专利名称：多功能直通电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的三相多功能直通表计量方案。
背景技术：
随着经济建设的高速发展，用户的用电量越来越大，对电表的功能、性能 要求也越来越高，近几年来电表市场对大电流、宽范围计量、抗外磁场、抗直
流饱和等性能日益青睐，最近新颁布的614标准也提出了十倍多功能表设计需 求。但目前国内绝大部分三相表都采用传统的电磁式电流互感器采集电流信号， 而这些CT普遍都存在一定程度的非线性、对瞬变的电流信号和含有直流成分的 交流信号存在饱和现象、无法抑制外磁场的干扰，这些都严重影响电表的计量 精度，为此人们对基于锰铜采样的大电流、宽范围计量、抗外磁场、抗直流饱 和的三相多功能直通表日益青睐，但这种三相直通电能表，由于信号隔离不佳， 记录参数很有限， 一般只能作有功记录，因此不能满足人们的需求。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种能记录电流有效值、电压有效值、有功功率、 无功功率、功率因素、电网频率等多种参数的抗强磁场、抗直流饱和、大电流、 宽范围计量的多功能直通电能表。
本实用新型提供的这种多功能直通电能表包括隔离线性电源模块、数据管 理MCU、采集电流的锰铜片，还包括三个单相的S0C计量芯片、高速红外收发 通讯模块，所述锰铜片是三路独立的锰铜片，分别采集A、 B、 C三相电流，每 路锰铜片与一个所述S0C计量芯片连接，所述高速红外收发通讯模块由四路通 讯芯片组成，每一路通讯芯片都由一个发射二极管和一个接收三极管组成，其 中三路通讯芯片分别通过UART异步串行通讯接口与所述的三个S0C计量芯片一 对一连接，另一路通讯芯片通过UART异步串行通讯接口与数据管理MCU连接， 所述S0C计量芯片的电源由隔离线性电源模块提供。
本实用新型由于在采集电流的每相锰铜片上连接了 S0C计量芯片，并通过
3高速红外收发通讯模块进行通信，使数据管理MCU对A、 B、 C三相上的S0C计 量芯片发起主从、分时复用数据通讯，对接收到的三个S0C计量芯片上传的实 时电参量有效值、运行状态等进行统一管理、整表实时脉冲输出、电量累计、 运行状态判断，然后上传显示出来。因此本实用新型不仅具有现有技术中直通 电能表所具备的锰铜采样的大电流、宽范围计量、抗外磁场、抗直流饱的优点 而且能显示包括有功功率、无功功率、电流有效值、电压有效值、功率因素、 频率、在内的多种参数，从而实现电表的多种功能。
图l是本实用新型的电路图。
具体实施方式
从图1可以看出本实用新型具有三路独立的用于分别采集A、 B、 C三相电 流的锰铜片，这三路锰铜片上各连接了一个SOC计量芯片，每个SOC计量芯片 都各自通过一个UART异步串行通讯接口与高速红外收发通讯模块连接，高速红 外收发通讯模块由四路通讯芯片组成，每一路通讯芯片都由一个发射二极管和 一个接收三极管组成，其中三路通讯芯片与三个S0C计量芯片一对一连接，通 过UART异步串行通讯接口连接到S0C计量芯片中MCU的串口 ，另一路通讯芯片 通过UART异步串行通讯接口与数据处理MCU连接。锰铜片采用最新高科技负离 子焊接技术焊接的一体锰铜片，锰铜及锰铜焊接部分阻抗小，发热量小、整体损 耗低，适合应用于大量程电能表。
隔离的线性电源模块主要给各自的S0C计量芯片及数据处理MCU供电，模 块交流电压来自于本相的自耦变压器原边.
单相高精度的S0C计量芯片主要包括数字可编程运放PGA、可编程数字滤 波器、多路高性能AD转换器采集电流、电压信号；性能稳定、高速、独立的计 量内核，该计量内核主要对AD转换后的电流、电压等实时数字信号进行处理， 完成电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因素、电网频率等参 数的计算、产生相应中断并将这些参数输出到相应的存储空间供MCU进行下一 步处理。S0C计量芯片内部的MCU除了把计量内核输出的参数转换成有效值供 其它模块使用外，还一项重要任务就是通过UART异步串行通讯接口、采用多通道分时复用的方式将本相电参量有效值及实时状态上传给后级管理MCU。本实用新型的能显示的数据及能达到的技术指标如下显示的数据
三相电流有效值、三相电压有效值、三相有功功率、三相无功功率、视在功率、功率因子、电网频率
达到的技术指标-
规格电压三相四线3X220/380电流10(100)A频率50HZ±5%
精度有功1.0级无功2.0级电压、电流、功率、功率因子、频率1.0
符合标准IEC687, IEC1036， DL/T614
0. 7Ub—1. 3Ub0. 7Ub—l. 3Ub
-25°C—+55°C-25°C—+60°C-25°C—+70°C
测量电压范围工作电压范围工作温度范围极限工作温度范围运输及储存温度相对湿度30%—95%，无凝霜频率范围50HZ±5%
功耗 2W， 6VA脉冲耐压6KV交流耐压4KVEFT测试:4KVESD测试接Surge测试4KVMTBF: 5万小时使用寿命15年
8KV空气放电15KV
权利要求1、一种多功能直通电能表，包括隔离电源、数据管理MCU、三相电流采集的锰铜片，其特征在于还包括单相SOC计量芯片、高速红外收发通讯模块，所述高速红外收发通讯模块由四路通讯芯片组成，每一路通讯芯片都由一个发射二极管和一个接收三极管组成，其中三路通讯芯片分别通过一个UART异步串行通讯接口与所述单相SOC计量芯片连接，另一路通讯芯片通过UART异步串行通讯接口与数据管理MCU连接，单相SOC计量芯片的电源由隔离电源提供。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能直通电能表，该表包括隔离线性电源模块、数据管理MCU、采集电流的锰铜片，还包括三个单相的SOC计量芯片、高速红外收发通讯模块，所述锰铜片是三路独立的锰铜片，分别采集A、B、C三相电流，每路锰铜片与一个所述SOC计量芯片连接，所述高速红外收发通讯模块由四路通讯芯片组成，每一路通讯芯片都由一个发射二极管和一个接收三极管组成，其中三路通讯芯片分别通过UART异步串行通讯接口与所述的三个SOC计量芯片一对一连接，另一路通讯芯片通过UART异步串行通讯接口与数据管理MCU连接，所述SOC计量芯片的电源由隔离线性电源模块提供。本实用新型不仅具有现有技术中直通电能表所具备的锰铜采样的大电流、宽范围计量、抗外磁场、抗直流饱的优点而且能显示包括有功功率、无功功率、电流有效值、电压有效值、功率因素、频率、在内的多种参数，从而实现电表的多种功能。
文档编号G01R11/00GK201314926SQ20082021097
公开日2009年9月23日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者任智仁, 周铁钢, 铭 李, 李先怀, 邓华伟, 郑小平 申请人:威胜集团有限公司