要求1.一种三相全失压检测电路，其特征是包括电流采样单元、电流通道选择单元、信号放大单元、阈值比较单元及主机系统；其中信号由电流采样单元传输至电流通道选择单元，后传输至信号放大单元，再传输至阈值比较单元，最后得到的信号传输给主机系统。
2.根据权利要求I所述的三相全失压检测电路，其特征是通道选择单元由主机系统控制。
3.根据权利要求I或2所述的三相全失压检测电路，其特征是主机系统带有计量芯片，电流采样单元输出信号同时供主机系统计量芯片所用。
专利摘要本实用新型公开了一种三相全失压检测电路，包括电流采样单元、电流通道选择单元、信号放大单元、阈值比较单元及主机系统；其中信号由电流采样单元传输至电流通道选择单元，后传输至信号放大单元，再传输至阈值比较单元，最后得到的信号传输给主机系统。本实用新型结构合理，超低功耗，成本低廉，结构简单可靠，不需要大量软件工作，整机系统可靠性高。
文档编号G01R19/175GK202661540SQ201220282370
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者张磊, 郁卫联, 蔡春雷 申请人:江苏林洋电子股份有限公司