电能监测装置和电能表的制作方法

文档序号:15593315发布日期:2018-10-02 19:12阅读:159来源:国知局

本公开涉及电能监测领域,特别涉及一种电能监测装置和电能表。



背景技术:

目前在电能监测领域中,因为电网使用的是交流电,所以电能监测主要为交流系统检测。个别厂家也推出了直流电表,但只是应用于特殊环境或研究性实验使用。随着绿色能源使用的大力推广,同时光伏等直流系统具有比交流系统更节能、便捷、安全的特点,因此直流系统的推广也是大势所趋。

但是,目前所使用的电能表只能适用于单一系统,即只能适用于交流系统或者直流系统,并不具备兼容性,无法同时适用于交流系统监测和直流系统,因此给对电能监测带来了不便。



技术实现要素:

本公开的实施例解决的一个技术问题是:在电能监测时无法兼容交流系统和直流系统。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面,提供一种电能监测装置,包括:

电压输入端,被配置为输入电压信号;

类型检测电路,与电压输入端电连接,被配置为检测输入的电压信号是直流电压信号还是交流电压信号;

信号切换电路,与类型检测电路、模数转换电路和第一监测电路电连接,被配置为在输入的电压信号为直流电压信号的情况下,将经采样的输入电压信号提供给模数转换电路;在输入的电压信号为交流电压信号的情况下,将经采样的输入电压信号提供给第一监测电路;

模数转换电路,与第二监测电路电连接,被配置为对接收到的直流电压信号进行模数转换,将转换结果提供给第二监测电路;

第一监测电路,被配置为利用接收到的交流电压信号进行交流电度值监测。

第二监测电路,被配置为利用转换结果进行直流电度值监测。

可选地,第一监测电路还与第二监测电路电连接,被配置为将所监测的交流电度值上报给第二监测电路。

可选地,电压输入端包括:

电压输入端口,被配置为输入第一电压信号。

可选地,类型检测电路包括:

第一检测电路,与电压输入端口电连接,被配置为利用电压信号的相位来检测第一电压信号是直流电压信号还是交流电压信号。

可选地,信号切换电路包括:

第一切换电路,与第一检测电路、直流电压采样电路和交流电压采样电路电连接,被配置为在第一电压信号为直流电压信号的情况下,将第一电压信号提供给直流电压采样电路;在第一电压信号为交流电压信号的情况下,将第一电压信号提供给交流电压采样电路;

直流电压采样电路,与模数转换电路电连接,被配置为对接收到的直流电压信号进行采样,将采样结果提供给模数转换电路;

交流电压采样电路,与第一监测电路电连接,被配置为对接收到的交流电压信号进行采样,将采样结果提供给第一监测电路。

可选地,电压输入端口中还包括接地端子,以作为交流电压采样电路的采样电压参考点。

可选地,电压输入端还包括:

电流输入端口,被配置为输入电流信号;

电流信号采样电路,与电流输入端口电连接,被配置为对电流信号进行采样和转换处理,以得到经采样的第二电压信号。

可选地,类型检测电路还包括:

第二检测电路,与电流信号采样电路电连接,被配置为利用电压信号的相位来检测第二电压信号是直流电压信号还是交流电压信号。

可选地,信号切换电路还包括:

第二切换电路,与第二检测电路、模数转换电路和第一监测电路电连接,被配置为在第二电压信号为直流电压信号的情况下,将第二电压信号提供给模数转换电路;在第二电压信号为交流电压信号的情况下,将第二电压信号提供给第一监测电路。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面,提供一种电能表,包括如上述任一实施例涉及的电能监测装置。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开一个实施例的电能监测装置的示例性框图。

图2为本公开另一个实施例的电能监测装置的示例性框图。

图3为本公开又一个实施例的电能监测装置的示例性框图。

图4为本公开又一个实施例的电能监测装置的示例性框图。

图5为本公开一个实施例的电度表的示例性框图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本公开一个实施例的电能监测装置的示例性框图。如图1所示,电能监测装置包括电压输入端1、类型检测电路2、信号切换电路3、模数转换电路4、第一监测电路5和第二监测电路6。电压输入端1、类型检测电路2、信号切换电路3、模数转换电路4和第二监测电路6依次电连接,第一监测电路5与信号切换电路3电连接。

如图1所示,电压输入端1被配置为输入电压信号。

可选地,所输入的电压信号可以为直流电压信号,也可为交流电压信号。

类型检测电路2被配置为检测输入的电压信号是直流电压信号还是交流电压信号。

可选地,类型检测电路2可根据电压信号的相位信息,对电压信号的类型进行判断。例如可通过相位过零检测进行判断。

信号切换电路3被配置为在输入的电压信号为直流电压信号的情况下,将经采样的输入电压信号提供给模数转换电路4;在输入的电压信号为交流电压信号的情况下,将经采样的输入电压信号提供给第一监测电路5。

