电能表现场校验仪及其供电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电能表现场校验仪及其供电装置。该电能表现场校验仪供电装置包括：充电电池；电源芯片，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接；电压检测电路，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测电能表电压通道和/或市电的交流电的参数；以及电源选择电路，与充电电池、电源芯片、电压检测电路相连接，用于根据电压检测电路检测到的交流电的参数在充电电池和电源芯片中选择为电能表现场校验仪供电的电源。通过本实用新型，解决了相关技术中内置多种供电方式的电能表现场校验仪切换供电方式的操作复杂的问题。
【专利说明】
电能表现场校验仪及其供电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及仪表领域，具体而言，涉及一种电能表现场校验仪及其供电装置。
【背景技术】
[0002]电能表现场校验仪是一种在不干扰电能表现场工作的情况下利用电能表的实际负荷进行精度校验的仪器。电源是仪器正常工作的能源，电源接线的便利性、电源的持续性和稳定性等特性都非常重要，特别是作为校验电能表精度的电能表现场校验仪，对电源精度等级的要求不低于0.2级。目前电能表现场校验仪的工作电源主要分为三种:a、被校电能表的电压，b、市电，也即220V电压供电，C、电能表现场校验仪内置电池。
[0003]a、由被校电能表的电压供电可以是由线电压供电。例如，100V，也可以由相电压供电，例如，220V，或者还可以是由三相供电，例如，连接A、B、C三相电压或连接A、B、C三相电压和零线。在现场由被校电能表的电压供电取电方便，操作简单，但是其电压是由电压互感器(Potential Transformer，简称PT)提供的，PT带负载能力有限，如果工作现场的PT已经带有其它负载，再用PT来提供电能表现场校验的电源就可能存在问题，甚至可能对PT造成永久性损坏。
[0004]b、由市电供电。市电电网功率足，对电能表现场校验仪的电源设计难度较小，但是由于电能表现场校验仪工作的现场环境复杂，很多现场难以提供市电，例如，无法找到安全插座。如果临时搭线，势必增加工作人员的强度，甚至造成现场用电的危险。
[0005]C、由电能表现场校验仪内置电池供电。目前在仪器中使用的电池种类主要有干电池、铅酸电池、锂离子聚合物电池等。其中，干电池容量小，容易漏液，不适合在电能表现场校验仪中使用。铅酸电池存在维护成本高，体积大，重量重等缺点，也不适合作为手持类仪器的供电电源。锂离子聚合物电池具有重量轻，体积小，容量大等优点，比较适合作为电能表现场校验仪的电源。但是，锂离子聚合物电池即使在不使用的情况下，也需要坚持每个月进行一次充放电，否则会影响电池的寿命，工作人员很难保证每个月坚持对仪器的电池进行维护。
[0006]以上三种供电方式均有各自的优缺点，为了弥补仅采用一种供电方式的缺陷，电能表现场校验仪可以同时预置以上三种供电方式中的多种。但是，现有技术中，如果预置多种供电方式，是通过手动切换开关来选择当前采用何种供电方式，这种操作方式需要人工对当前采用何种供电方式进行选择，现场操作人员需要关心仪器的工作取电情况，操作复杂，不够智能。
[0007]针对相关技术中内置多种供电方式的电能表现场校验仪切换供电方式的操作复杂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的主要目的在于提供一种电能表现场校验仪及其供电装置，以解决相关技术中内置多种供电方式的电能表现场校验仪切换供电方式的操作复杂的问题。
[0009]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电能表现场校验仪供电装置。该装置包括:充电电池，用于为电能表现场校验仪供电；电源芯片，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于将电能表电压通道的交流电和/或市电转换成为电能表现场校验仪供电的直流电；电压检测电路，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测电能表电压通道和/或市电的交流电的参数；以及电源选择电路，与充电电池、电源芯片、电压检测电路相连接，用于根据电压检测电路检测到的交流电的参数在充电电池和电源芯片中选择为电能表现场校验仪供电的电源。
