一种带液晶显示的新型三相电表的制作方法

本实用新型涉及电能表领域，特别涉及一种带液晶显示的新型三相电表。

背景技术：

随着农网改造的不断加快，三相电表的应用非常广泛。目前，电能表一般是安装在专用计量箱内，采用电缆经管道进、出线的方式，供电部门的工作人员透过表箱上的小玻璃窗进行抄表。在电能表中主要是通过控制芯片进行用户设备的继电控制，同时采用计量芯片计算电量后输入到控制芯片中。由于存在外部强电信号的干扰等，容易对控制芯片造成影响并损坏控制芯片，例如，损坏控制芯片的数据通讯端子、脉冲信号端子、时钟端子和片选端子等。

我国自2009年开始推广智能电能表以来，智能电能表的技术和应用得到了快速发展，但随着社会的发展，特别是国家开放售电市场以来，智能电能表需要根据每种应用需求进行升级，但现有的智能电能表是不允许升级的。而与此同时，国际法制计量组织OIML正在出台新的IR46标准，中国作为其成员国，也在积极研究满足该标准的电能表，比如国家电网公司推出了智能电能表2.0概念，将计量和管理分别用独立的MCU即外围电路来实现，称为计量芯和管理芯，其中计量芯完成基本的计量功能，不允许升级，而管理芯则允许升级以满足不同客户的应用需要。

现有技术中，由于没有完善的LCD面板、LCD-BG背光板及液晶显示电路，同时受LCD-BG背光板的尺寸限制，在智能电表上经常出现由于液晶显示屏的短板导致功能无法全部发挥或者文本显示不全的问题，经常需要通过软件来解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供了一种带液晶显示的新型三相电表，解决了现有技术中，由于没有完善的LCD面板、LCD-BG背光板及液晶显示电路，同时受LCD面板的限制，在智能电表上经常出现由于液晶显示屏的短板导致功能无法全部发挥或者文本显示不全的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种带液晶显示的新型三相电表，包括控制器，还包括LCD面板和LCD-BG背光板；

所述LCD面板采用H30007面板，所述H30007面板的SEG端子分别与控制器的SEG端子连接，H30007面板的COM端子分别与控制器的COM端子连接，所述H30007面板的TCK端子与控制器的TCK端子连接，所述H30007面板的TDI端子与控制器的TDI端子连接，所述H30007面板的TMS端子与控制器的TMS端子连接，所述H30007面板的TDOO端子与控制器的TDO端子连接；

所述LCD-BG背光板的A端子通过电阻R49与电源端VDD连接，所述LCD-BG背光板的K端子与控制器的LCD-BG端连接。

采用上述液晶显示电路，能够驱动成本低，操作简单，格式自由的液晶显示屏，同时支持智能电表的各种类型数据或文本的显示，使智能电表的各项功能可以得到充分的使用，解决了现有技术中，由于没有完善的LCD面板、LCD-BG背光板及液晶显示电路，同时受LCD面板的限制，在智能电表上经常出现由于液晶显示屏的短板导致功能无法全部发挥或者文本显示不全的问题。

还包括三极管Q1，三极管Q1的基极通过电阻R9与控制器BEEP端子连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R13与扬声器B1连接，扬声器B1还与电源端VDD连接。

还包括内部测试接口JTAG1，所述测试接口JTAG1的1端子与电源端VCC连接，测试接口JTAG1的2端子通过电阻R4与控制器的TCK端子连接；测试接口JTAG1的3端子通过电阻R6与控制器的TDI端子连接；测试接口JTAG1的4端子通过电阻R8与控制器的TMS端子连接；测试接口JTAG1的5端子通过电阻R5与控制器的TDO端子连接；测试接口JTAG1的6端子接地；测试接口JTAG1的7端子通过电容C1接地，测试接口JTAG1的7端子通过电阻与控制器的RST_MCU端子连接。

