带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置，属电测技术领域。
【背景技术】
[0002]通信模块是电力用户用电信息采集系统主站与采集终端、采集器与终端，以及采集终端与智能电能表之间本地通信相互传输数据的设备单元。智能电能表配置有通信模块接口，能够和通信模块进行数据交互，采用电力线载波通信或微功率无线通信方式实现与采集器/采集终端之间的通讯。
[0003]现场运行中发现，智能电能表与通信模块出现越来越多的匹配兼容性问题，如电表通信接口带载能力超出允许范围，使得模块通信动态功耗较大，将电能表电源拉垮，导致电能表不工作；电能表通信接口带载能力不足，无法驱动通信模块正常工作，影响用电信息采集系统数据抄读的问题。为此，国网企业标准《Q / GDff 1827-2013三相智能表技术规范》对三相智能电能表通信接口带载能力提出了相应的要求，规定电压+12V±1V，负载电流OmA?400mA。
[0004]传统的通信接口带载能力测试方法是取下三相智能电表的通信模块，根据电表通信接口管脚定义，在电能表通信模块模拟电源接口(Vcc)管脚与地之间接入纯阻性负载，负载阻值为30 Ω (±5%精度)，用万用表测量Vcc电压与地针脚电压值是否在12V±1V范围内。这种测试方法需要人工查找电源接口接线，繁琐费时、易出错，而且采用纯阻性负载受环境因素影响，导致带载能力测试准确性低，可靠性差。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是，为了解决现有人工测试通信接口带载能力的方法繁琐、易出错、准确性低的问题，满足现场测试需要；克服现有技术的不足，提供了一种带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:本实用新型带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置包括:M0SFET电路、电阻Rl和电阻R2、三相电源、电压检测模块、电流检测模块、高速采样电路、A/D转换单元、MCU电路、串口通讯、键盘、直流电压测量显示电路、D/A转换单元和PWM控制电路。
[0007]三相智能电能表通信接口带载能力测试装置采用以MOSFET电路为主电路构成的电子负载作为测试负载。
[0008]本实用新型装置中，MOSFET电路的漏极接被测电能表通信模块模拟电源接口 Vcc管脚，其源极通过电流检测模块接电表通信接口的地；被测三相智能电能表由三相电源提供供电；电阻Rl和电阻R2串联，并接在电能表通信模块模拟电源接口 Vcc管脚与地之间；电压检测模块的输入端接在电阻R2的两端，电压检测模块的输出端经过高速采样电路，进行测试数据的转换和运算后，传输给MCU电路；电流检测模块负责检测MOSFET电路的漏极电流，其输出端经过A/D转换单元，将检测到的MOSFET电路的漏极电流模拟信号转换成数字信号，并传输给MCU电路;MCU电路的另一个输出端通过D/A转换单元连接PWM控制电路，PWM控制电路连接MOSFET电路的栅极；MCU电路的输出端连接直流电压测量显示电路；键盘输出连接MCU电路；串口电路与MCU电路互连。
[0009]MCU电路负责对采集到的MOSFET电路的漏极电流信号、漏-源极电压信号进行分析，与预设值进行比较输出一定大小的电压控制信号，输出到D / A转换单元，D / A转换单元输出端与PWM控制电路的输入端相连接，PWM控制电路的输出端连接MOSFET电路的栅极；通过键盘和直流电压测量显示电路实现人机交互，串口通讯实现与MCU电路的双向通讯，用于选择不同的工作模式并设定相关参数。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型采用以MOSFET电路为主电路构成的电子负载作为测试负载，电子负载可以模拟定电流、定电压、定电阻的负载情况，可以设定初值；在检测MOSFET电路的漏极电流和漏-源极电压的基础上，通过MCU电路和PWM控制电路调节MOSFET电路，以得到阻值和精度均满足测量要求的负载；利用高速采样电路对被测直流电压的准确性进行有效测量。
[0011]本实用新型适用于带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型主电路结构示意图；
[0013]图2为本实用新型的三相智能电能表通信接口带载能力的测试流程图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合实施例并对照附图对本发明进行详细说明。
[0015]图1为本发明的主电路结构示意图。
[0016]本实施例装置包括:M0SFET电路、电阻Rl和电阻R2、三相电源、电压检测模块、电流检测模块、高速采样电路、A/D转换单元、MCU电路、串口通讯、键盘、直流电压测量显示电路、D/A转换单元和PWM控制电路。
[0017]本实施例MCU电路采用TMS320LF2812芯片。
