高精度电网多功能表的制作方法

本实用新型涉及电力监测控制仪表技术领域，特别是涉及一种自动控制效果好、综合功能强的高精度电网多功能表。

背景技术：

多功能表是高性能的监测仪表，用于配电系统的测量监视与控制，可有效值测量三相电压、三相电流、有功功率、视在功率、功率因数、频率、谐波和正反向有功/无功电能等。一般来讲，多功能表有着极高的性价比，可以直接取代常规电力变送器、测量仪表、电能计量表以及相关的辅助单元，广泛应用于各种电力监控系统、工矿企业、公共设施、智能建筑和开关柜等。为了进一步提高多功能表的测量精度和智能化水平，需要对电网多功能表加以更多创新的设计。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高精度电网多功能表，其设计新颖，结构精巧，具有RS-485通讯、开关量输入、越限报警、遥控输出、模拟量变送输出和电能脉冲输出等多种功能，综合功能强大，检测精度更高，能够有效保障电网的可靠运行。

为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高精度电网多功能表，其特征在于：包括主芯片、电源电路、分别与主芯片连接的采样电路、显示屏和通讯电路，所述电源电路为主芯片、采样电路、显示屏和通讯电路提供工作电源，采样电路包括电压采样模块、电流采样模块、频率采样模块、功率采样模块和谐波采样模块，电压采样模块的前端设置防浪涌保护电路，所述主芯片设有开关量输入输出模块和模拟量输入输出模块。

作为优选，所述主芯片采用型号为R5F100FEDFP的低功耗通用型的微处理器，所述采样电路包括型号为Atmel M90E36A的集成电路，集成电路的外围电路设置若干低温漂精密采样电阻。采用型号为Atmel M90E36A增强型多相高性能大跨度能源计量集成电路。配合外围低温漂精密采样电阻，能够在长期使用和各种温度下依然准确的计量各项电能数据，大跨度的计量范围使仪表能够在计量小电流或者大电流时依然精确，电压电流精 度达到0.2级有功，电能达到0.5S级。

作为优选，所述显示屏采用定制图案型液晶屏，定制图案型液晶显示屏包括通过开模制作的液晶片，液晶片上包括数字显示部、英文字符显示部、中文字符显示部和图形显示部，定制图案型液晶显示屏的显示内容由驱动芯片驱动，定制图案型液晶显示屏的亮度由背光模块调节。可同时显示中文、数字、图形和符号，显示清晰与点阵液晶屏相比没有由像素点造成的在文字图案的拐角处边缘的模糊，同时支持中文，使得可读性增强便于用户理解。

作为优选，所述显示屏的驱动方式采用TM1622驱动芯片驱动。驱动方式与点阵液晶屏相比更加简单、经济。同时采用了背光，便于用户在夜晚或照明条件差的时候使用，且在无操作一段时间后背光会自动关闭，已达到节能和延长背光使用寿命的效果。

作为优选，所述显示屏采用超亮中文LED显示屏。

作为优选，所述电源电路包括整流电路、变压器、电压转换控制电路、钳位电路、偏置电路和若干三端正向稳压电路，所述整流电路的输出端与变压器的输入端之间设置并联的钳位电路、偏置电路和电压转换控制电路，分别用于限制漏感引起的峰值电压、降低空载空耗和检测控制反馈输入，三端正向稳压电路用于将变压后的电压进行稳压处理，然后输出预设值的若干路直流电压。即电源电路采用开关电源和三端正向电压稳压器相结合的方式，具有功耗小、体积小、重量小、效率高、输入范围广的特点。稳压器中设有滤波电路能够有效地降低外界的干扰和噪声，为后续电流提供可靠稳定的电源并且可以达到100mmA的电流输出，内部设有过流、过热自动保护功能。

