一种一进二出双控负载智能识别电能表的制作方法

本实用新型涉及电能表领域，具体涉及一种一进二出双控负载智能识别电能表。

背景技术：

负载智能识别电能表主要针对集体宿舍设计的，随着集体宿舍区用电器的增多，用电安全隐患和浪费成为学校及单位管理者急需解决的问题，如何才能解决好这些问题，特别是集体宿舍区安全用电的隐患问题，如超负荷用电和使用发热电器时，如何实现自动判断、自动控制(自动断电供电)，以及电量储值计量、自动侦察违规用电等问题一直是关注的焦点。近年来，多采取利用限电器来限制用电负荷容量的办法加以解决，该方案一方面在实际应用中实现了对大功率的发热电器控制，但同时也限制了安全的大功率电器的使用；另一方面，每天的不同时段中的限电需求也不一样，如学校在夜晚需要限制一般用电，同时要让学生寝室的空调可以正常工作，因此需要电能表能实现对不同时段用电进行区别管理。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种一进二出双控的负载智能识别电能表，该电能表具有两路输出，每一路可以进行负载智能识别，可以通过内置的通断装置控制负载使用的单相电能表来解决上述问题。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种一进二出双控负载智能识别电能表，包括控制元件，外壳，以及分别与所述控制元件连接的电源、存储元件、显示装置、通讯单元、电量储值计量器和供电控制单元，所述电源、控制元件、电量储值计量器、通讯单元、显示装置和存储元件集成在一块PCB板上，所述供电控制单元固定在外壳上，供电控制单元与PCB板通过导线相连，所述供电控制单元包括第一继电器(2)和第二继电器(3)，所述第一继电器(2)和第二继电器(3)共用一个输入端(1)，且所述第一继电器(2)和第二继电器(3)分别连接有各自独立的第一输出线路(5)和第二输出线路(4)，所述第一输出线路(5)和第二输出线路(4)分别连接有独立的继电器驱动电路(7)。

在上述技术方案的基础上，所述电能表内还设置有负载识别电路，所述负载识别电路的两端分别连接电网输入端与控制元件。

在上述技术方案的基础上，所述电量储值计量器包括单相计量芯片，所述单相计量芯片连接有电压分压组件和电流传感器，电压分压组件和电流传感器分别与电网连接。

在上述技术方案的基础上，所述第一继电器和第二继电器上均带有分流器，所述分流器位于输入端与继电器之间。

在上述技术方案的基础上，所述第一继电器和第二继电器为磁保持继电器。

在上述技术方案的基础上，所述控制元件内部集成有液晶驱动和实时时钟。

在上述技术方案的基础上，所述电源包括电源变压器，所述电源变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组输出为9V/20mA，且所述第一绕组与通讯单元相连，所述第二绕组输出为10.5V/120mA，且所述第二绕组与控制元件相连。

在上述技术方案的基础上，所述电源变压器串联有热敏电阻，在输入电压线路连接有压敏电阻。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中的一进二出双控负载智能识别电能表，具有两路输出，表内有两套独立的继电器和继电器驱动电路，分别可以独立工作和独立计量，对每路输出可以进行独立拉合闸控制。

(2)具有分时段限流功能，满足复杂用电需求。

(3)可控制恶性负载，同时不影响其他大功率电器的使用。

(4)电路中的主要芯片全部采用国产主流芯片，具有集成度高，功能多，成本低的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一进二出双控负载智能识别电能表的结构原理框图；

图2为本实用新型实施例中供电控制单元的结构图。

附图中，1-输入端，2-第一继电器，3-第二继电器，4-第二输出线路，5-第一输出线路，6-地线，7-继电器驱动电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本实用新型实施例提供一种一进二出双控的负载智能识别电能表，包括控制元件，外壳，以及分别与所述控制元件连接的电源、存储元件、显示装置、通讯单元、电量储值计量器和供电控制单元，所述电源、控制元件、电量储值计量器、通讯单元、显示装置、存储元件集成在一块PCB板上，所述供电控制单元固定在外壳上，供电控制单元与PCB板通过导线相连，所述供电控制单元包括第一继电器和第二继电器，所述第一继电器和第二继电器共用一个输入端，输出端各自独立，且分别连接有独立的继电器驱动电路。