[0018]装置内被测三相智能电能表由三相电源供电；电阻Rl和电阻R2串联后，并接在被测电表通信模拟电源接口(Vcc)管脚与地之间；装置采用以MOSFET电路为主电路构成的电子负载作为测试负载；电流检测模块检测MOSFET电路的漏极电流，通过A/D转换单元转换成相应的电流数字信号传输给TMS320LF2812 ；电压检测模块检测电阻R2两端的电压，并利用高速采样电路对被测电压进行高速采样，利用内置的数据处理器进行测试数据转换和运算，对被测直流纹波电压进行有效的测量，再传输给TMS320LF2812。TMS320LF2812根据得到的电压、电流信号，结合电阻Rl和电阻R2的阻值，得到此时的V。。和地端之间电路的等效电阻值，与预设值比较分析，作为TMS320LF2812调节控制电压大小的依据，控制功率电路MOS管的导通和关断，来获得实际所需的工作电压、电流，使得电表通信模拟电源接口(Vcc)管脚与地之间的等效电阻值为30 Ω (精度满足±5%)。此种情况下，对电表内模块接口的Vcc端和地之间输出电压、输出电流、输出纹波等进行测量，实现三相智能电能表通信接口带载能力自动测试。
[0019]按照国网企业标准《Q / GDff 1827-2013三相智能表技术规范》对三相智能电能表通信接口带载能力的要求:VCC电压+12V± IV，负载电流OmA?400mA。通过键盘和直流电压测量显示电路实现人机交互，便于检测数据的记录；串口通讯实现与TMS320LF2812 MCU电路的双向通讯，用于选择不同的工作模式并设定相关初始参数。
[0020]图2所示为本实用新型三相智能电能表通信接口带载能力的测试流程图。
[0021]检测单相载波智能电表通信接口带载能力的步骤如下:
[0022]步骤1:三相电源开启，开始测试；
[0023]步骤2:通过键盘和串口通讯设置电阻初始值30 Ω ；
[0024]步骤3:电流检测模块检测到MOSFET电路的漏极电流；
[0025]步骤4:电压检测模块检测到R2两端的电压值；
[0026]步骤5:DSP得到MOSFET电路的漏极电流和漏-源极电压；
[0027]步骤6:计算得到Vcc和地之间的等效电阻的阻值；
[0028]步骤7:DSP输出负反馈电压信号，控制MOSFET电路的栅-源极电压；
[0029]步骤8:重复步骤3到步骤7，直到DSP计算得到的Vcc和地之间的等效电阻的阻值满足测量要求，阻值为30 Ω，精度满足±5% ；
[0030]步骤9:DSP记录此时的MOSFET电路漏-源极电压，并传输给直流电压测量显示电路；
[0031]步骤10:测试结束。
[0032]通过本实用新型一种带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置，实现三相智能电能表通信接口带载能力自动测试。
[0033]本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置，包括A/D转换单元、D/A转换单元、三相电源、键盘、电阻Rl和电阻R2，其特征在于， 所述装置还包括MOSFET电路、电压检测模块、电流检测模块、高速采样电路、MCU电路、串口通讯、直流电压测量显示电路和PWM控制电路； 所述MOSFET电路的漏极接被测电能表通信模块模拟电源接口 Vcc管脚，其源极通过电流检测模块接电表通信接口的地；被测三相智能电能表由三相电源提供供电；电阻Rl和电阻R2串联，并接在电能表通信模块模拟电源接口 Vcc管脚与地之间；电压检测模块的输入端接在电阻R2的两端，电压检测模块的输出端经过高速采样电路，进行测试数据的转换和运算后，传输给MCU电路；电流检测模块负责检测MOSFET电路的漏极电流，其输出端经过A/D转换单元，将检测到的MOSFET电路的漏极电流模拟信号转换成数字信号，并传输给MCU电路;MCU电路的另一个输出端通过D/A转换单元连接PWM控制电路，PWM控制电路连接MOSFET电路的栅极；MCU电路的输出端连接直流电压测量显示电路；键盘输出连接MCU电路；串口电路与MCU电路互连。2.根据权利要求1所述的带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置，其特征在于，所述装置采用以MOSFET电路为主电路构成的电子负载作为测试负载。3.根据权利要求1所述的带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置，其特征在于，所述MCU电路采用TMS320LF2812芯片。
【专利摘要】一种带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试装置，包括MOSFET电路、电阻R1和电阻R2、三相电源、电压检测模块、电流检测模块、高速采样电路、A/D转换单元、MCU电路、串口通讯、键盘、直流电压测量显示电路、D/A转换单元和PWM控制电路。本实用新型采用装置采用以MOSFET电路为主电路构成的电子负载作为测试负载，电子负载可以模拟定电流、定电压、定电阻的负载情况，可以设定初值；在检测MOSFET电路的漏极电流和漏-源极电压的基础上，通过MCU电路和PWM控制电路调节MOSFET电路，以得到阻值和精度均满足测量要求的负载；利用高速采样电路对被测直流电压的准确性进行有效测量。本实用新型适用于带通信模块的三相智能电能表通信接口带载能力测试。
【IPC分类】G01R35/04
【公开号】CN204679622
【申请号】CN201520236915
【发明人】朱亮, 邓高峰, 赵震宇, 王琼, 刘水, 祝婧, 赵燕, 俞林刚, 陈克绪
【申请人】国家电网公司, 国网江西省电力科学研究院
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年4月20日