一种三相自适应智能电表的制作方法

本实用新型涉及智能电表技术领域，更具体地说，特别涉及一种三相自适应智能电表。

背景技术：

随着市场经济体制的建立，电力已经作为一种商品走向市场，电力企业管理正转向商业化运行。目前，绝大多数用电管理是采用最原始的分散计量、人工抄表，它离自动化的目标还非常遥远。当前城镇居民住宅公寓化，相对较为集中，及时开发并推出适合国情，既面向未来电量管理自动化建设的需要，又适应现行的运行管理体制的多用户表，是民用电计量、管理的大势所趋。

用电量的急剧增长以及由此引发的能源供需矛盾加剧，许多工业大国日益重视电能管理，都在通过技术改造等各种手段加强对电力负荷的监控，以实现计划用电与合理配电，从而提高电网负荷率。现代电能管理强调自动化、智能化，要求以高新技术手段确保经济杠杆调配电能的使用，以求更高的供用电效率。这便对电能计量仪器仪表提出了多功能化的要求，希望它不仅能计量电能，而且也能应用于管理。因此功能单一的感应式电能表已不适应现代电能管理的要求，电子式电能表应运而生。

智能电表是以MCU计量芯片技术为基础，采用当今最新集成电路技术，根据电能表有关国际(IEC)标准和我国电力标准GB/T17215.301-2007《多功能电能表-特殊要求》、GB/T15284-2002《多费率电能表-特殊要求》、DL/T614-2007《多功能电能表》、DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》、Q/GDW354-2009《智能电能表功能规范》、Q/GDW356-2009《三相智能电能表型式规范》等设计制造而成的新型电表，包括三相自适应智能电表和单相自适应智能电表。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可靠、安全、性价比高的三相自适应智能电表。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种三相自适应智能电表，包括电源模块，以及与电源模块连接的控制模块、计量芯片、电压采样电路、电流采样电路、显示模块、存储模块、IC卡接口电路、通讯模块和实时时钟模块，所述电流采样电路和电压采样电路均与计量芯片连接，所述计量芯片、显示模块、存储模块、IC卡接口电路、通讯模块和实时时钟模块均与控制模块连接，所述显示模块还与存储模块连接。

进一步地，还包括与计量芯片连接的脉冲输出电路。

进一步地，所述计量芯片的型号为ADE7755，所述控制模块采用型号为AT89C52的单片机，所述实时时钟模块的型号为DS12C887。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的三相自适应智能电表整体方案具有可靠、安全和性价比高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述三相自适应智能电表的原理图。

图2是本实用新型所述三相自适应智能电表中计量芯片、电流采样电路、电压采样电路和脉冲输出电路的电路图。

图3是本实用新型所述三相自适应智能电表中控制模块的电路图。

图4是本实用新型所述三相自适应智能电表中显示模块的电路图。

图5是本实用新型所述三相自适应智能电表中实时时钟模块的电路图。

图6是本实用新型所述三相自适应智能电表中电源模块的电路图。

图7是本实用新型所述三相自适应智能电表中存储模块的电路图。

图8是本实用新型所述三相自适应智能电表中IC卡接口电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本实用新型提供一种三相自适应智能电表，包括电源模块，以及与电源模块连接的控制模块、计量芯片、电压采样电路、电流采样电路、显示模块、存储模块、IC卡接口电路、通讯模块和实时时钟模块，所述电流采样电路和电压采样电路均与计量芯片连接，所述计量芯片、显示模块、存储模块、IC卡接口电路、通讯模块和实时时钟模块均与控制模块连接，所述显示模块还与存储模块连接。

参阅图2所示，本实用新型还包括与计量芯片连接的脉冲输出电路4，脉冲输出电路4、电压采样电路2、电流采样电路1均与计量芯片3连接。

在电流采样电路1中，电阻R56、R57为采样电阻，电容C21、电容C22为采样电容，为采样通道提供了采样电压信号，采样电压信号的大小由分流器的阻值和流过其上的电流决定。电流采样通道采用完全差动输入，V1P为正输入端，V2P为负输入端，电流采样通道最大差动峰值电压应小于470mV，电流采样通道的PGA其增益可由ADE7755的G1和G0来选择。

在电压采样电路2中，电压输入通道的采样信号是通过衰减线电压得到的，其中电阻R11、R13、R47～R49、R55、R60、R75～R78、R80、R81为校验衰减网络，通过短接跳线S5至S13可将采样信号调节到需要的采样值上，当电能表为基本电流时，电压采样值为174.2mV，为了允许分流器的容差和片内基准源8％的误差，衰减校验网络应该允许至少30％的校验范围。这个衰减网络的-3dB频率是由电阻R80和电容C33决定的，电阻R54、R73、R74确保了这一点，即使全部跳线都接通，电阻R54、R73、R74的电阻值仍远远大于R80。电阻R80和电容C33的选取要和电流采样通道的电阻R57、电容C21匹配，这样才能保证两个通道的相位进行适当的匹配，消除相位失调带来的误差影响。

