专利名称：电能计量方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电能计量方法和装置。
背景技术：
电能计量是指撷取电力输电线路中的电压和电流，据此计算输电线路负载所消耗的电能。 一般的输电线路包括至少两相(如相线和零线)，为了防止某些只利用其中一相进行用电的窃电行为， 一般采用双电流通路电能计量方法对相线和零线电流同时进行检测，当相线电流和零线电流不一致时，系统将自动选择更大电流的通道进行电能计量。由于需要同时检测相线和零线的电流，此时相线和零线之间存在的市电电压，已超过普通的集成电路的电气承受能力。解决此问题的通常做法是采用电流互感器的方式进行电流检测，这种方式可以将集成电路与市电电压进行隔离。目前，有的方法是对两路电流采用双路电流互感器进行检测；有的则采用对一路电流使用锰铜分流电阻进行取样，对另一路电流使用电流互感器进行取样的方式。
例如图2示出一种现有的电能计量装置示意图，其对于相线和零线的电流采样，分别采用了锰铜分流电阻(分流器)RO和电流互感器。
电流互感器(CT)是一种将初级大电流转换成次级小电流的变压器，它是目前大电流电子电能表中使用得最多的感应器。电流互感器可以测量非常大的电流，消耗的功率却很少，但由于是磁化电流，它一般相应会有一个很小的相移(0. 1° 0.3° )。如果没有校正，低功率因素下电流互感器会产生相当大的相位误差。此外，互感器中铁芯使用的铁磁性材料在大电流下会饱和，而且磁化后铁芯还会产生磁滞现象，除非重新去磁，否则精度就会下降。
当电流涌动超出互感器额定电流，或者在电路中实际有直流元件(如驱动一个大的半波整流负载)时，互感器将会产生饱和现象，互感器产生饱和现象之后，线性度将会急剧下降。也就是说，电流互感器的大电流线性度不佳。目前处理饱和引起线性度下降问题的方法是采用磁导率非常高的铁氧体材料， 一般使用Mu-金属芯，然而与铁芯互感器相比，这种互感器一致性较差
而且相移更大，采用Mu-金属芯互感器的电能表需要根据电流和温度变化设立
多个校正点。
此外，电流互感器还有成本较高的缺点。
使用锰铜分流电阻进行取样能避免电流互感器饱和所带来的大电流线性度不佳的问题，但是锰铜分流电阻并不具有隔离效果。由于电能计量装置的两个电流取样回路一般采用共地连接方式，而相线和零线之间存在着很高的电压
差(例如对于市电来说，为110 / 120 / 220 / 240V)。当两路电流中至少有一路是采用电流互感器时，还可以实现工作回路和取样回路之间的电气隔离。但是当两路电流都采用锰铜分流电阻进行采用时，如果都用非隔离的分流电阻取样方式，则会因为两路取样电路的共地连接方式造成零线和相线之间的短接而不能正常工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电能计量方法和装置，可以将两路取样电路在电气上隔离而使之不必共地连接，从而两路取样电路都可采用廉价的锰铜分流电阻进行取样。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种电能计量方法，
包括以下步骤在一第一输电线上设置第一检测电阻，通过连接于该第一检测电阻的第一取样电路来取样该第一输电线上的第一电流，获得一第一电流数据；在一第二输电线上设置第二检测电阻，通过连接于该第二检测电阻的第二取样电路来取样该第二输电线上的第二电流，获得一第二电流数据；检测该第一输电线和第二输电线之间的电压；以及将该第一电流数据、第二电流数据和该电压传输给一数字处理引擎，其中该第一电流数据和第二电流数据至少其中之一是以隔离传输方式传输至
该数字处理引擎。
在上述的电能计量方法中，例如该第一电流数据是通过隔离传输方式传输给该数字处理引擎，而该第二电流数据是通过有线连接方式传输给该数字处理引擎。在上述的电能计量方法中， 一种传输该电流数据的隔离传输方式包括通过耦接于该电流数据对应的取样电路与该数字处理引擎之间的两个光电耦合器传输 该电流数据及该取样电路正常工作所需的时钟信号。在上述的电能计量方法中，另 一种传输该电流数据的隔离传输方式包括通过耦接于该电流数据对应的取样电路 与该数字处理引擎之间的两个隔离变压器传输该电流数据及该取样电路正常工作 所需的时钟信号。
