一种单相电能测量仪表的制作方法

本发明涉及电子设备，尤其涉及一种单相电能测量仪表。

背景

随着国家经济技术的发展和人民生活水平的提高，电能已经成为了人们日常生活、工厂企业生产办公等的首选能源，必备能源之一。因此，作为电能计量装置的电能测量仪表，其在电力系统计量方面的作用和重要性不言而喻。

目前，电能测量仪表已经进入智能化时代，智能电能测量仪表以其自动化、远程化、精准化等优势，已经成为电力系统电能计量领域的主要表计。智能电能测量仪表一般由测量单元(采样单元)、数据处理单元、通信单元等组成，具有电能量计量、数据处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能。

目前，居民用电、办公用电等均为220V单相交流电，虽然其用电量不大，但是用户众多，因此单相电能测量仪表在智能电能测量仪表中占比较多。目前，市场上的单相电能测量仪表一般包括1P2W、1P3W和2P3W三种，该三款电能测量仪表各自应用在不同的场合，其电路原理虽然大体类似，但是具体到各具体的表型，其硬件电路均不相同；如此多种类的单相电能测量仪表，针对每一款表型，电表生产厂家均需要专门设计硬件电路，费时费力，而且生产成本居高不下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够兼容所述1P2W、1P3W和2P3W三种规格电能测量仪表、有效降低生产企业设计和制造成本的单相电能测量仪表。

本发明提供的这种单相电能测量仪表，包括DC/DC电路和计量芯片，其特征在于还包括由A相电源输入正端、A相电源输入负端、C相电源输入正端、C项电源输入负端和零相电源输入端组成的电表输入端、A相电源输入负端短接线、用于连接短接线的C相电源输入负端短接点、A相功率电阻、用于连接电阻的C相功率电阻连接点、零相功率电阻、A相整流电路、用于连接整流电路的C相整流电路连接点、N相整流电路、A相电压采样电路、A相电流采样电路、用于连接电压采样电路的C相电压采样电路连接点和用于连接电流采样电路的C相电流采样电路连接点；需要计量的外部220V市电通过电表输入端接入单相电能测量仪表，A相电源输入负端短接线短接A相电源输入正端和A相电源输入负端后，再通过A相功率电阻与A相整流电路连接，C相电源输入负端短接点用于根据需要短接C相电源输入正端和C相电源输入负端，C相电源输入正端通过C相功率电阻连接点与C相整流电路连接点连接，零相电源输入端通过零相功率电阻连接零相整流电路，A相整流电路、C相整流电路连接点和零相整流电路并联后连接DC/DC电路，为单相电能测量仪表提供电源；A相电压采样电路和A相电流采样电路与计量芯片连接，将外部220V市电的A相电压和电流的采样信号输入到计量芯片；C相电压采样电路连接点和C相电流采样电路连接点与计量芯片连接。

所述的单相电能测量仪表还包括A相保护电阻和A相滤波电容；A相保护电阻和A相滤波电容均并联在A相电源输入正端和零相电源输入端之间。

所述的单相电能测量仪表还包括用于连接保护电阻或短接线的C相保护电阻/短接线连接点和用于连接滤波电容的C相滤波电容连接点；C相保护电阻/ 短接线连接点和C相滤波电容连接点均并联在C相电源输入正端和零相电源输入端之间。

所述的单相电能测量仪表，C相电源输入负端短接点连接短接线，C相保护电阻/短接线连接点连接短接线，C相电流采样电路连接点连接电流采样电路.

所述的单相电能测量仪表，C相电源输入负端短接点连接短接线，C相保护电阻/短接线连接点连接保护电阻，C相电流采样电路连接点连接电流采样电路，C相功率电阻连接点连接功率电阻，C相整流电路连接点连接整流电路，C相滤波电容连接点连接滤波电容，C相电压采样电路连接点连接电压采样电路。

所述的A相/零相/C相整流电路为二极管不控整流电路。

所述的A相电压采样电路和C相电压采样电路为包括分压电阻、滤波电路和采样电阻的电压采样电路。

所述的A相电流采样电路和C相电流采样电路采用型号为71M6601的芯片、电流采样电阻、滤波电路和变压器的电流采样电路。

所述的计量芯片为支持2路电流、2路电压采样的计量芯片。

本发明提供的这种单相电能测量仪表，在对1P2W、1P3W和2P3W三种类型的单相智能电能测量仪表进行分析和比较的基础上，创新性的设计了通用的电源电路和电压、电流采样电路，针对每一种具体类型的单相智能电能测量仪表，在通用电路中进行极其简单的改进即可满足该类型电能测量仪表的需求，因此本发明能够兼容所述1P2W、1P3W和2P3W三种类型的单相智能电能测量仪表，电路简单，成本低廉；而且通用型的电路设计为单相电能测量仪表生产企业极大地减轻了生产和研发成本，有效降低生产企业设计和制造成本。

