一种用于电能表抗强磁的电流采样复合结构的制作方法
【专利摘要】一种用于电能表抗强磁的电流采样复合结构，它包括计量PCB板以及焊接在计量PCB板上，依次串接的分流器、PCB开环消磁线圈和采样接口电路，所述的采样接口电路的信号输出端与外部计量芯片的采样信号输入端相连，分流器和PCB开环消磁线圈均垂直于计量PCB板焊接；计量PCB板上分流器的两引脚至外部计量芯片之间PCB开环消磁线圈和采样接口电路的布线在空间上形成交叉回路，空间上的交叉点两侧线路围成的面积相等。本实用新型从空间三个维度上有效防止工频交变磁场对交流电流采样所带来的影响。
【专利说明】—种用于电能表抗强磁的电流采样复合结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电能表领域，尤其是一种交流电流计量抗强磁影响的电流采样复合结构。
【背景技术】
[0002]目前，随着电网污染的严重性以及电能表计使用环境的严酷性，用户要求电能表计在工频交变磁场中空载条件下不误计电量，正常使用情况下计量误差要控制在精度等级范围内。交流电流的信号采样源一般采用分流器形式，电流采样线采用人工绞线方式，这种传统的设计方式决定了电表的整个采样回路存在不一致闭环的空气间隙，在工频交变磁场环境下采样线两端极易产生感应电动势差，从而给表计的交流电流采样值带来偏差，使表计在空载环境下误判负载电流，从而误计电能，使用户利益受损。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了克服现有交流电流采样元件在工频交变磁场下的缺点，提供一种抗强磁的新型复合结构，从空间三个维度上有效防止工频交变磁场对交流电流采样所带来的影响。
[0004]本实用新型的技术方案是:
[0005]一种用于电能表抗强磁的电流采样复合结构，它包括计量PCB板以及焊接在计量PCB板上，依次串接的分流器、PCB开环消磁线圈和采样接口电路，所述的采样接口电路的信号输出端与外部计量芯片的采样信号输入端相连，分流器和PCB开环消磁线圈均垂直于计量PCB板焊接；计量PCB板上分流器的两引脚至外部计量芯片之间PCB开环消磁线圈和采样接口电路的布线在空间上形成交叉回路，空间上的交叉点两侧线路围成的面积相等。
[0006]本实用新型的分流器的两引脚直接焊接在计量PCB板上。
[0007]本实用新型的PCB开环消磁线圈相对分流器平面倾斜一定角度。
[0008]本实用新型的采样接口电路包括电阻R1-R4和电容C1、C2，所述的电阻Rl的一端接分流器的一个引脚，电阻Rl的另一端接地，电阻R2的一端串接PCB开环消磁线圈后接分流器的另一个引脚，电阻R2的另一端接地，电阻Rl和分流器的连接点接电阻R3的一端，电阻R3的另一端串接电容Cl后接地，电阻R2和PCB开环消磁线圈的连接点接电阻R4的一端，电阻R4的另一端串接电容C2后接地，电阻R3和电容Cl的连接点以及电阻R4和电容C2的连接点分别作为采样接口电路的输出与外部计量芯片的采样信号输入端相连。
[0009]本实用新型的有益效果:
[0010]本实用新型在PCB开环消磁线圈与交流电流采样接口电路串联后，形成一个有效的反向消磁结构，抵消工频交变磁场在分流器左右面(定义X方向)与分流器上下侧面(Y方向)对交流电流采样所带来的感应电动势；如果消磁线圈面积适当，外界磁场对分流器产生的影响量为零。
[0011]本实用新型将计量线路板上的交流电流采样接口电路走线布线为空间上交叉的等面积走线，以此来抵消工频交变磁场在计量板上下面(定义Z方向)对交流电流采样所带来的感应电动势。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的电路图。
[0013]图2是本实用新型的结构示意图之一。
[0014]图3是本实用新型的结构示意图之二。