JTAG是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG最初是用来对芯片进行测试的，JTAG的基本原理是在器件内部定义一个TAP，通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。如今，JTAG接口还常用于实现ISP，对FLASH等器件进行编程。

JTAG编程方式是在线编程，传统生产流程中先对芯片进行预编程然后再装到板上，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用JTAG编程，从而大大加快工程进度。JTAG接口可对DSP芯片内部的所有部件进行编程。

所述控制器还通过光耦U1与S+和S-端子连接。

还包括供电电路、费控电路、计量电路和通讯电路。

所述供电电路包括分别与三相电A、B、C三相一一匹配的三组输入电路，所述每组输入电路通过变压器与两组整流器的输入端连接，其中一组整流器的输出端与VCP电路的输入端连接，另一组整流器的输出端正极与稳压器的Vin端连接，整流器的输出端负极接地；稳压器的Vout端通过二极管D8与VCC端连接，二极管D8与VCC连接的一端还通过极性电容C36接地，稳压器的Vout端通过二极管D7与VDD端连接，二极管D7与VDD连接的一端还通过极性电容C37接地；稳压器的GND端通过二极管D6接地，稳压器的Vin端还连接有12V的电源，稳压器的Vin端还通过并联的电容C33和极性电容C34接地，稳压器的Vout端还连接有5.7V的电源，稳压器的Vout端还通过并联的电容C17和极性电容C35接地。采用新型的稳压滤波电路结构，控制精度高，避免了电闸误动作导致用户用电闪断的问题，有效的解决了在外界的干扰下电闸误动作出现闪断的情况，造成对用户用电器的损伤的问题。

所述通讯电路包括RS485通讯电路和与计量电路连接的隔离通讯电路；

所述RS485通讯电路包括ISL3152驱动芯片、光耦U8、光耦U9和TVS二极管D2；

所述光耦U8输入端正极通过电阻R12连接电源端VCP+，光耦U8输入端负极与ISL3152驱动芯片RO端子连接，光耦U8输出端集电极通过电阻R33与电源端VDD连接，光耦U8输出端集电极还与控制器RXD0端子连接，光耦U8输出端发射极接地；

所述光耦U9输入端正极通过电阻R11连接电源端VDD，光耦U9输入端负极与控制器TXD0端子连接，光耦U9输出端集电极连接电源端VCP+，光耦U9输出端发射极与ISL3152驱动芯片的/RE和DE端子连接，光耦U9输出端发射极还通过电阻R30与电源端VCP-和ISL3152驱动芯片的DI端子连接；

所述ISL3152驱动芯片的VCC端子与电源端VCP+连接，ISL3152驱动芯片的GND端子与电源端VCP-连接，ISL3152驱动芯片的B/Z端子连接在接线端子J3上作为RS485B线，ISL3152驱动芯片的B/Z端子还通过电阻R41与电源端VCP-连接，ISL3152驱动芯片的A/Y端子通过电阻R43连接在接线端子J3上作为RS485A线，ISL3152驱动芯片的A/Y端子还通过电阻R42与电源端VCP+连接，ISL3152驱动芯片的A/Y端子与B/Z端子之间还连接有TVS二极管D2；

所述控制器通过光耦U3、光耦U4、光耦U5、光耦U6和U7与计量电路进行隔离通讯。

采用上述RS485通讯结构，在RS485通讯电路中加入了光耦进行隔离通讯，同时优化了电路结构，相对于现有的通讯电路提升了通讯可靠性的同时简化了不必要的结构。解决了现有技术中，由于没有设置相应的电能表隔离电路，不同的电路模块之间进行通讯时容易产生干扰，电能表内部通讯稳定性交差，容易出现故障，同时出现故障后故障定位和维修的难度较大的问题。