在上述的电能计量方法中，第三种该隔离传输方式传输该电流数据包括通 过耦接于该电流数据对应的取样电路与该数字处理引擎之间的一个隔离变压器传 输该电流数据及该取样电路正常工作所需的时钟信号。具体地说，包括将一时钟 信号耦接至一小信号变压器的一次侧；在该小信号变压器的一次侧，依据该时钟信 号产生一电压上正比于该时钟信号的第一参考信号；将该电流数据信号耦接至该 小信号变压器的二次侧，其中该电流数据信号与该时钟信号在该小信号变压器 混合形成一传输信号；在该小信号变压器的二次侧，依据该电流数据信号产生一 电压上正比于该电流数据信号的第二参考信号；在该小信号变压器的二次侧，依据 该第二参考信号从该传输信号中去除该电流数据信号，以获得该时钟信号；以及在 该小信号变压器的一次侧，依据该第一参考信号从该传输信号中去除该时钟信号， 以获得该电流数据信号。
在上述的电能计量方法中，该传输信号中包含的时钟信号电压分量等于该第 一参考信号的电压，该传输信号中包含的电流数据信号电压分量等于该第二参考信 号的电压。
本发明所提出的一种电能计量装置，包括第一检测电阻，设置在该第一输 电线上；第一取样电路，连接该第一检测电阻，用以从中检测该第一输电线上的第 一电流，获得一第一电流数据；第二检测电阻，设置在该第二输电线上；第二取样 电路，连接该第二检测电阻，用以从中检测该第二输电线上的第二电流，获得一第 二电流数据；电压检测电路，连接该第一输电线和第二输电线，用以检测第一输电 线和第二输电线之间的电压；数字处理引擎，获得该第一电流数据、第二电流数据 和该电压，据以进行电能计量；以及隔离传输电路，耦接于该第一取样电路与该数 字处理引擎之间，以将该第一 电流数据传输给该数字处理弓I擎。
在上述的电能计量装置中， 一种隔离传输电路包括第一光耦传输电路，其 输入端连接该时钟信号，其输出端连接该第一取样电路；以及第二光耦传输电路，其输入端连接该第一取样电路以输入该第一 电流数据信号，其输出端连接该数字处 理引擎。
在上述的电能计量装置中，另一种隔离传输电路包括第一隔离变压器传输 电路，其输入端连接由数字处理引擎部分输出的该时钟信号，其输出端连接该第一
取样电路，作为该取样电路的时钟信号；以及第二隔离变压器传输电路，其输入端
连接该第一取样电路以输入该第一电流数据信号，其输出端连接该数字处理引擎。
在上述的电能计量装置中，另一种该隔离传输电路包括小信号变压器，其
具有一次侧和二次侧；时钟驱动器，提供一时钟信号；第一阻抗元件，将该时钟信
号耦接至该小信号变压器的一次侧；第一参考信号产生器，连接该时钟驱动器，产
生一与该时钟信号成比例的第一参考信号；数据驱动器，连接该第一取样电路，提
供来自该第一取样电路的该第一电流数据信号；第二阻抗元件，将该第一电流数据
信号耦接至该小信号变压器的二次侧，其中该第一电流数据信号与该时钟信号在该
小信号变压器混合形成一传输信号；第二参考信号产生器，连接该数据驱动器，产 生一与该第一电流数据信号信号成比例的第二参考信号；时钟输出比较器，连接该
第二参考信号以及从该小信号变压器的二次侧获得该传输信号，该时钟输出比较器 依据该第二参考信号从该传输信号中除去该第一电流数据信号，以输出该时钟信号 至该第一取样电路；以及数据输出比较器，连接该第一参考信号以及从该小信号变 压器的一次侧获得该传输信号，该数据输出比较器依据该第一参考信号从该传输信 号中除去该时钟信号，以输出该第一电流数据信号至该数字处理引擎。
在上述的电能计量装置中，该第一参考信号产生器包括一第一分压电路，该 第一分压电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，该第一电阻连接于一高电位和 一参考节点之间，该第二电阻连接于该参考节点和一低电位之间，该第三电阻连接 于该时钟驱动器与该参考节点之间，该参考节点输出该第一参考信号。类似地，该 第二参考信号产生器包括一第二分压电路，该第二分压电路包括第四电阻、第五电
