一种多功能单相电能计量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能单相电能计量装置，包括MCU模块；所述MCU模块分别连接电能计量单元、显示单元、负荷开关电路、红外通信单元和电源模块；所述电能计量单元前端连接有电流取样电阻；所述电源模块由主供电电源通过电源切换电路连接到备用电源构成。本实用新型的多功能单相电能计量装置通过计量电路对电能实现计量，将计量后的数据送到处理装置上处理；处理后实时显示数据，另外具有电能计量、过流报警、功率因数过低报警功能以及主要电参数测量功能，且测量数据准确。
【专利说明】一种多功能单相电能计量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多功能单相电能计量装置，属于电能测量工具领域。
【背景技术】
[0002]电能是最重要的能源，它的应用在生产技术上曾引起划时代的变革。在现代社会中电能己广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。作为测量电能的专用仪表——电能表，在电能管理用仪器仪表中占有很大的比例，其性能直接影响电能管理的效率和科学化水平，它的准确与否直接关系到国家与用户的经济利益。电能表从大范围地应用开始至今，经历了感应式机械电能表、机电一体式电能表、全电子式电能表的发展过程。较早出现且至今仍在我国和许多国家普遍采用的感应系电能表，制造简单且价格便宜，但测量准确度较低，且功能单一，不适应工业现代化和供用电管理现代化飞速发展的需求。机电一体式电能表在一定程度上增加了电能表的功能，但是还是摆脱不了其机械部件的限制，无法从根本上解决问题。
【发明内容】
[0003](一)要解决的技术问题
[0004]针对上述问题，本实用新型提出了一种测量精度高、稳定性强和数据准确的多功能单相电能计量装置。
[0005](二)技术方案
[0006]本实用新型的多功能单相电能计量装置，包括MCU模块；所述MCU模块分别连接电能计量单元、显示单元、负荷开关电路、红外通信单元和电源模块；所述电能计量单元前端连接有电流取样电阻；所述电源模块由主供电电源通过电源切换电路连接到备用电源构成。
[0007]进一步地，所述的电能计量单元分别连接有电压分压电路和电流取样电路。
[0008]进一步地,所述的电能计量单元由RN8209G计量芯片构成。
[0009]进一步地，所述的负荷开关电路采用四个三极管组成的H桥驱动继电器。
[0010]进一步地，所述的红外通信单元有红外发送电路和红外接收电路组成。
[0011]优选地，所述的显示单元由6C0MX 17SEG的段式IXD组成。
[0012]优选地，所述的电流取样电阻为300ιιΩ的锰铜。
[0013]优选地，所述的备用电源由锂电池构成。
[0014](三)有益效果
[0015]本实用新型与现有技术相比较，其具有以下有益效果:本实用新型的多功能单相电能计量装置通过计量电路对电能实现计量，将计量后的数据送到处理装置上处理；处理后实时显示数据，另外具有电能计量、过流报警、功率因数过低报警功能以及主要电参数测量功能，且测量数据准确。【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的整体结构框图；
[0017]图2是本实用新型的电能计量单元电路原理图；
[0018]图3是本实用新型的电源切换电路原理图；
[0019]图4是本实用新型的负荷开关电路原理图；
[0020]图5是本实用新型的红外通信单元电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型采用成熟可靠的电能计量芯片+MCU的结构。
[0022]如图1所示的本实用新型的多功能单相电能计量装置，包括MCU模块；所述MCU模块分别连接电能计量单元、显示单元、负荷开关电路、红外通信单元和电源模块；所述电能计量单元前端连接有电流取样电阻；所述电源模块由主供电电源通过电源切换电路连接到备用电源构成。
[0023]如图2所示，所述的电能计量单元分别连接有电压分压电路和电流取样电路；图2的A中为电压分压电路，其中输入端N和GND为输入的单相电压，计量芯片的采样输入端为V3P和V3N，计量芯片会把这两管脚的电压差作为采样信号，并在计量芯片内部进行功率计算。图中电阻R13?R17相当于一个可调电阻R，电阻R和R6串联分压，再通过电容C16、C24滤波后送入计量芯片。图2的B中，电流流过锰铜，在M+1和M-1引线之间的电阻由欧姆定律U=RI可以取样流过的电流，其取样值一般会降低很多倍，其与使用的锰铜分流器的取样电阻有关；本实施例使用的锰铜分流器取样的电阻为300ιιΩ ;因此其降低倍数为1/0.0003=3333倍；然后经过电阻R4、电容C11，电阻R5、电容C22构成的抗混叠滤波器，送入RN8209G计量芯片。
[0024]如图3所示，由于本实施例备用电源采用锂电池；锂电池为不可充电电池，在当有外部供电时应防止对锂电池充电；同时为延长锂电池寿命，在有外部供电时，锂电池停止电流送出；因此采用电源切换电路进行切换；电源切换电路由电阻R36和R37组成电池电压采集电路，将分压后的电压送入MCU的ADC，检测电池电压；实现主电源与备用电源不间断切换。
[0025]如图4所示，所述的负荷开关电路采用四个三极管组成的H桥驱动继电器；其中H桥由三极管Q10、QlU Q12、Q13组成。当三极管Q10、Qll导通，电流从三极管QA流向三极管QB，继电器打开；当三极管Q12、Q12导通，电流从三极管QB流向三极管QA，继电器闭合；二极管D21、D22在电路中为续流作用，避免反向电流击穿三极管。
[0026]如图5所示；所述的红外通信单元有红外发送电路和红外接收电路组成；数据的发送由Q1、D15等部分组成，发送数据“O”时进行PWM调制，发送数据“I”时不进行PWM调制；当IR-TXD为高电平时，关闭38KPWM调制信号输出；当IR-TXD为低电平时，输出38K-PWM的调制信号，即38K-PWM信号通过D2发射出去；数据的接收由U6接收模块完成，U6实现红外数据的解调功能。
[0027]所述的显示单元由6C0MX 17SEG的段式LCD组成。
[0028]上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.一种多功能单相电能计量装置，其特征在于，包括MCU模块；所述MCU模块分别连接电能计量单元、显示单元、负荷开关电路、红外通信单元和电源模块；所述电能计量单元前端连接有电流取样电阻；所述电源模块由主供电电源通过电源切换电路连接到备用电源构成。
2.根据权利要求1所述的多功能单相电能计量装置，其特征在于:所述的电能计量单元分别连接有电压分压电路和电流取样电路。
3.根据权利要求1或2所述的多功能单相电能计量装置，其特征在于:所述的电能计量单元由RN8209G计量芯片构成。
4.根据权利要求1所述的多功能单相电能计量装置，其特征在于:所述的负荷开关电路采用四个三极管组成的H桥驱动继电器。
5.根据权利要求1所述的多功能单相电能计量装置，其特征在于:所述的红外通信单元有红外发送电路和红外接收电路组成。
6.根据权利要求1所述的多功能单相电能计量装置，其特征在于:所述的显示单元由6C0MX 17SEG的段式LCD组成。
7.根据权利要求1所述的多功能单相电能计量装置，其特征在于:所述的电流取样电阻为300ιιΩ的锰铜。
8.根据权利要求1所述的多功能单相电能计量装置，其特征在于:所述的备用电源由锂电池构成。
【文档编号】G01R22/06GK203672967SQ201420026483
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】焦星星, 严丽雯, 施晓娜, 邱泽忠, 陈杨浩, 林祝亮 申请人:浙江师范大学