模数转换电路4被配置为对接收到的直流电压信号进行模数转换,将转换结果提供给第二监测电路6。

第一监测电路5被配置为利用接收到的交流电压信号进行交流电度值监测。

例如,第一监测电路5可为能源监测专用芯片或者其它合适的电路,以便对交流电压信号进行相应处理,以得到相应的电度值。

第二监测电路6被配置为利用模数转换电路4提供的转换结果进行直流电度值监测。

例如,第二监测电路6可为MCU(Microcontroller Unit,微控制单元),或者其它合适的电路或芯片,以便对直流电压信号进行相应处理,以得到相应的电度值。

可选地,第一监测电路5还与第二监测电路6电连接,将所监测的交流电度值上报给第二监测电路6,以便第二监测电路6进行相应的电度值汇总。

在本公开电能监测装置的上述实施例中,通过对输入电压信号的类型进行检测,并将交流电压信号和直流电压信号分别提供给相应的电路进行电能监测。从而使电能表具备兼容性,能够同时适用于交流系统监测和直流系统,给对电能监测带来了便利。

图2为本公开另一个实施例的电能监测装置的示例性框图。与图1所示实施例相比,在图2所示实施例中,电压输入端1包括电压输入端口11,以便能够直接输入电压信号。

可选地,电压输入端口11满足三相四线制,其中端子111、112和113均可输入交流电压或直流电压。

电压输入端口11中还包括接地端子110,通过将接地端子110与交流零线/直流参考地输入端7连接,以便将零线作为地线,在交流电压/电流信号采样时将该端子作为采样电压参考点。

如图2所示,类型检测电路2包括第一检测电路21,第一检测电路21与电压输入端口11电连接。信号切换电路3包括第一切换电路31、直流电压采样电路32和交流电压采样电路33。第一切换电路31分别与第一检测电路21、直流电压采样电路32和交流电压采样电路33电连接。直流电压采样电路32与模数转换电路4电连接,交流电压采样电路33与第一监测电路5电连接。

第一检测电路21利用电压信号的相位来检测电压输入端口11输入的第一电压信号是直流电压信号还是交流电压信号。

第一切换电路31在第一电压信号为直流电压信号的情况下,将第一电压信号提供给直流电压采样电路32,在第一电压信号为交流电压信号的情况下,将第一电压信号提供给交流电压采样电33。

直流电压采样电路32对接收到的直流电压信号进行采样,将采样结果提供给模数转换电路4。以便模数转换电路4对接收到的直流电压信号进行模数转换,将转换结果提供给第二监测电路6进行直流电度值监测。

交流电压采样电路33对接收到的交流电压信号进行采样,将采样结果提供给第一监测电路5。以便第一监测电路5利用接收到的交流电压信号进行交流电度值监测。

例如,将接地端子110作为交流电压采样电路33的采样电压参考点。

图3为本公开又一个实施例的电能监测装置的示例性框图。与图1所示实施例相比,在图3所示实施例中,电压输入端1还包括电流输入端口12和电流信号采样电路13,电流输入端口12和电流信号采样电路13电连接。电流输入端口12被配置为输入电流信号,电流信号采样电路13对电流信号进行采样和转换处理,以得到经采样的第二电压信号。

例如,如图3所示,A+/+、B+/+和C+/+为电流输入端子,A-/-、B-/-和C-/-为电流输出端子。

可选地,类型检测电路2还包括第二检测电路22,第二检测电路22与电流信号采样电路13电连接,被配置为利用电压信号的相位来检测第二电压信号是直流电压信号还是交流电压信号。

可选地,信号切换电路3还包括第二切换电路34,与第二检测电路22、模数转换电路4和第一监测电路5电连接,被配置为在第二电压信号为直流电压信号的情况下,将第二电压信号提供给模数转换电路4,以便模数转换电路4对接收到的直流电压信号进行模数转换,将转换结果提供给第二监测电路6进行直流电度值监测。

在第二电压信号为交流电压信号的情况下,第二切换电路34将第二电压信号提供给第一监测电路5。以便第一监测电路5利用接收到的交流电压信号进行交流电度值监测。

图4为本公开又一个实施例的电能监测装置的示例性框图。如图4所示,可将图2所示的电能监测装置和图3所示的电能监测装置进行集成。从而,可通过一个电能监测装置,同时输入电压信号和电流信号以进行相应的电度值监测。

图5为本公开一个实施例的电度表的示例性框图。如图5所示,电度表51中包括电能监测装置52。可选地,电能监测装置52可为图1-图4中任一实施例涉及的电能监测装置。

可选地,在上面所描述的功能单元模块可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称:PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称:DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称:ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称:FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

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