[0015]图4是本实用新型的结构示意图之三。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0017]一种用于电能表抗强磁的电流采样复合结构，它包括计量PCB板I以及焊接在计量PCB板I上，依次串接的分流器2、PCB开环消磁线圈3和采样接口电路，所述的采样接口电路的信号输出端与外部计量芯片4的采样信号输入端相连，分流器2和PCB开环消磁线圈3均垂直于计量PCB板I焊接；计量PCB板I上分流器2的两引脚至外部计量芯片4之间PCB开环消磁线圈3和采样接口电路的布线在空间上形成交叉回路，空间上的交叉点两侧线路围成的面积相等。
[0018]如图3所示，在X、Y方向，分流器2采样端连接到计量PCB板I后，经过消磁线圈后再送入电流采样电阻前端，消磁线圈的面积大小以及与分流器2的平行面所形成的夹角Θ根据实际情况决定，面积A=CXcos Θ =D,面积B=CX sin θ =E。
[0019]Z方向上，计量PCB板I上分流器2的两引脚至外部计量芯片4之间PCB开环消磁线圈3和采样接口电路的布线在空间上形成交叉回路，空间上的交叉点两侧线路围成的面积相等，如图4所示，是计量板交流采样“8字形”走线透视图，使得面积F=H即可。
[0020]当外界存在工频交变磁场，工频交变磁场对所有的闭环电路都会感应出一定的感应电动势E。通过在XYZ三个方向上增加等效闭环面积，所增加的闭环等效面积在工频磁场下所形成的磁通量大小与未消磁前相等，但是相对运动方向相反，在X、Y和Z三个方向上总磁通量没有任何变化，所以感应的干扰电动势为0，从而保证交流电流采样不受工频交变磁场的干扰。实际将这种新型复合结构电能表置于磁场强度为5mT的50Hz交流环境中，在负载全电流范围内计量error ( 0.1%,空载时长时间不误计电量。
[0021]本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种用于电能表抗强磁的电流采样复合结构，其特征是它包括计量PCB板(I)以及焊接在计量PCB板(I)上，依次串接的分流器(2 )、PCB开环消磁线圈(3 )和采样接口电路，所述的采样接口电路的信号输出端与外部计量芯片(4)的采样信号输入端相连，分流器(2)和PCB开环消磁线圈(3)均垂直于计量PCB板(I)焊接；计量PCB板(I)上分流器(2)的两引脚至外部计量芯片(4)之间PCB开环消磁线圈(3)和采样接口电路的布线在空间上形成交叉回路，空间上的交叉点两侧线路围成的面积相等。
2.根据权利要求1所述的用于电能表抗强磁的电流采样复合结构，其特征是所述的分流器(2 )的两引脚直接焊接在计量PCB板(I)上。
3.根据权利要求1所述的用于电能表抗强磁的电流采样复合结构，其特征是所述的PCB开环消磁线圈(3)相对分流器(2)平面倾斜一定角度。
4.根据权利要求1所述的用于电能表抗强磁的电流采样复合结构，其特征是采样接口电路包括电阻R1-R4和电容C1、C2，所述的电阻Rl的一端接分流器(2)的一个引脚，电阻Rl的另一端接地，电阻R2的一端串接PCB开环消磁线圈(3)后接分流器(2)的另一个引脚，电阻R2的另一端接地，电阻Rl和分流器(2)的连接点接电阻R3的一端，电阻R3的另一端串接电容Cl后接地，电阻R2和PCB开环消磁线圈(3)的连接点接电阻R4的一端，电阻R4的另一端串接电容C2后接地，电阻R3和电容Cl的连接点以及电阻R4和电容C2的连接点分别作为采样接口电路的输出与外部计量芯片(4)的采样信号输入端相连。
【文档编号】G01R11/02GK204028161SQ201420370628
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】胡生, 马利民, 张黄军 申请人:江苏林洋电子股份有限公司