[0010]进一步地，该装置还包括:降压电路，与电源芯片相连接，用于调节电源芯片为电能表现场校验仪供电的电压值；以及电池电量检测电路，与充电电池相连接，用于检测充电电池的电量，其中，电源选择电路分别与降压电路和电池电量检测电路相连接，用于根据电池电量检测电路检测到的电量控制降压电路调节电源芯片为电能表现场校验仪供电的电压值。
[0011 ] 进一步地，降压电路是LT3693芯片，电池电量检测电路是LTC3557芯片。
[0012]进一步地，LT3693芯片的第一引脚与第一开关管的第一端相连接，第一开关管的控制端与LTC3557芯片的第一引脚相连接，LTC3557芯片的第二引脚与第二开关管的控制端相连接，LTC3557芯片的第三引脚与第二开关管的第一端相连接，第二开关管的第二端与第一开关管的第二端相连接，第一开关管的第二端用于为电能表现场校验仪供电。
[0013]进一步地，LTC3557芯片的第三引脚还与充电电池相连接。
[0014]进一步地，电压检测电路包括:电压值检测电路，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测电能表电压通道和/或市电的交流电的电压值，电源选择电路包括:电压范围判断电路，与电压值检测电路相连接，用于判断电能表电压通道和/或市电的交流电的电压值是否处于预设电压范围内。
[0015]进一步地，电压检测电路包括:电压波形检测电路，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测电能表电压通道和/或市电的交流电的电压波形，电源选择电路包括:电压波形判断电路，与电压波形检测电路相连接，用于判断电能表电压通道和/或市电的交流电的电压波形的畸变是否处于预设畸变范围内。
[0016]进一步地，充电电池与电源芯片相连接，电源选择电路用于根据电压检测电路检测到的交流电的参数选择充电电池是否充电，其中，电源芯片用于为充电电池充电。
[0017]进一步地，电压检测电路和电源选择电路是型号为LTC3557的芯片。
[0018]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电能表现场校验仪。该电能表现场校验仪包括本实用新型的电能表现场校验仪供电装置。
[0019]本实用新型通过电压检测电路与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，检测电能表电压通道和/或市电的交流电的参数，以及电源选择电路与充电电池、电源芯片、电压检测电路相连接，根据电压检测电路检测到的交流电的参数在充电电池和电源芯片中选择为电能表现场校验仪供电的电源，解决了相关技术中内置多种供电方式的电能表现场校验仪切换供电方式的操作复杂的问题，进而达到了简化电能表现场校验仪供电方式的切换操作的效果。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0021]图1是根据本实用新型第一实施例的电能表现场校验仪供电装置的示意图；以及
[0022]图2是根据本实用新型第二实施例的电能表现场校验仪供电装置的示意图。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0024]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0025]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0026]本实用新型的实施例提供了一种电能表现场校验仪供电装置。
[0027]图1是根据本实用新型第一实施例的电能表现场校验仪供电装置的示意图。如图1所示，该装置包括充电电池1，电源芯片20，电压检测电路30和电源选择电路40。
[0028]充电电池10可以用于为电能表现场校验仪供电，优选地，充电电池10可以选用锂离子聚合物电池。电源芯片20与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和市电是交流电，电源芯片20可以将交流电转换为直流电，例如，将45?450V的交流电压转换为12V的直流电压，电源芯片20可以为电能表现场校验仪供电，将电能表电压通道的交流电和/或市电转换成能够为电能表现场校验仪供电的直流电。
[0029]电压检测电路30与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测电能表电压通道和/或市电的交流电的参数。电压检测电路30检测的参数可以是检测交流电的电压值、电流值，也可以是检测交流电的波形等能够反馈出交流电状态的参数，电压检测电路30在检测参数之后得到检测结果。