阻和第六电阻，该第四电阻连接于一高电位和一分压节点之间，该第五电阻连接于 该分压节点和一低电位之间，该第六电阻连接于该时钟驱动器与该分压节点之间， 该分压节点输出该第二参考信号。
在上述的电能计量装置中，该传输信号中包含的时钟信号电压分量等于该第 一参考信号的电压，该传输信号中包含的电流数据信号电压分量等于该第二参考信号的电压。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于采用了两路锰 铜分流电阻，本发明能够有效降低电表成本，并避免了电流互感器所带来的线 性度下降，提高了大信号线性度。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式
作详细说明，其中
图1是目前的一种电能计量装置示意图。
图2是本发明一个实施例的电能计量电路框图。
图3是本发明一个实施例的隔离数据传输电路图。
图4是应用本发明另一个实施例的隔离数据传输方式的电能计量电路框图。 图5A是本发明另一个实施例的双向数据传输电路图。
图5B是图5A的等效电路图。
图6是本发明另一个实施例的双向数据传输电路图。
具体实施例方式
本发明提供的双电流通路电能计量方法和装置能够采用两路分流电阻对 相线和零线电流分别进行电流取样，由此可降低成本并提高大电流线性度。下 面描述本发明的一个较佳实施例。
如图2所示，本发明的电能计量装置20包括第一检测电阻R1，设置在第一 输电线，如零线11上，其上流过零线电流L。第一取样电路21连接于第一检测电 阻R1，用以从中检测零线电流Ip并经过必要的信号变换(如ADC)，获得一第 一电流数据D,。第一取样电路21可根据本领域的常用技术进行设计，在此并不 作限制。此装置20还包括第二检测电阻R2，设置在第二输电线，如相线12上， 其上流过相线电流12。第二取样电路22连接第二检测电阻R2，用以从中检测相线 电流12，并经过必要的信号变换(如ADC)，获得第二电流数据D2。
上述的电阻R1、 R2例如是采用锰铜电阻，但不以此为限。
此外，还包括电压检测电路，其例如包括分压电阻R3、 R4，跨接在零线11
10和相线12之间，并从其中的分压节点P输出零线11和相线12之间的电压V。此
电压也可经电压取样电路24，根据需要经过信号变换(如ADC)，转换成数字形 式。
这些第一第一电流数据Dp第二电流数据D2和电压V都会传输给数字处理 引擎23，以进行相应的电能计算。由于第一取样电路21和第二取样电路22之间 不能连接公共低电位，因此需要至少一路电流数据用隔离传输的方式传输给数字处 理引擎23。 一般地，只需将一路电流数据，如第一电流数据D,以隔离传输方式传 输即可满足要求，图2示出这样的实施例。但容易理解，将两路电流数据均通过隔 离传输方式传输给数字处理弓I擎23也在本发明的实施范围内。
在图2所示的实施例中，将数字处理引擎23与第二电流取样电路22和电压 取样电路24均集成在一电能计量芯片200中，而第一电流取样电路21则通过隔离 传输电路25传输至电能计量芯片200内的数字处理引擎23中。需要传输的信号包 括同步传输需要的时钟CLK和第一电流数据D,。
某些隔离传输的方式已经为本领域所熟知，典型地是光电耦合器的传输方式， 图3示出这样的一个例子。图2中的第一取样电路21中的ADC (模数转换器) 为一个delta-sigma模拟数字转换器，其工作时钟由电能计量芯片200通过隔离 传输得到，以保证该模数转换器使用的时钟和电能计量芯片使用的时钟一致。 参照图3并结合图2所示，第一光耦传输电路31的输入端接收电能计量芯片200 的内部时钟信号CLK，经过隔离传输至其输出端，以提供给第一取样电路21中的 ADC使用。另一方面，ADC采样输出的第一电流数据Di会通过第二光耦传输电 路32的输入端经过隔离传输后呈现在其输出端，以提供给电能计量芯片200内部 的数字处理引擎23，以进行后续计算。第一取样电路21和电能计量芯片200采 用两路相互隔离的单独的电源供电。