附图说明

图1为本发明的功能模块图。

图2为本发明的一种实施例的A相电流采样原理图。

图3为本发明的一种实施例的C相电流采样原理图

具体实施例

如图1所示为本发明的功能模块图：本发明提供的这种单相电能测量仪表，包括A相电压采样电路、A相电流采样电路、C相电电压采样电路、C相电流采样电路、电源电路、计量芯片、通讯电路和显示模块；A相电压采样电路、A相电流采样电路、C相电电压采样电路、C相电流采样电路、通讯电路和显示模块均和计量芯片连接，电源电路给上述所有模块供电；其中由于要支持多类型的单向智能电能测量仪表，计量芯片需要采用支持2路电流、2路电压采样的计量芯片，如型号为Max71315s的计量芯片。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于1P2W规格时，图中圆圈内的器件选用方式如下：A相跳线短接，A相保护电阻、A相滤波电容、A相功率电阻、零相功率电阻、A相整流电路和N相整流电路均采用，圆圈内除去上述器件外，其他的器件一律不采用；圆圈外的所有电路均为必须采用的电路。此时，外部A相电源通过A相电源输入端、A相功率电阻后再连接A相整流电路，外部电源零线通过零相电源输入端、零线功率电阻连接零线整流电路，外部电源通过电源电路为智能电能测量仪表供电。此时外部220V市电的L1线与A相电源输入正端连接，外部市电的零线N与零相电源输入端连接即可；用户需要将入户电源的L1线与A相电源输入负端连接，入户电源的零线与零相电源输入端连接即可取电。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于1P3W规格时，图中圆圈内的器件选用方式如下：A相跳线短接，C相跳线短接、A相保护电阻、A相滤波电容、A相功率电阻、零相功率电阻、A相整流电路和N相整流电路均采用，且C相保护/短接电阻VAR2必须短接，圆圈内除去上述器件外，其他的器件一律不采用；圆圈外的所有电路均为必须采用的电路。此时外部220V市电的L1线与A相电源输入正端连接，外部220V市电的L2线与C相电源输入正端连接即可；用户需要将入户电源的L1线与A相电源输入负端连接，入户电源的L2线与C相电源输入负端连接，入户电源的零线直接与外部市电的零线连接即可取电。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于2P3W规格时，图中圆圈内的器件选用方式如下：A相跳线短接，C相跳线短接、A相保护电阻、A相滤波电容、C相保护/短接电阻、C相滤波电容、A相功率电阻、C相功率电阻、零相功率电阻、A相整流电路、C相整流电路和N相整流电路均采用，且C相保护/短接电阻VAR2采用阻值为20510Ω的保护电阻；圆圈外的所有电路均为必须采用的电路。此时外部220V市电的L1线与A相电源输入正端连接，外部220V市电的L2线与C相电源输入正端连接，外部市电的零线N与零相电源输入端连接即可；用户需要将入户电源的L1线与A相电源输入负端连接，入户电源的L2线与C相电源输入负端连接，入户电源的零线直接与电能测量仪表的零相电源输入端连接即可取电。

本发明的电压采样模块包括A相电压采样模块和C相电压采样模块，其中A相电压采样模块包括A相分压电阻、第一滤波电路、第二滤波电路、A相电压采样电阻以及第三滤波电路组成；C相电压采样模块包括C相分压电阻、第四滤波电路、第五滤波电路、C相电压采样电阻以及第六滤波电路组成；电阻R87为一电阻为0Ω的短接电阻；A相电压采样电路的输出信号连接到计量芯片，C相电压采样电路的输出信号连接到计量芯片。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于1P2W规格时，电压采样电路仅采用A相电压采用电路，且不连接C相电压采样电路和短接电阻。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于1P3W规格时，电压采样电路采用A相电压采用电路和短接电阻，且不连接C相电压采样电路。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于2P3W规格时，电压采样电路采用A相电压采用电路和C相电压采样电路，且不连接短接电阻。

在某实施例中，A相电流采样电路和C相电流采样电路均包括型号为71M6601的芯片、电流采样电阻、滤波电路和变压器。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于1P2W规格时，电流采样电路仅采用A相电流采用电路，且不连接C相电流采样电路。

当本发明提供的这种单相智能电能测量仪表适用于1P3W和2P3W规格时，电流采样电路采用A相电流采用电路和C相电流采样电路。

综上所述，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。