[0030]电压检测电路30可以检测交流电的电压值，其中，电压检测电路30包括电压值检测电路，电源选择电路40可以包括电压范围判断电路。电压值检测电路与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测电能表电压通道和/或市电的交流电的电压值。电压范围判断电路与电压值检测电路相连接，用于判断电能表电压通道和/或市电的交流电的电压值是否处于预设电压范围内。
[0031]电压检测电路30可以检测交流电的电压波形，其中，电压检测电路30可以包括电压波形检测电路，电源选择电路40可以包括电压波形判断电路。电压波形检测电路与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测电能表电压通道和/或市电的交流电的电压波形。电压波形判断电路与电压波形检测电路相连接，用于判断电能表电压通道和/或市电的交流电的电压波形的畸变是否处于预设畸变范围内。
[0032]电源选择电路40与充电电池10、电源芯片20和电压检测电路30相连接，可以根据电压检测电路30检测到的交流电的参数在充电电池10和电源芯片20中选择为电能表现场校验仪供电的电源。电源选择电路40可以是通过判断电压检测电路30检测到的交流电的参数是否在预设参数范围内来选择为电能表现场校验仪供电的电源，例如，电压检测电路30检测交流电的电压值，如果电源选择电路40判断出交流电的电压值的检测结果不在45V?450V的电压范围内，则选择充电电池1作为电能表现场校验仪的供电电源，如果电源选择电路40判断出交流电的电压值的检测结果在45V?450V的电压范围内，则选择电源芯片20输出的电压作为电能表现场校验仪的供电电源。
[0033]具体地，电源选择电路40选择为电能表现场校验仪供电的电源可以是选择充电电池10单独供电，也可以是选择电源芯片20单独供电，还可以是选择充电电池10和电源芯片20同时供电，其中，充电电池1和电源芯片20同时供电的方式称为混合供电方式。电源选择电路40选择电源芯片20是否为电能表现场校验仪供电的电路连接方式可以是通过控制电源芯片20的使能引脚端，电源选择电路40选择充电电池10是否为电能表现场校验仪供电的电路连接方式可以是通过控制充电电池10对电能表现场校验仪供电的回路上的开关来控制充电电池10供电回路的导通和断开。
[0034]优选地，该装置还可以包括降压电路和电池电量检测电路。降压电路与电源芯片20相连接，用于调节电源芯片20为电能表现场校验仪供电的电压值。电池电量检测电路与充电电池10相连接，用于检测充电电池10的电量。电源选择电路40分别与降压电路和电池电量检测电路相连接，用于根据电池电量检测电路检测到的电量控制降压电路调节电源芯片20为电能表现场校验仪供电的电压值。
[0035]电源选择电路40可以通过集成电路模块的方式实现对电能表现场校验仪供电方式的控制，例如，电源选择电路40在判断出电压检测电路30检测到的交流电的参数符合供电的条件时，选择电源芯片20将交流电转换为直流电供电，充电电池10不工作，电源选择电路40在判断出电压检测电路30检测到的交流电的参数不符合供电的条件时，选择充电电池10为电能表现场校验仪供电，电源芯片20不工作，在充电电池10工作时，如果电池电量检测电路检测出充电电池1的电量低于预设电量，电源选择电路40可以选择充电电池1与电源芯片20对电能表现场校验仪混合供电，具体地，电源选择电路40可以分配充电电池10与电源芯片20供电的比例，然后通过控制降压电路将电源芯片20输出的直流电降低电压，实现充电电池10与电源芯片20混合供电。
[0036]可选地，电源选择电路40还可以在充电电池10不工作的情况下，在电池电量检测电路检测出充电电池10的电量小于预设阈值时，对充电电池10执行充电操作。充电电池10充电的电源可以是由电源芯片20输出的直流电提供，也可以是由外部电源，例如，连接USB充电接口接收外部的5V电压来提供。优选地，充电电池10还可以与电源芯片20相连接，电源选择电路40根据电压检测电路30检测到的交流电的参数选择充电电池10是否充电，如果电源选择电路40选择充电电池10充电，电源芯片20可以为充电电池10充电。
[0037]优选地，降压电路可以是LT3693芯片，电池电量检测电路可以是LTC3557芯片，可以通过LT3693芯片和LTC3557芯片自身的电路功能以及LT3693芯片和LTC3557芯片之间的连接关系实现电源对电路选择充电电池1和电源芯片20的供电方式的选择。优选地，电压检测电路30和电源选择电路40可以是型号为LTC3557的芯片。
