一种基于电压自适应的三相多功能电能表的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于电压自适应的三相多功能电能表，其包括开关电源模块、电压电流采样模块、电能计量模块、MCU模块、时钟模块、数据存储模块、LCD显示模块以及通信接口；其中，所述开关电源模块分别连接至电能计量模块、MCU模块上；所述电压电流采样模块、电能计量模块、MCU模块依次连接；所述时钟模块、数据存储模块、LCD显示模块、通信接口分别连接至MCU模块上。本实用新型的基于电压自适应的三相多功能电能表可以自动识别电网电压规格，能够实现电能高精度计量，实时数据和过程记录、分时计量、自诊断等功能，与传统电能表相比，具有可输入电压范围宽、体积小、质量轻、内部功率损耗小、电源转换率高等优点。
【专利说明】一种基于电压自适应的三相多功能电能表
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及一种电能表，具体涉及一种基于电压自适应的三相多功能电能表，属于电能计量装置【技术领域】。
【【背景技术】】
[0002]目前，我国三相智能电表常用的电压规格是57.7VAC、100VAC、220VAC、380VAC ;世界各国电网电压标准也不一，从100VAC到460VAC，输入电压范围较广。当前，国内大多电表制造企业生产电能表采用工频变换技术的相控电源技术，即通过低频变压器将交流电压转化为直流电压，再通过线性串联调节式直流稳压电压源来实现电表内各功能模块所需的电压。
[0003]虽然线性电源具有输出稳定、纹波噪声小、电路设计简单、可靠性、抗干扰性能力强的特点，但同时它工作效率比较低、体积大、发热量大。面对不同电压规格的电能表，加大了电力公司和电能表生产企业的资源投入，增加了检测设备品种和数量以及产品备品备件的库存，制约了电力公司标准化管理进程。
[0004]因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种基于电压自适应的三相多功能电能表，能自动识别电网的电压规格，满足电网不同电压规格的需求。
【实用新型内 容】
[0005]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于电压自适应的三相多功能电能表，其可以自动识别电网电压规格，能够实现电能高精度计量，实时数据和过程记录、分时计量、自诊断等功能。
[0006]为实现上述目标，本实用新型采取的技术方案为:一种基于电压自适应的三相多功能电能表，其包括开关电源模块、电压电流采样模块、电能计量模块、MCU模块、时钟模块、数据存储模块、LCD显示模块以及通信接口 ；其中，所述开关电源模块分别连接至电能计量模块、MCU模块上；所述电压电流采样模块、电能计量模块、MCU模块依次连接；所述时钟模块、数据存储模块、LCD显示模块、通信接口分别连接至MCU模块上。
[0007]本实用新型的基于电压自适应的三相多功能电能表进一步设置为:所述开关电源模块由输入整流滤波电路、高频电压器、输出整流滤波电路、系统控制电路、反馈电路、DC-DC开关电源以及保护电路组成；其中，所述输入整流滤波电路、高频电压器、输出整流滤波电路、DC-DC开关电源依次连接；所述反馈电路一端和系统控制电路连接，另一端和输出整流滤波电路连接；所述系统控制电路连接至高频电压器连接；所述保护电路分别连接至输入整流滤波电路、系统控制电路上。
[0008]本实用新型的基于电压自适应的三相多功能电能表还设置为:所述系统控制电路中的芯片采用TNY274PN，电路采用小功率场合的反激变化器拓扑。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:①采用高可靠性的开关电源模块，能够实现57VAC—580VAC宽电压规格的输入范围，并且能够输出两路互相隔离的电源；②与传统电源采用相控技术的电能表相比，电源模块部分转换率高、稳压范围宽、线性调整率高；③由于电路集成度高，外围电路减少，电能表整体设计更为紧凑，体积更小，重量更轻。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0010]图1是本实用新型的基于电压自适应的三相多功能电能表的原理图。
