一种单相电子式防窃电电能表的制作方法

本实用新型涉及一种防窃电装置，具体的说是一种单相电子式防窃电电能表，属于电气设备技术领域。

背景技术：

随着进入家庭的各类电器越来越多,民用电量剧增,受经济利益的驱使,窃电现象也日益严重。不论在发达国家还是在发展中国家,窃电都是一个非常棘手的问题,每年都给供电企业造成巨大损失。由于窃电方法千变万化,防窃电电表设计一直是电表工程师面临的严峻挑战,数字式电表的发展为解决窃电问题提供了新途径。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种单相电子式防窃电电能表，能够完成相线、零线电流与电网电压的采集与计算,解决了数据采集与处理的实时性问题,单片机根据相线与零线的功率大小对用户用电状况进行实时监测,对各种窃电方式准确甄别。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种单相电子式防窃电电能表，包括测量单元、处理单元、电源管理单元和辅助单元，所述测量单元包括电阻分压器、电流互感器和锰铜分流器，所述测量单元采采集信号送入处理单元，所述处理单元包括AD7751检测芯片和控制器芯片，所述AD7751检测芯片对信号进行采样并转换为数字信号,再经过相位校正,校正后的数据传送给控制器，由所述控制器读取AD7751检测芯片数据后,完成的数据由辅助单元处理，实现电能的累计、存储和显示；所述电源管理单元双路变压供电，其中一路供电检测芯片，另一路供电控制器芯片。

本实用新型的进一步限定技术方案，前述的单相电子式防窃电电能表，所述辅助单元包括通讯电路、显示器数据存储单元以及指示灯。

前述的单相电子式防窃电电能表，所述AD7751检测芯片和控制器芯片之间采用SPI接口通信；所述控制器芯片为8位单片机89C51，该芯片I/O口线多，方便设计显示输出和控制电路，能够简化外围接口电路,减小电能表的体积和重量,降低成本。

进一步的，前述的单相电子式防窃电电能表，所述电源管理单元与检测芯片电路供电采用模拟电路，另一路与控制器芯片供电采用数字电路，从而保证计量芯片稳定性，两供电电源互不影响，有效防止两种不同信号互相串扰。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用AD7751计量芯片来测量电网中的电压、电流、功率、频率等电参数,计量准确度高、功耗小、稳定性强、运行特性优良、可靠性高、体积小、重量轻、使用寿命长；方便了供电部门对电网的考核,利用相线与零线功率的大小来实现防窃电功能,避免其他需要增加额外器件与电路的麻烦。同时采用全数字能耗计量,大大降低了电能计量误差与自身的损耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型AD7751检测芯片电路原理图。

图3为本实用新型电压采样电路图。

图4为本实用新型电流采样电路图。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步的详细说明：

实施例1

本实施例提供的一种单相电子式防窃电电能表，结构如图1至图4所示，包括测量单元、处理单元、电源管理单元和辅助单元，辅助单元包括通讯电路、显示器数据存储单元以及指示灯；测量单元包括电阻分压器、电流互感器和锰铜分流器，测量单元采采集信号送入处理单元，处理单元包括AD7751检测芯片和控制器芯片89C51，AD7751检测芯片对信号进行采样并转换为数字信号,再经过相位校正,校正后的数据传送给控制器芯片89C51，AD7751检测芯片和控制器芯片89C51之间采用SPI接口通信，由控制器读取AD7751检测芯片数据后,完成的数据由辅助单元处理，实现电能的累计、存储和显示；电源管理单元双路变压供电，其中一路供电检测芯片，另一路供电控制器芯片，电源管理单元与检测芯片电路供电采用模拟电路，另一路与控制器芯片供电采用数字电路。

本实施例测量单元:电压和电流分别由电阻分压器和电流互感器和锰铜分流器取样,取样信号送入AD7751检测芯片,由AD7751检测芯片对信号进行采样并转换为数字信号,再经过相位校正,计算出电能、电流、电压等数据。这些数据通过SPI接口传送给控制器芯片89C51。读取计量芯片数据后，完成电能的累计、存储和显示,读取电量芯片的脉冲数,实时检测电表工作状态,记录所发生的窃电事件,给出窃电指示信号；通过RS485通讯模块实现对电表数据抄读和设置,电源模块为整个系统提供工作电源,电源掉电后,单片机关闭液晶显示,进入完全掉电模式,将功耗降到最低,仅由后备电池维持单片机内部进行相关的数据处理。

本实施例的电压采样电路,采用电阻分压方式，如图3所示，考虑到贴片电阻的耐压有限, 选用4只300kΩ电阻做分压器。AD7751检测芯片采用全差分方式输入,电流、电压通道最大信号输入幅度为峰值700mV，输入信号不能大于此最大值,否则会出现削峰。相电流传感器采用互感器,变比为2000∶1。零线电流通道采用锰铜分流器,分流器阻值取290μΩ,该通道增益设置为16。阻值不能取得过大或过小,如果选得过小,则在小电流时取样信号太微弱,导致误差增大,容易超差。如果选得过大,则大电流时分流器发热过大,造成误差不稳定。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。