[0038]本实用新型第一实施例提供的电能表现场校验仪供电装置，通过用于为电能表现场校验仪供电的充电电池10，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接的电源芯片20，将电能表电压通道的交流电和/或市电转换成为电能表现场校验仪供电的直流电，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接电压检测电路30检测电能表电压通道和/或市电的交流电的参数，以及与充电电池10、电源芯片20、电压检测电路30相连接的电源选择电路40，根据电压检测电路30检测到的交流电的参数在充电电池10和电源芯片20中选择为电能表现场校验仪供电的电源，解决了相关技术中内置多种供电方式的电能表现场校验仪切换供电方式的操作复杂的问题，进而达到了简化电能表现场校验仪供电方式的切换操作的效果。
[0039]图2是根据本实用新型第二实施例的电能表现场校验仪供电装置的示意图。如图2所示，该装置包括充电电池10，电源芯片20，LTC3557芯片100，LT3693芯片50。
[0040]充电电池10用于为电能表现场校验仪供电。电源芯片20与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于将电能表电压通道的交流电和/或市电转换成为电能表现场校验仪供电的直流电。LTC3557芯片100可以作为电压检测电路，与电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，检测电能表电压通道和/或市电的交流电的参数。LTC3557芯片100还可以作为电源选择电路，与充电电池10、电源芯片20、电压检测电路相连接，用于根据电压检测电路检测到的交流电的参数在充电电池10和电源芯片20中选择为电能表现场校验仪供电的电源。
[0041 ] LT3693芯片50可以作为降压电路，与电源芯片20相连接，用于调节电源芯片20为电能表现场校验仪供电的电压值。LTC3557芯片100可以作为电池电量检测电路，与充电电池10相连接，用于检测充电电池10的电量，其中，电源选择电路分别与降压电路和电池电量检测电路相连接，用于根据电池电量检测电路检测到的电量控制降压电路调节电源芯片20为电能表现场校验仪供电的电压值。
[0042]如图2中所示，LT3693芯片50的引脚4和引脚5与电源芯片20相连接，接收电源芯片20输出的直流电压，LT3693芯片50用于接受LTC3557芯片100的控制对电源芯片20输出的电压进行降压，经Vout引脚输出对电能表现场校验仪供电的电压。LT3693芯片50的引脚3与开关管PQ02的第一端相连接，开关管PQ02的控制端与LTC3557芯片100的引脚25相连接，开关管PQ02的控制信号来自LTC3557芯片100的引脚25，LTC3557芯片100将根据充电电池10的充电情况，分配LT3693的输出电压，LTC3557芯片100的引脚21与开关管PQ03的控制端相连接，LTC3557芯片100的引脚22与开关管PQ03的第一端相连接，开关管PQ03的第二端与开关管PQ02的第二端相连接，开关管PQ02的第二端用于为电能表现场校验仪供电。
[0043]LTC3557芯片100的引脚22还可以与充电电池10相连接。LTC3557芯片100的引脚24还可以与USB电源相连接，接收5V电压，作为应急电源使用。LTC3557芯片100的引脚25还可以连接一个LED指示灯，可以指示当前的供电模式。
[0044]上述LTC3557芯片100和LT3693芯片50是凌力尔特公司的电源管理芯片，该实施例的LTC3557芯片100和LT3693芯片50也可以由其它公司推出的具有相近功能的电源管理芯片来执行。
[0045]该实施例提供的电能表现场校验仪供电装置可以实现电能表现场校验仪的充电电池在无电的情况下，采用工作现场被校验电能表电压通道的45?450V交流电压作为工作电源，并可以利用45?450V交流电压对充电电池进行充电。当工作现场被校验电能表电压通道不在45?450V交流电压范围时，电能表现场校验仪自动切换到充电电池供电。
[0046]该实施例可以使电能表现场校验仪的供电方式在充电电池单独供电、外部电压单独供电和充电电池与外部电压混合供电的方式之间自动切换，操作人员不用手动切换仪器的取电情况，并能够大大延长内置电池的使用寿命。
[0047]该实用新型实施例提供的电能表现场校验仪供电装置应用在电能表现场校验仪中，经实验得到如下结果:
[0048]1、在充电电池电量5%的情况下，提供电压值380V，电流5A的交流电，进行30分钟的现场电能表校验试验，电能表现场校验仪工作正常，并且充电电池电量充电到了30%，内部调试参数显示此时充电电池工作在充电状态。