所述计量电路包括三相计量芯片HT7038和与HT7038连接的计量电路，所述计量电路包括电流互感器采样电路和电阻降压采样电路，还包括连接在HT7038上的光耦通讯模块U16和LED指示模块。HT7038计量芯片内部集成了高精度二阶Sigma-delta ADC、参考电压电路以及数字信号处理等电路，能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，由于所有参数都是内部算法电路直接进行运算的结果，从而充分保证了参数的精度与可靠性。该系列芯片为三相多功能计量提供了功能齐全、设计简单的应用解决方案，可充分满足三相复费率多功能电能表的设计需求。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一种带液晶显示的新型三相电表，解决了现有技术中，由于没有完善的LCD面板、LCD-BG背光板及液晶显示电路，同时受LCD面板的限制，在智能电表上经常出现由于液晶显示屏的短板导致功能无法全部发挥或者文本显示不全的问题。

2.本实用新型一种带液晶显示的新型三相电表，采用现有的芯片改进而成，改进成本低，便于生产。

3.本实用新型一种带液晶显示的新型三相电表，采用新型的供电电路、费控电路、计量电路和通讯电路，电表功耗更小，工作更稳定，精度更高。

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是本实用新型的液晶电路示意图；

图2是本实用新型的控制电路示意图；

图3是本实用新型的RS485通讯电路示意图；

图4是本实用新型的光耦隔离通讯电路示意图；

图5是本实用新型的计量电路示意图；

图6是本实用新型的电源电路示意图；

图7是本实用新型的电闸电路示意图；

图8是本实用新型的电流互感器采样电路示意图；

图9是本实用新型的电阻降压采样电路示意图；

图10是本实用新型的JTAG测试电路示意图；

图11是本实用新型的扬声器电路示意图。

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。

下面结合图1至图11对本实用新型作详细说明。

实施例1

如图1至11所示，一种带液晶显示的新型三相电表，包括控制器，还包括LCD面板和LCD-BG背光板；

所述LCD面板采用H30007面板，所述H30007面板的SEG端子分别与控制器的SEG端子连接，H30007面板的COM端子分别与控制器的COM端子连接，所述H30007面板的TCK端子与控制器的TCK端子连接，所述H30007面板的TDI端子与控制器的TDI端子连接，所述H30007面板的TMS端子与控制器的TMS端子连接，所述H30007面板的TDOO端子与控制器的TDO端子连接；

所述LCD-BG背光板的A端子通过电阻R49与电源端VDD连接，所述LCD-BG背光板的K端子与控制器的LCD-BG端连接。

采用上述液晶显示电路，能够驱动成本低，操作简单，格式自由的液晶显示屏，同时支持智能电表的各种类型数据或文本的显示，使智能电表的各项功能可以得到充分的使用，解决了现有技术中，由于没有完善的LCD面板、LCD-BG背光板及液晶显示电路，同时受LCD-BG背光板的尺寸限制，在智能电表上经常出现由于液晶显示屏的短板导致功能无法全部发挥或者文本显示不全的问题。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，还包括三极管Q1，三极管Q1的基极通过电阻R9与控制器BEEP端子连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R13与扬声器B1连接，扬声器B1还与电源端VDD连接。

还包括内部测试接口JTAG1，所述测试接口JTAG1的1端子与电源端VCC连接，测试接口JTAG1的2端子通过电阻R4与控制器的TCK端子连接；测试接口JTAG1的3端子通过电阻R6与控制器的TDI端子连接；测试接口JTAG1的4端子通过电阻R8与控制器的TMS端子连接；测试接口JTAG1的5端子通过电阻R5与控制器的TDO端子连接；测试接口JTAG1的6端子接地；测试接口JTAG1的7端子通过电容C1接地，测试接口JTAG1的7端子通过电阻与控制器的RST_MCU端子连接。

JTAG是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG最初是用来对芯片进行测试的，JTAG的基本原理是在器件内部定义一个TAP，通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。如今，JTAG接口还常用于实现ISP，对FLASH等器件进行编程。

JTAG编程方式是在线编程，传统生产流程中先对芯片进行预编程然后再装到板上，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用JTAG编程，从而大大加快工程进度。JTAG接口可对DSP芯片内部的所有部件进行编程。