此外，还可以采样两路隔离变压器分别进行时钟和数据的隔离传输，如图 6所示，通过耦接于第一电流取样电路21与数字处理引擎23之间的两个隔离变压 器传输电路60、 61来传输电流数据Dl及该取样电路正常工作所需的时钟信号 CLK。其中第一隔离变压器传输电路60的输入端连接由数字处理引擎部分输出的 时钟信号CLK，其输出端连接第一取样电路21，作为取样电路的时钟信号；第二 隔离变压器传输电路61的输入端连接第一取样电路21以输入第一电流数据信号Dl，其输出端连接数字处理引擎23。
上面所提出的隔离传输的例子是将时钟信号与数据信号分开传输。在本发 明的一个较佳实施方式中，提出采用一个磁芯式隔离变压器对时钟信号和数据 信号进行双向传输，其具有体积小、成本低的优点。
图4是应用本发明另一个实施例的隔离数据传输方式的电能计量电路框图。 其中，在第一取样电路21与电能计量芯片200内设置了本发明另一个实施例的隔 离数据传输电路40，其包括小信号变压器41、时钟驱动器42、第一阻抗元件43， 第一参考信号产生器44、数据输出比较器45、数据驱动器46、第二阻抗元件47、 第二参考信号产生器48以及时钟输出比较器49。图5A示出此隔离数据传输电路 40的单独示意图。请参照图5并结合图4所示，小信号变压器41具有一次侧(D 点一侧)和二次侧(F点一侧)， 一次侧和二次侧分别串联一隔直流电容C1、 C2。
时钟驱动器42将A点的时钟信号CLK经过驱动后在输出端提供，并经第 一阻抗元件43耦接至该小信号变压器41的一次侧(D点)，经过隔直流电容C1 施加到小信号变压器41上隔离输出至二次侧(F点)。
第一参考信号产生器44连接时钟驱动器42，据此产生一在电压上与该时钟信 号成比例的第一参考信号Uc。作为简化，此比例例如为1/2，即Uc^1/2Ua。为此， 第一参考信号产生器44包括连接高电位VDD的第一电阻，其阻值为2RK， 一阻 值为2RK的第二电阻连接参考节点C和低电位VSS (如接地)， 一阻值为RR的 第三电阻连接时钟驱动器42的输出与参考节点C。如果A点的驱动波形是占 空比为50%的时钟信号，则驱动器42输出节点的直流电位为1/2电源电压，C 点对交流地的等效阻抗为两个2RK的电阻并联，为RR，所以最终C点的直流 电位为1/2电源电压，交流信号则为驱动器42输出的交流信号的1/2，即 UC=1/2UA。
数据驱动器46连接第一取样电路21，会将G点的第一电流数据Dp经过驱 动后在其输出端输出。为了保持驱动器46输入信号的不包含直流分量，需将第 一取样电路21的ADC的输出lbit数据流和时钟信号CLK做一下异或运算 (XOR)，得到一个双向码编码后的第一电流数据Dp此数据D!经过第二阻 抗元件47耦接至小信号变压器41的二次侧(F点)，经过隔直流电容C2施加到 小信号变压器41上隔离输出至一次侧(D点)。第二参考信号产生器48连接数据驱动器46，据此产生一在电压上与该第一电
流数据信号D！成比例的第一参考信号UE。作为简化，此比例例如为1/2，即 UE=1/2U0。为此，第二参考信号产生器48包括连接高电位VDD的第四电阻，其 阻值为2RR， 一阻值为2RK的第五电阻连接参考节点E和低电位VSS (如接地)， 一阻值为RR的第六电阻连接数据驱动器46的输出与参考节点E。如果G点的 驱动波形是第一电流数据信号Dp则驱动器46输出节点的直流电位为1/2电源 电压，E点对交流地的等效阻抗为两个2RK的电阻并联，为Rp所以最终E点 的直流电位为1/2电源电压，交流信号则为驱动器46输出的交流信号的1/2， 即UE=1/2UG。