[0011]图2是图1中的开关电源模块的原理图。
【【具体实施方式】】
[0012]请参阅说明书附图1所示，本实用新型为一种基于电压自适应的三相多功能电能表，其由开关电源模块1、电压电流采样模块2、电能计量模块3、MCU模块4、时钟模块5、数据存储模块6、IXD显示模块7以及通信接口 8等几部分组成。
[0013]其中，所述开关电源模块I分别连接至电能计量模块3、MCU模块4上；所述电压电流采样模块2、电能计量模块3、MCU模块4依次连接；所述时钟模块5、数据存储模块6、LCD显示模块7、通信接口 8分别连接至MCU模块4上。
[0014]进一步的，所述开关电源模块I由输入整流滤波电路11、高频电压器12、输出整流滤波电路13、系统控制电路14、反馈电路15、DC-DC开关电源16以及保护电路17组成；其中，所述输入整流滤波电路11、高频电压器12、输出整流滤波电路13、DC-DC开关电源16依次连接；所述反馈电路15 —端和系统控制电路14连接，另一端和输出整流滤波电路13连接；所述系统控制电路14连接至高频电压器12连接；所述保护电路17分别连接至输入整流滤波电路11、系统控制电路14上。所述系统控制电路14中的芯片采用TNY274PN，电路采用小功率场合的反激变化器拓扑。
[0015]所述开关电源模块I分别`为电能计量模块3、MCU模块4、IXD显示模块7、通信接口 8提供电源，设计输入电压范围满足57VAC—580VAC。该开关电源模块I通过直接整流和滤波将市电转换为高压直流电，再通过逆变转换为低压高频交流电，最后经高频整流和滤波变成所需的直流低电压。其间，系统控制电路14通过反馈电路对输出的直流电压进行抽样测量，并通过将抽样值与芯片设定值进行比较，从而对电路中的晶体管进行开关控制，输出相对稳定的电压。
[0016]所述电能计量模块3的芯片采用市售的锐能微RN8302型号的计量芯片。所述MCU模块4采用市售的NEC处理器。所述时钟模块5采用8025T芯片。所述通信接口 8上连接有RS485通信模块9和红外通信模块10。
[0017]本实用新型的基于电压自适应的三相多功能电能表的工作原理如下:电流信号Ia.1b.1c,电压信号Ua、Ub、Uc分别经过电压电流采样模块2采样，并分别送入电能计量模块3，从而得到有功、无功、电压、电流原始数据，再通过MCU模块4按设定的算法对原始数据进行转换、补偿算出电能、需量、功率等数据。同时MCU模块4根据设定的地区、时段、费率等实现多费率计量。MCU模块4将最终处理的数据送到数据存储模块6保存，并通过LCD显示模块7以数字的形式在显示器上进行实时显示。所有电表内部的数据都可以通过RS485通信模块9和红外通信模块10进行通讯传输，同时能够进行参数监测以及记录存储的各项数据。[0018]以上的【具体实施方式】仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于电压自适应的三相多功能电能表，其特征在于:包括开关电源模块、电压电流采样模块、电能计量模块、MCU模块、时钟模块、数据存储模块、LCD显示模块以及通信接口 ；其中，所述开关电源模块分别连接至电能计量模块、MCU模块上；所述电压电流采样模块、电能计量模块、MCU模块依次连接；所述时钟模块、数据存储模块、LCD显示模块、通信接口分别连接至MCU模块上；所述开关电源模块由输入整流滤波电路、高频电压器、输出整流滤波电路、系统控制电路、反馈电路、DC-DC开关电源以及保护电路组成；其中，所述输入整流滤波电路、高频电压器、输出整流滤波电路、DC-DC开关电源依次连接；所述反馈电路一端和系统控制电路连接，另一端和输出整流滤波电路连接；所述系统控制电路连接至高频电压器连接；所述保护电路分别连接至输入整流滤波电路、系统控制电路上。
2.如权利要求1所述的基于电压自适应的三相多功能电能表，其特征在于:所述系统控制电路中的芯片采用TNY274PN，所述系统控制电路采用小功率场合的反激变化器拓扑。
【文档编号】G01R22/10GK203587685SQ201320645484
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月20日 优先权日:2013年10月20日
【发明者】赵迪, 罗风姿, 彭势清, 傅青川, 黄智颖 申请人:湖南东瑞智能仪表有限公司