所述控制器还通过光耦U1与S+和S-端子连接。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，还包括供电电路、费控电路、计量电路和通讯电路。

所述供电电路包括分别与三相电A、B、C三相一一匹配的三组输入电路，所述每组输入电路通过变压器与两组整流器的输入端连接，其中一组整流器的输出端与VCP电路的输入端连接，另一组整流器的输出端正极与稳压器的Vin端连接，整流器的输出端负极接地；稳压器的Vout端通过二极管D8与VCC端连接，二极管D8与VCC连接的一端还通过极性电容C36接地，稳压器的Vout端通过二极管D7与VDD端连接，二极管D7与VDD连接的一端还通过极性电容C37接地；稳压器的GND端通过二极管D6接地，稳压器的Vin端还连接有12V的电源，稳压器的Vin端还通过并联的电容C33和极性电容C34接地，稳压器的Vout端还连接有5.7V的电源，稳压器的Vout端还通过并联的电容C17和极性电容C35接地。采用新型的稳压滤波电路结构，控制精度高，避免了电闸误动作导致用户用电闪断的问题，有效的解决了在外界的干扰下电闸误动作出现闪断的情况，造成对用户用电器的损伤的问题。

所述通讯电路包括RS485通讯电路和与计量电路连接的隔离通讯电路；

所述RS485通讯电路包括ISL3152驱动芯片、光耦U8、光耦U9和TVS二极管D2；

所述光耦U8输入端正极通过电阻R12连接电源端VCP+，光耦U8输入端负极与ISL3152驱动芯片RO端子连接，光耦U8输出端集电极通过电阻R33与电源端VDD连接，光耦U8输出端集电极还与控制器RXD0端子连接，光耦U8输出端发射极接地；

所述光耦U9输入端正极通过电阻R11连接电源端VDD，光耦U9输入端负极与控制器TXD0端子连接，光耦U9输出端集电极连接电源端VCP+，光耦U9输出端发射极与ISL3152驱动芯片的/RE和DE端子连接，光耦U9输出端发射极还通过电阻R30与电源端VCP-和ISL3152驱动芯片的DI端子连接；

所述ISL3152驱动芯片的VCC端子与电源端VCP+连接，ISL3152驱动芯片的GND端子与电源端VCP-连接，ISL3152驱动芯片的B/Z端子连接在接线端子J3上作为RS485B线，ISL3152驱动芯片的B/Z端子还通过电阻R41与电源端VCP-连接，ISL3152驱动芯片的A/Y端子通过电阻R43连接在接线端子J3上作为RS485A线，ISL3152驱动芯片的A/Y端子还通过电阻R42与电源端VCP+连接，ISL3152驱动芯片的A/Y端子与B/Z端子之间还连接有TVS二极管D2；

所述控制器通过光耦U3、光耦U4、光耦U5、光耦U6和U7与计量电路进行隔离通讯。

采用上述RS485通讯结构，在RS485通讯电路中加入了光耦进行隔离通讯，同时优化了电路结构，相对于现有的通讯电路提升了通讯可靠性的同时简化了不必要的结构。解决了现有技术中，由于没有设置相应的电能表隔离电路，不同的电路模块之间进行通讯时容易产生干扰，电能表内部通讯稳定性交差，容易出现故障，同时出现故障后故障定位和维修的难度较大的问题。

所述计量电路包括三相计量芯片HT7038和与HT7038连接的计量电路，所述计量电路包括电流互感器采样电路和电阻降压采样电路，还包括连接在HT7038上的光耦通讯模块U16和LED指示模块。HT7038计量芯片内部集成了高精度二阶Sigma-delta ADC、参考电压电路以及数字信号处理等电路，能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，由于所有参数都是内部算法电路直接进行运算的结果，从而充分保证了参数的精度与可靠性。该系列芯片为三相多功能计量提供了功能齐全、设计简单的应用解决方案，可充分满足三相复费率多功能电能表的设计需求。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。