在计量芯片3中，其型号为ADE7755，首先负载电流经过分流器再通过滤波电路后转换成合适的电压信号送入到电能计量芯片ADE7755的电流通道，即V1P和V1N端；而220V相电压则通过精密电阻衰减网络降压后，再通过滤波电路送入电能计量芯片ADE7755的电压通道，即V2P和V2N端二者经过ADE7755转换成有功功率以高频脉冲形式从CF端输出然后接入到单片机AT89C52的外部中断信号输入端，即单片机控制电路从ADE7755的CF端采集脉冲经过处理后得到的数据送到LCD显示模块进行显示，并通过远程通讯电路把数据传送到上位机。CF脚经光电耦合器接在单片机的T0计数器上，由单片机对CF脚输出的脉冲进行计数，再根据ADE7755的原理，计算出功率所测功率。

在脉冲输出电路4中，电阻R59为限流电阻，LED为脉冲指示灯，在检验时，可用常规光电法采集脉冲指示灯发出的信号进行误差校验，U1为隔离光耦，C28为去耦电容，其作用一是滤除高频干扰信号对LED的影响，二是在高温高湿环境下，对叠加到U1的输入引脚的干扰信号起到一个放电通路的作用，防止U1误导通。

参阅图3所示，所述控制模块采用型号为AT89C52的单片机，AT89C52与时钟电路(包括晶体振荡器、电容C19、C20)，上电复位电路(包括R42、C5、S3、VD1、C3、R9)构成单片机的最小系统。其中，晶体振荡器选用12MHz的高稳定无源晶体振荡器，与AT89C52中的反向放大器构成振荡器，给CPU提供高稳定的时钟信号。电容C19、C20可起频率微调作用，电容值在5pF～30pF之间选择，本电路选20pF。电容C5和电阻R42构成上电复位电路。电源开启时，电源对电容C5充电，在CPU的复位端产生一高脉冲。只要高电平的维持时间大于两个机器周期(24个振荡周期)。CPU就可复位。二极管VD1的作用是当断电时，可使电容C5所储存的电荷迅速释放，以便下次上电时可靠复位。电容C5可滤除高频干扰，防止单片机误复位。按键S3和电阻R9构成按键复位电路。

参阅图4所示，显示模块采用型号为LCD1602的显示电路，LCD1602的DB0～DB7与单片机AT89C52的P00～P07口连接，用于显示用户用电信息；P25、P26、P27、分别控制LCD1602的寄存器选择输入端RS、读写控制输入端R/W、使能信号输入端E；通过调节电阻R58电阻值的大小来控制液晶显示的对比度。

参阅图5所示，所述实时时钟模块的型号为DS12C887。该芯片是DALLAS公司推出的8位并行实时时钟芯片，工作电压为5V，便于在计算机系统中应用。时钟芯片DS12C887的地址/数据复用总线AD0～AD7分别连接到单片机的P00～P07八个I/O端口，用于进行数据和地址的传输，时钟芯片DS12C887的IRQ、DS、RW、AS、CS分别于单片机的RXD、RD、WR、ALE/P、P24连接，用于对时钟芯片进行读写操作。

参阅图6所示的电源模块中，从主网接入的电压经过变压器降压，再经由桥式整流电路整流后，电解电容储能、平波。滤波电容滤除高频纹波，再经三端稳压器稳压即获得直流+5V电源，为各种芯片正常工作提供必要的电源。当电网停电时，+3.6V锂电池供电，电网上电时，由7805三端稳压器的输出引脚输出的+5V直流供电。

参阅图7所示，存储模块由串行EEPROM和上拉电阻组成，在串行时钟和数据端接了上拉电阻R62和R63，分别连接到C52的P30和P31端。串行EEPROM选用AT24C04，AT24C04为低电压(2.5V-5.5V)、长寿命(可擦写10万次以上)器件，在掉电时存储剩余电度数。

参阅图8所示，IC卡接口电路采用的是Atmel公司的存储IC卡AT24C01，用于存储由售电管理系统写入的密码、卡号、电度数等，是电管部门与用户连接的桥梁。为了提高IC卡操作的可靠性，必须有卡上下电控电路、卡插入检测电路、卡短路检测电路等辅助电路，结合软件可以大大提高其读写的准确性和可靠性。

电阻R12、二极管D5、三极管Q6组成卡上下电电路。当AT89C52的P16＝0时，Q6导通，IC卡座之VCC得电；当AT89C52的P16＝1时，Q6截止，IC卡座之VCC失电。IC卡的VCC同时经D6送至CPU的P15，检测有无卡电源短路现象，以防人为破坏。K1、K2为IC卡座的一对常闭触点，当有卡插入时，K1、K2开路，Q2导通，给AT89C52的P12口送入低电平，此信号用来检测有无卡插入。

本实用新型的三相自适应智能电表整体方案具有可靠、安全和性价比高的优点。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。