在小信号变压器41中，该第一电流数据信号Di与时钟信号CLK会混合形成 一传输信号。下面分析这一信号。如图5A所示，两个电容均为隔直电容，容量 较大，对传输的信号来说阻抗非常小，可忽略不计。在本实施例中，变压器41 的两个绕组匝数比为1:1，即变压器41两端的阻抗比以及电压比均为1:1。当 把小信号变压器41两侧的电路共地，而使第一取样电路21和电能计量芯片200 连接在一起时，其交流等效电路如图5B所示，此时D点和F点的电压相等， 均为两个驱动器输出电压的均值，即为(UA+Ucj)/2，等效电容50可以隔断直流 信号。
数据输出比较器45连接C点的第一参考信号Uc以及D点的传输信号，C点 电压为A点信号经过时钟驱动器42后电压的一半，即LU/2，那么把C点电压 和D点电压送到比较器45中，比较器的输出即为sgn((UA+Uc)/2-UA/2)= sgn(Ue/2)。从而完全恢复出G点的信号，即第一电流数据信号D，并经过整形 电路26 (图4)整形后输出至数字处理引擎23。
类似地，时钟输出比较器49连接E点的第二参考信号UE以及F点的传输信 号，E点电压为G点信号经过数据驱动器46后电压的一半，即Uc/2，那么把E 点电压和F点电压送到比较器49中，比较器的输出即为sgn((UA+Uc)/2-Uc/2)= sgn(UA/2)，从而完全恢复出A点的时钟信号CLK，并经过第一取样电路21的 整形电路212整形后输出至ADC211中。
经过以上处理之后，从第一取样电路侧的H点可以得到电能计量芯片200 输出的时钟信号，从B点可以得到第一取样电路21的第一电流数据，同时起到了隔离的作用。值得一提的是，按照上述的方法，B点的信号为第一取样电
路21的delta-sigma模数转换器的输出lbit数据流和时钟信号的异或，所以在 进入电能计量的数字处理引擎之前，还需要先和本地时钟进行异或，以恢复原 始的delta-sigma模数转换器输出信号。
此外，图4并示出了数字处理引擎23示例性的内部框图，但此实施例并 非用以限定数字处理引擎23的结构，而且数字处理引擎23的处理也非本发明 的重点所在，本领域技术人员大可根据设计需要个别设计，在此不再赘述。
再参照图2所示，从另一个角度看，本发明一个实施例的电能计量方法可归 纳为下列步骤
首先，在第一输电线(如零线11)设置第一检测电阻R1，通过连接于第 一检测电阻R1的第一取样电路21来取样零线电流Ip获得第一电流数据D,。 类似地，在第二输电线(如相线12)上设置第二检测电阻R2，通过连接于第 二检测电阻R2的第二取样电路22来取样零线电流12，获得第二电流数据D2。 此外，检测该零线11和相线12之间的电压V。此后，将第一电流数据D,、第 二电流数据D2和电压V传输给数字处理引擎23，其中将第一电流数据D,和第 二电流数据D2中的至少一个(如第一电流数据D。以隔离传输方式传输至数 字处理引擎23。
上述的隔离传输方法，可以是如图3所示，通过耦接于第一取样电路21 与数字处理引擎23之间的光电耦合器构成传输电路来传输第一电流数据D1Q 也可以采用图未示的电磁变压器构成传输电路来传输第一电流数据Dp
在一个较佳实施例中，参照图4、图5A和图5B所示，隔离传输的方法包 括将时钟信号CLK耦接至小信号变压器41的一次侧(D点侧)，同时在该 侧，依据时钟信号CLK产生一电压上正比于(如1/2)时钟信号CLK的第一 参考信号Uc。另一方面，将第一电流数据D,耦接至该小信号变压器41的二次 侧(F点侧)。其中电流数据信号D,与时钟信号CLK会在小信号变压器41上 混合形成一传输信号。类似地，在小信号变压器41的二次侧，可依据电流数 据信号D!产生一电压上正比于(如1/2)该电流数据信号D!的第二参考信号 UE。这样，在该侧的时钟输出比较器49就可依据第二参考信号UE从小信号变 压器41的传输信号中去除电流数据信号Dp而获得时钟信号CLK，处理过程为sgn((UA+Ug)/2-Ug/2) = sgn(Ua/2)。