[0049]2、在充电电池电量100%的情况下，进行30分钟的现场电能表校验试验，电能表现场校验仪工作正常，电能表现场校验仪充电电池电量显示为85%，内部调试参数显示此时充电电池工作在放电状态。
[0050]本实用新型实施例还提供了一种电能表现场校验仪，该电能表现场校验仪包括本实用新型实施例提供的电能表现场校验仪供电装置。
[0051]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电能表现场校验仪供电装置，其特征在于，包括: 充电电池，用于为电能表现场校验仪供电； 电源芯片，与所述电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于将所述电能表电压通道的交流电和/或市电转换成为所述电能表现场校验仪供电的直流电； 电压检测电路，与所述电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测所述电能表电压通道和/或市电的交流电的参数;以及 电源选择电路，与所述充电电池、所述电源芯片、所述电压检测电路相连接，用于根据所述电压检测电路检测到的交流电的参数在所述充电电池和所述电源芯片中选择为所述电能表现场校验仪供电的电源。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 降压电路，与所述电源芯片相连接，用于调节所述电源芯片为所述电能表现场校验仪供电的电压值;以及 电池电量检测电路，与所述充电电池相连接，用于检测所述充电电池的电量， 其中，所述电源选择电路分别与所述降压电路和所述电池电量检测电路相连接，用于根据所述电池电量检测电路检测到的电量控制所述降压电路调节所述电源芯片为所述电能表现场校验仪供电的电压值。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述降压电路是LT3693芯片，所述电池电量检测电路是LTC3557芯片。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述LT3693芯片的第一引脚与第一开关管的第一端相连接，所述第一开关管的控制端与所述LTC3557芯片的第一引脚相连接，所述LTC3557芯片的第二引脚与第二开关管的控制端相连接，所述LTC3557芯片的第三引脚与所述第二开关管的第一端相连接，所述第二开关管的第二端与所述第一开关管的第二端相连接，所述第一开关管的第二端用于为所述电能表现场校验仪供电。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述LTC3557芯片的第三引脚还与所述充电电池相连接。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述电压检测电路包括:电压值检测电路，与所述电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测所述电能表电压通道和/或市电的交流电的电压值， 所述电源选择电路包括:电压范围判断电路，与所述电压值检测电路相连接，用于判断所述电能表电压通道和/或市电的交流电的电压值是否处于预设电压范围内。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述电压检测电路包括:电压波形检测电路，与所述电能表现场校验仪检测的电能表电压通道和/或市电相连接，用于检测所述电能表电压通道和/或市电的交流电的电压波形， 所述电源选择电路包括:电压波形判断电路，与所述电压波形检测电路相连接，用于判断所述电能表电压通道和/或市电的交流电的电压波形的畸变是否处于预设畸变范围内。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电电池与所述电源芯片相连接，所述电源选择电路用于根据所述电压检测电路检测到的交流电的参数选择所述充电电池是否充电，其中，所述电源芯片用于为所述充电电池充电。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压检测电路和所述电源选择电路是型号为LTC3557的芯片。10.—种电能表现场校验仪，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电能表现场校验仪供电装置。
【文档编号】H02J9/06GK205622310SQ201620297689
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】张影, 王林, 郭赵高杨, 周黄山
【申请人】国网北京市电力公司, 国家电网公司