作为优选，所述通讯电路包括RS-485收发芯片、光耦隔离电路和TVS瞬态抑制二极管保护电路，RS-485收发芯片包括接收输出端RXD、发送数据输入端TXD、正向发送输出端A和反向发送输出端B，接收输出端子RXD和发送数据输入端TXD分别连接光耦隔离电路，正向发送输出端A和反向发送输出端之间设置TVS瞬态抑制二极管保护电路。采用RS-485通讯和Modbus-RTU协议，具有多种波特率可选，支持多种功能码，方便与其他厂家的设备组网通讯，且内部电路上采用光耦隔离的方式同时设置TVS管保护内部电路，即瞬态抑制二极管，防止内部电路因外部原因烧毁或破坏。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果：本实用新型的设计新颖，结构精巧，具有RS-485通讯、开关量输入、越限报警、遥控输出、模拟量变送输出和电能脉冲输出等功能，综合功能强大，能够直接取代常规的功能单一的电力变送器、电能计量表等测量仪表，检测精度更高，能够有效保障电网的可靠运行。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中的显示屏的一个优选实施例的结构示意图；

图3是本实用新型中电源电路的一个优选实施例的结构示意图；

图4是本实用新型中通讯电路的一个优选实施例的电路图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示的一种高精度电网多功能表，包括主芯片、电源电路、分别与主芯片连接的采样电路、显示屏和通讯电路，其中，电源电路为主芯片、采样电路、显示屏和通讯电路提供工作电源，采样电路包括电压采样模块、电流采样模块、频率采样模块、功率采样模块和谐波采样模块，电压采样模块的前端设置防浪涌保护电路，主芯片设有开关量输入输出模块和模拟量输入输出模块。

本实用新型中，主芯片优选采用型号为R5F100FEDFP的低功耗通用型的微处理器，采样电路包括型号为Atmel M90E36A的集成电路，集成电路的外围电路设置若干低温漂精密采样电阻。显示屏采用定制图案型液晶屏，定制图案型液晶显示屏包括通过开模制作的液晶片，如图2所示，液晶片上包括数字显示部、英文字符显示部、中文字符显示部和图形显示部，定制图案型液晶显示屏的显示内容由驱动芯片驱动，定制图案型液晶显示屏的亮度由背光模块调节。可同时显示中文、数字、图形和符号，显示清晰与点阵液晶屏相比没有由像素点造成的在文字图案的拐角处边缘的模糊，同时支持中文，使得可读性增强便于用户理解。本实用新型中，显示屏的驱动方式采用TM1622驱动芯片驱动。驱动方式与点阵液晶屏相比更加简单、经济。同时采用了背光，便于用户在夜晚或照明条件差的时候使用，且在无操作一段时间后背光会自动关闭，已达到节能和延长背光使用寿命的效果。此外，显示屏也可以采用超亮中文LED显示屏。

如图3所示为本实用新型中的电源电路的一个优选实施例的电路框图，电源电路包括整流电路、变压器、电压转换控制电路、钳位电路、偏置电路和若干三端正向稳压电路，其中，整流电路的输出端与变压器的输入端之间设置并联的钳位电路、偏置电路和电压转换控制电路，分别用于限制漏感引起的峰值电压、降低空载空耗和检测控制反馈输入，三端正向稳压电路用于将变压后的电压进行稳压处理，然后输出预设值的若干路直流电压。即电源电路采用开关电源和三端正向电压稳压器相结合的方式，具有功耗小、体积小、重量小、效率高、输入范围广的特点。稳压器中设有滤波电路能够有效地降低外界的干扰和噪声，为后续电流提供可靠稳定的电源并且可以达到100mmA的电流输出，内部设有过流、过热自动保护功能。

如图4所示为本实用新型中通讯电路采用RS-485通讯的一个优选实施例的电路图，通讯电路包括RS-485收发芯片U3、光耦隔离电路和TVS瞬态抑制二极管保护电路，RS-485收发芯片U3包括接收输出端RXD、发送数据输入端TXD、正向发送输出端A和反向发送输出端B，接收输出端子RXD和发送数据输入端TXD分别连接光耦隔离电路，正向发送输出端A和反向发送输出端之间设置TVS瞬态抑制二极管保护电路。如图4所示，光耦隔离电路中包括光耦隔离器U1和U2，TVS瞬态抑制二极管电路包括瞬态抑制二极管TVS1。采用RS-485通讯和Modbus-RTU协议，具有多种波特率可选，支持多种功能码，方便与其他厂家的设备组网通讯，且内部电路上采用光耦隔离的方式同时设置TVS管保护内部电路，即瞬态抑制二极管，防止内部电路因外部原因烧毁或破坏。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。