类似地，在小信号变压器41的一次侧，数据输出比较器45依据第一参考 信号Uc从传输信号中去除时钟信号CLK，以获得第一电流数据信号Dp处理 过程为sgn((UA+Ug)/2-Ua/2) = sgn(Ug/2)。此方法的其他详细细节可参照上述电 能计量装置的实施例中参照图4、图5a和图5b所作的描述，在此不再赘述。
在上面的实施例中，为简化计算而进行的处理，如将参考节点C的交流电 压设置为a点电压的一半、将将参考节点e的交流电压设置为g点电压的一 半、以及使第一、第二阻抗元件43、 47的阻值均为R，不应视为对本发明的限 制。在实际中，在保证C点信号大致等于传输信号中包含的时钟信号分量，而 e点信号大致等于传输信号中包含的电流数据分量的条件下，本领域技术人员 完全可作不同的分压比设计。
综上所述，本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于采 用了两路锰铜分流电阻，本发明能够有效降低电表成本，并避免了电流互感器 所带来的线性度下降，提高了大信号线性度。此外，本发明所提出的双向隔离 传输方式具有体积小、成本低的优点。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1. 一种电能计量方法，包括以下步骤在一第一输电线上设置第一检测电阻，通过连接于该第一检测电阻的第一取样电路来取样该第一输电线上的第一电流，获得一第一电流数据；在一第二输电线上设置第二检测电阻，通过连接于该第二检测电阻的第二取样电路来取样该第二输电线上的第二电流，获得一第二电流数据；检测该第一输电线和第二输电线之间的电压；以及将该第一电流数据、第二电流数据和该电压传输给一数字处理引擎，其中该第一电流数据和第二电流数据至少其中之一是以隔离传输方式传输至该数字处理引擎。
2. 如权利要求l所述的电能计量方法，其特征在于，该第一电流数据是通过隔离传输方式传输给该数字处理引擎，而该第二电流数据是通过有线连接方式传输给该数字处理引擎。
3. 如权利要求1或2所述的电能计量方法，其特征在于，该第一输电线与该第二输电线其中一个是零线，另一个是相线。
4. 如权利要求1或2所述的电能计量方法，其特征在于，以该隔离传输方式传输该电流数据包括通过耦接于该电流数据对应的取样电路与该数字处理引擎之间的光电耦合器传输该电流数据及该取样电路工作所需的时钟信号。
5. 如权利要求1或2所述的电能计量方法，其特征在于，以该隔离传输方式传输该电流数据包括通过耦接于该电流数据对应的取样电路与该数字处理引擎之间的隔离变压器传输该电流数据及该取样电路工作所需的时钟信号。
6. 如权利要求1或2所述的电能计量方法，其特征在于，以该隔离传输方式传输该电流数据包括将一时钟信号耦接至一小信号变压器的一次侧；在该小信号变压器的一次侧，依据该时钟信号产生一电压上正比于该时钟信号的第一参考信号；将该电流数据信号耦接至该小信号变压器的二次侧，其中该电流数据信号与该时钟信号在该小信号变压器混合形成一传输信号；在该小信号变压器的二次侧，依据该电流数据信号产生一电压上正比于该电流数据信号的第二参考信号；在该小信号变压器的二次侧，依据该第二参考信号从该传输信号中去除该电流数据信号，以获得该时钟信号；以及在该小信号变压器的一次侧，依据该第一参考信号从该传输信号中去除该时钟信号，以获得该电流数据信号。
7. 如权利要求6所述的电能计量方法，其特征在于，该传输信号中包含的时钟信号电压分量等于该第一参考信号的电压，该传输信号中包含的电流数据信号电压分量等于该第二参考信号的电压。
8. —种电能计量装置，其特征在于包括第一检测电阻，设置在该第一输电线上；第一取样电路，连接该第一检测电阻，用以从中检测该第一输电线上的第一电流，获得一第一电流数据；第二检测电阻，设置在该第二输电线上；第二取样电路，连接该第二检测电阻，用以从中检测该第二输电线上的第二电流，获得一第二电流数据；电压检测电路，连接该第一输电线和第二输电线，用以检测第一输电线和第二输电线之间的电压；数字处理引擎，获得该第一电流数据、第二电流数据和该电压，据以进行电能计量；隔离传输电路，耦接于该第一取样电路与该数字处理引擎之间，以将该第一电流数据传输给该数字处理引擎。
