专利名称：单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表的制作方法
技术领域：
本发明涉及单相费控电能表技术领域，特别是一种单相双回路锰铜计量防窃电费 控智能电能表。
背景技术：
目前所使用的大多数单回路电能表，均采用流过火线的电流作为电能计量的依 据，若窃电者将火线短接，使电流不能流过电能表内部的采样器件，电能表就不计量负载所 用电量，造成用电损失。针对上述问题，一般的防窃电电能表会选用专用防窃电计量芯片， 如芯片AD7751，但因其零线通道使用互感器采样，抗直流分量和谐波能力差，且两个回路的 不平衡转换阈值为固定值，不能根据实际需要调整。因此，普通单回路电能表无法准确检测 或处理窃电行为。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种单相双回路锰 铜计量防窃电费控智能电能表，不仅能够满足高精度、低功耗的要求，更能够准确检测和处 理窃电行为。本发明的目的是通过如下技术措施来实现的单相双回路锰铜计量防窃电费控智 能电能表，包括火线采样模块、零线采样模块、火线电能计量模块、零线电能计量模块、单片 机中央处理单元和智能电能表基本功能模块，所述火线采样模块经火线电能计量模块与单 片机中央处理单元相联，所述零线采样模块经零线电能计量模块与单片机中央处理单元相 联。在上述技术方案中，所述火线采样模块由火线电压采样电路，火线电流采样电路， 以及与火线电流采样电路输入端相连的火线锰铜分流器组成；所述零线采样模块由零线电 压采样电路，零线电流采样电路，以及与零线电流采样电路输入端相连的零线锰铜分流器 组成。在上述技术方案中，所述火线电能计量模块ICl和零线电能计量模块IC2均采用 计量芯片AD71056 ；所述火线电能计量模块ICl的4脚、5脚经火线电流采样电路接火线锰 铜分流器的采样端，所述火线电能计量模块ICl的2脚、3脚接火线电压采样电路，所述火线 电能计量模块ICl的14脚为火线计量脉冲输出端与单片机中央处理单元相联；所述零线电 能计量模块IC2的4脚、5脚经零线电流采样电路接零线锰铜分流器的采样端，所述零线电 能计量模块ICl的2脚、3脚接零线电压采样电路，所述零线电能计量模块IC2的14脚为零 线计量脉冲输出端与单片机中央处理单元相联。在上述技术方案中，所述零线电流采样电路由磁珠Li、磁珠L2、磁珠L3、电阻R1、 电阻R2、电容Cl、电容C2组成，其中零线输出端Jl经磁珠Ll和电阻Rl连接到零线电能计 量模块IC2的4脚，零线输入端J2经磁珠L3接地；所述锰铜分流器MTl的1端和2端并联 在零线输出端Jl和零线输入端J2之间，锰铜分流器MTl的3端经磁珠L2和电阻R2连接到零线电能计量模块IC2的5脚；所述零线电能计量模块IC2的4脚经电容Cl接地，零线 电能计量模块IC2的5脚经电容C2接地。在上述技术方案中，所述零线电压采样电路由一组电阻组成的分压网络组成，零 线电压采样电路连接在零线输入端和零线电能计量模块IC2的2脚、3脚之间。在上述技术方案中，所述单片机中央处理单元采用的芯片型号为PIC18F67J11。本发明单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表利用在零线通道上设置零线 电能采样模块，且单独配置零线电能计量模块，提高了电能表的抗直流分量能力，并且本发 明中火线通道和零线通道之间的不平衡转换阈值很小，该转换阈值还可通过程序设置。本 发明还具有高精度、高可靠性、低功耗等优点。
图1为本发明实施例单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表的电路框图。图2为本发明实施例中双回路锰铜电能计量模块的电路连接图。图3为本发明实施例中零线电流采样电路连接图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。本实施例单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表，包括火线采样模块、零线 采样模块、火线电能计量模块、零线电能计量模块、单片机中央处理单元和智能电能表基本 功能模块。如图1所示，所述电源模块分别与火线电能计量模块、零线电能计量模块和单片 机中央处理单元相联供电，所述火线采样模块经火线电能计量模块与单片机中央处理单元 相联，所述零线采样模块经零线电能计量模块与单片机中央处理单元相联。上述火线计量通道为主通道，零线计量通道为副通道。如图2所示，本实施例中所述火线采样模块由火线电压采样电路，火线电流采样 电路，以及与火线电流采样电路输入端相连的火线锰铜分流器组成；所述零线采样模块由 零线电压采样电路，零线电流采样电路，以及与零线电流采样电路输入端相连的零线锰铜 分流器组成。所述火线电能计量模块ICl的4脚、5脚经火线电流采样电路接火线锰铜分流器的 采样端，所述火线电能计量模块ICl的2脚、3脚接火线电压采样电路，所述火线电能计量模 块ICl的14脚为火线计量脉冲输出端与单片机中央处理单元相联；所述零线电能计量模块 IC2的4脚、5脚经零线电流采样电路接零线锰铜分流器的采样端，所述零线电能计量模块 ICl的2脚、3脚接零线电压采样电路，所述零线电能计量模块IC2的14脚为零线计量脉冲 输出端与单片机中央处理单元相联。