电能表内还设置有负载识别电路，所述负载识别电路的两端分别连接着电网输入端与控制元件。所述负载识别电路用于根据接收到DC/DC模块输出的电压对负载中的电阻进行实时AD采集，并将采集AD信号经过负载识别电路发送给主控制器；所述负载识别电路用于根据负载电平的高低将产生的电信号发送给主控制器并向负载提供电压接入源。

恶性阻性负载是指一些大功率的电炉、热得快等容易破坏线路并引发火灾的纯阻性负载。阻性负载的电流波形为正弦波，随着负载的增大尖波的高度会增加，但是最大宽度不会变。而阻性负载对应同一电压，功率越大宽度就越宽，负载识别电路中采用内部高性能的波形放大器和功率放放大器将信号放大，同时通过一个比较器，设定一个参考电压，通过比对线路电压和参考电压来识别恶性负载，这样就有效的限制了恶性负载的使用，防止了火灾等一些灾害事件的发生；同时对电脑等具有一定功率的电器，由于并非纯阻性负载，不会被识别为恶性负载，可以安全运行。

各单元的作用及工作方式如下：

电量储值计量器以单相计量芯片为核心，单相计量芯片连接有电压分压组件和电流传感器形成计量电路，通过计量电路对输入的电流、电压进行电能计量，转换成电能脉冲，反向电路亦转换成正向电能计量，同时把实时的功率和功率因数送入电表。

控制元件是本实用新型电能表的核心，用于接收其他单元传输信号将检测到的电流和电压信号变换成功率信号输出给存储元件及通讯单元。其内部集成了液晶驱动、实时时钟，外部采用32.768KHz晶振，硬件上按要求采用分时复用技术，实现计算和控制。

存储元件为铁电存贮器，可进行反复多次擦写，用于保存用电量、参数、电表状态等，在仪表断电时保证数据及时、安全的存贮。

通讯单元采用EESA接口/收发器，具有失效保护电路，当接收器输入开路或短路时，确保接收器输出逻辑高电平，同时实现无差错数据传输。

电源主要用于将电网中电能变压输出，供给电能表各单元运行的电能，包括电源变压器，电源变压器采用两个2VA/3绕组，一个绕组输出9V/20mA供给通讯单元，另一个绕组输出10.5V/120mA供给除通讯单元外的其它单元，两个绕组间隔离电压大于4000V。电源中也可设置电池组，在外部电网短路或断开时保障电能表供电。

优选的，可将电源变压器初级串热敏电阻，用于保障变压器在高电压下不损坏；可在输入电压线路火零线加压敏电阻，可阻止雷击浪涌和高频脉冲传入电能表内。

供电控制单元每一路控制通断开关的继电器采用磁保持继电器，线圈(SG)通正向电流继电器接通，接通线圈(SG)通反向电流继电器断开。

继电器的触点保持采用永久磁铁。磁保持继电器能使电磁线圈中保持上次驱动脉冲所注入的磁场不变，即在正常工作时不需要加驱动电流，只在需要改变触点状态时加上200ms的反向脉冲即可，随后不需要任何驱动。这就大大节省了能量，降低了消耗。

具体两路继电器的结构图见附图2所示，两个继电器共用一个输入端，输出端电路各自独立，两个继电器输出端分别连接有独立的继电器驱动电路。在输入端与每个继电器之间各有一个分流器，用于电流信号采样。每个继电器拥有独立的控制信号线，可以独立进行拉闸、合闸操作。

本实用新型中存储元件可选用上海复旦微电子集团的FM24C256A型铁电存贮器，通讯单元可选用昊昱HYM3085型EESA接口/收发器，控制元件可选用复旦微的FM3308单片机，电量储值计量器核心可选用锐能微RN8209G单相计量芯片，这种优选组合中的主要芯片全部采用国产主流芯片，具有集成度高，功能多，成本低的特点。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。