9. 如权利要求8所述的电能计量装置，其特征在于，该隔离传输电路包括第一光耦传输电路，其输入端连接由数字处理引擎输出的时钟信号，其输出端输出该时钟信号至该第一取样电路；第二光耦传输电路，其输入端连接该第一取样电路以输入该第一电流数据信号，其输出端连接至该数字处理引擎。
10. 如权利要求8所述的电能计量装置，其特征在于，该隔离传输电路包括第一隔离变压器传输电路，其输入端连接由数字处理引擎输出的时钟信号，其输出端连接至该第一取样电路；以及第二隔离变压器传输电路，其输入端连接该第一取样电路以输入该第一电流数据信号，其输出端连接至该数字处理引擎。
11. 如权利要求8所述的电能计量装置，其特征在于，该隔离传输电路包括小信号变压器，其具有一次侧和二次侧；时钟驱动器，提供一时钟信号；第一阻抗元件，将该时钟信号耦接至该小信号变压器的一次侧；第一参考信号产生器，连接该时钟驱动器，产生一与该时钟信号成比例的第一参考信号；数据驱动器，连接该第一取样电路，提供来自该第一取样电路的该第一电流数据信号；第二阻抗元件，将该第一电流数据信号耦接至该小信号变压器的二次侧，其中该第一电流数据信号与该时钟信号在该小信号变压器混合形成一传输信号；第二参考信号产生器，连接该数据驱动器，产生一与该第一电流数据信号信号成比例的第二参考信号；时钟输出比较器，连接该第二参考信号以及从该小信号变压器的二次侧获得该传输信号，该时钟输出比较器依据该第二参考信号从该传输信号中除去该第一电流数据信号，以输出该时钟信号至该第一取样电路；数据输出比较器，连接该第一参考信号以及从该小信号变压器的一次侧获得该传输信号，该数据输出比较器依据该第一参考信号从该传输信号中除去该时钟信号，以输出该第一电流数据信号至该数字处理引擎。
12. 如权利要求11所述的电能计量装置，其特征在于，该第一参考信号产生器包括一第一分压电路，该第一分压电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，该第一电阻连接于一高电位和一参考节点之间，该第二电阻连接于该参考节点和一低电位之间，该第三电阻连接于该时钟驱动器与该参考节点之间，该参考节点输出该第一参考信号；该第二参考信号产生器包括一第二分压电路，该第二分压电路包括第四电阻、第五电阻和第六电阻，该第四电阻连接于一高电位和一分压节点之间，该第五电阻连接于该分压节点和一低电位之间，该第六电阻连接于该时钟驱动器与该分压节点之间，该分压节点输出该第二参考信号。
13. 如权利要求12所述的电能计量装置，其特征在于，该传输信号中包含的 时钟信号电压分量等于该第一参考信号的电压，该传输信号中包含的电流数据信号 电压分量等于该第二参考信号的电压。
14. 如权利要求8所述的电能计量装置，其特征在于，该第一输电线与该第二 输电线其中一个是零线，另一个是相线。
全文摘要
本发明涉及一种电能计量方法和装置，该方法包括以下步骤。在一第一输电线上设置第一检测电阻，通过连接于该第一检测电阻的第一取样电路来取样该第一输电线上的第一电流，获得一第一电流数据；在一第二输电线上设置第二检测电阻，通过连接于该第二检测电阻的第二取样电路来取样该第二输电线上的第二电流，获得一第二电流数据；检测该第一输电线和第二输电线之间的电压；以及将该第一电流数据、第二电流数据和该电压传输给一数字处理引擎，其中该第一电流数据和第二电流数据至少其中之一是以隔离传输方式传输至该数字处理引擎。由此，允许采样电路采用2路锰铜检测电阻进行采样，降低了成本并提高大信号线性度。
文档编号G01R21/133GK101482580SQ20081003236
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月8日 优先权日2008年1月8日
发明者宋朝盛 申请人:弥亚微电子(上海)有限公司