上述实施例中，所述单片机中央处理单元采用的芯片型号为PIC18F67J11。上述实施例中，火线采样模块和零线采样模块电路结构相同，下面以零线采样模 块作说明。如图3所示，本实施例中，所述零线电流采样电路由磁珠Li、磁珠L2、磁珠L3、电 阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2组成，其中零线输出端Jl经磁珠Ll和电阻Rl连接到零线 电能计量模块IC2的4脚，零线输入端J2经磁珠L3接地；所述锰铜分流器MTl的1端和2端并联在零线输出端Jl和零线输入端J2之间，锰铜分流器MTl的3端经磁珠L2和电阻R2 连接到零线电能计量模块IC2的5脚；所述零线电能计量模块IC2的4脚经电容Cl接地， 零线电能计量模块IC2的5脚经电容C2接地。所述零线电压采样电路由一组电阻组成的分压网络组成，零线电压采样电路连接 在零线输入端和零线电能计量模块IC2的2脚、3脚之间。上述实施例中，火线通道、零线通道的电流信号分别通过火线锰铜分流器和零线 锰铜分流器经火线电流采样电路和零线电流采样电路接入火线电能计量模块ICI和零线 电能计量模块IC2，火线电能计量模块ICl和零线电能计量模块IC2输出与实际功率成正比 的脉冲信号，该脉冲信号输入单片机中央处理单元进行处理。单片机中央处理单元将收到 的脉冲信号进行累加，当其中一个通道的电能计量模块输出的高频脉冲信号先累计达到预 设值个数时，单片机中央处理单元就判断为该通道电流大于另外一个通道，对用电量按照 该通道计量结果进行一次累加，同时清除两通道电能计量模块输入的累计高频脉冲数，重 新开始下一次循环。这样，电流大的通道的脉冲信号总是先累计到预设值，则单片机中央处 理单元就一直以该通道的电流为计量依据，即使短接火线，电能表也能通过零线电流准确 计量用户实际用电。
权利要求
1.单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表，包括火线采样模块、零线采样模块、火 线电能计量模块、零线电能计量模块、单片机中央处理单元和智能电能表基本功能模块，其 特征是所述火线采样模块经火线电能计量模块与单片机中央处理单元相联，所述零线采 样模块经零线电能计量模块与单片机中央处理单元相联。
2.根据权利要求1所述的单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表，其特征是所 述火线采样模块由火线电压采样电路，火线电流采样电路，以及与火线电流采样电路输入 端相连的火线锰铜分流器组成；所述零线采样模块由零线电压采样电路，零线电流采样电 路，以及与零线电流采样电路输入端相连的零线锰铜分流器组成。
3.根据权利要求2所述的单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表，其特征是所 述火线电能计量模块ICl和零线电能计量模块IC2均采用计量芯片AD71056 ；所述火线电 能计量模块ICl的4脚、5脚经火线电流采样电路接火线锰铜分流器的采样端，所述火线电 能计量模块ICl的2脚、3脚接火线电压采样电路，所述火线电能计量模块ICl的14脚为火 线计量脉冲输出端与单片机中央处理单元相联；所述零线电能计量模块IC2的4脚、5脚经 零线电流采样电路接零线锰铜分流器的采样端，所述零线电能计量模块ICl的2脚、3脚接 零线电压采样电路，所述零线电能计量模块IC2的14脚为零线计量脉冲输出端与单片机中 央处理单元相联。
4.根据权利要求2所述的单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表，其特征是所 述零线电流采样电路由磁珠Li、磁珠L2、磁珠L3、电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2组成， 其中零线输出端Jl经磁珠Ll和电阻Rl连接到零线电能计量模块IC2的4脚，零线输入端 J2经磁珠L3接地；所述锰铜分流器MTl的1端和2端并联在零线输出端Jl和零线输入端 J2之间，锰铜分流器MTl的3端经磁珠L2和电阻R2连接到零线电能计量模块IC2的5脚； 所述零线电能计量模块IC2的4脚经电容Cl接地，零线电能计量模块IC2的5脚经电容C2 接地。
5.根据权利要求1所述的单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表，其特征是所 述单片机中央处理单元采用的芯片型号为PIC18F67J11。
全文摘要
本发明涉及单相费控电能表技术领域，提供一种单相双回路锰铜计量防窃电费控智能电能表，包括火线采样模块、零线采样模块、火线电能计量模块、零线电能计量模块、单片机中央处理单元和智能电能表基本功能模块，所述火线采样模块经火线电能计量模块与单片机中央处理单元相联，所述零线采样模块经零线电能计量模块与单片机中央处理单元相联。本发明不仅能够满足高精度、低功耗的要求，更能够准确检测和处理窃电行为。
文档编号G01R11/24GK102072978SQ20111002642
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者李中泽 申请人:武汉盛帆电子股份有限公司