一种电能计量系统及方法与流程

文档序号:18825828发布日期:2019-10-09 01:33阅读:175来源:国知局
一种电能计量系统及方法与流程

本发明涉及一种电能计量系统及方法。



背景技术:

首先,现有的电表,功能比较单一,一般只具有电能计量的功能,因此,有必要在现有的电表上增加一定的功能。

另外,现有的电表一般是一体式的,而且是将整个模块一并与外壳制造在一起,一旦出现故障,整个电表都需要整体更换,这就造成很多部件浪费,而且,维修和更换繁琐,耗时长;

而且,现有的电表注册需要在电业局或电力公司的操作人员上门完成,操作不便,且效率不高。

因此,有必要设计一种电能计量系统及方法。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种电能计量系统及方法,该电能计量系统采用多种电表终端,并将采集的数据汇总的服务器,易于实施。

发明的技术解决方案如下:

一种电能计量系统,包括服务器和多个i型电能计量终端和ii型电能计量终端;i型电能计量终端和ii型电能计量终端通过无线通信模块与服务器通信连接;

(1)i型电能计量终端上设有mcu、温度传感器、湿度传感器和摄像头;i型电能计量终端上还设有显示屏和按键;显示屏(21)、按键(22)、温度传感器、湿度传感器和摄像头均与mcu相连;i型电能计量终端包括底座(1)和方形的检测模块(2),检测模块嵌装在底座上的方形的凹陷部内,检测模块与底座通过弹性触点电连接;

(2)ii型电能计量终端包括底座(1)和方形的检测模块(2);

底座上设有连接2条进线(11)的端子和连接2条出线(13)的端子,底座上具有一个方形的凹陷部,凹陷部内设有4个承接柱(14),检测模块嵌装在凹陷部中;检测模块的底部设有4个用于与所述承接柱对接的插接柱(24);检测模块上设有显示屏(21)和按键(22);检测模块内设有mcu和通信模块;显示屏、通信模块、显示屏和按键均与mcu相连。所述的无线通信模块为wifi通信模块、3g、4g或5g通信模块。

i型电能计量终端中,检测模块的相对两侧还设有侧部凹槽(27);方形的凹陷部的4个角位设有4个磁性部件(34),电能计量终端底部也设有与所述4个磁性部件相适配的磁性部件。

ii型电能计量终端中,插接柱的下端为插接件(25),插接件的下端为尖端,插接件的中段的厚度大于插接件的下端的厚度,插接件中具有朝下开口的凹槽(26);

承接柱包括2个弯折部(16),弯折部之间设有一个用于容纳所述插接件的内腔(17);承接柱的中部包括2个弯折部(16),弯折部的顶端为外翻部(15)。

凹陷部的左右两侧各设有一个半圆形的侧边凹陷(12)。

电能计量系统还包括组合式电能监控终端;

组合式电能监控终端包括底座(1)、中间件(3)和方形的检测模块(2);

中间件为检测模块无线充电,且中间件与检测模块无线通信连接;

底座上设有连接2条进线(11)的端子和连接2条出线(13)的端子,底座上具有一个方形的凹陷部;凹陷部的底面设有4个弹性触点(33)和4个磁性部件(34),磁性部件为磁铁;

中间件的底部设有与所述4个弹性触点(33)和4个磁性部件(34)适配的4个弹性触点(33)和4个磁性部件(34);中间件内设有电能计量模块、从mcu(31)和2个继电器(32);中间件内还设有发射线圈(36);中间件的上表面设有4个磁性部件;发射线圈、电能计量模块和继电器均与从mcu相连;中间件的厚度小于凹陷部的深度;

检测模块的底部设有与中间件上表面的4个磁性部件适配的4个磁性部件;

检测模块的底部还设有接收线圈(29);

检测模块内设有主mcu(251)、通信模块(261)和锂电池(28);通信模块和锂电池均与主mcu相连;

检测模块上还设有显示屏(21)和按键(22);显示屏和按键均与主mcu相连;检测模块的两侧还设有侧部凹槽;

中间件的顶部设有圆形凹部(39),圆形凹部内设有手柄(38)。

一种电能计量方法,采用前述的电能计量系统;

将多个i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端布置在用电单位,i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端采集的电能信息传输到服务器;

监控终端通过服务器监控各用电单位的用电量的日度变化和月度变化;

监控终端为访问服务器的pc机或智能手机。

i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端上具有二维码;

用户扫描二维码以获得访问服务器的端口以对该设备(即i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端)进行入网注册,对于已经注册过的设备,再次扫描以访问服务器查看实时的用电信息或用电统计信息。还可以进一步办理缴费和报修等业务,系统可以根据电表的位置匹配最近的维护人员上门服务,或回复电话解答问题。

有益效果:

本发明的电能计量系统及方法,具有以下特点:

i型电能检测模块和组合式电能监控终端具有以下特点:

(1)采用分体式结构,具体的,由底座与检测模块,易于装卸,灵活性好。

(2)采用弹性触点实现电连接,灵活性好。

ii型电能检测模块具有以下特点:

(1)采用分体式结构,将底座与检测模块分离出来,易于装卸,灵活性好。

(2)采用独特的4个插接柱,通过凹槽和外翻部等设计,连接更可靠,不容易松动,且易于插入。

另外,具有lora通信模块的电能表,具有以下特点:

(1)具有防盗电路,一旦面盖被破坏,则自动启动报警,安全性高。

(2)采用lora通信模块,传输距离远,便于电表信息的收集。

另外,本系统还具有以下特点:

(1)检测模块的4个角位设有圆形倒角,便于嵌入到凹陷部中。

(2)具有显示器用于显示检测参数和状态参数,具有通信模块,用于将数据上传到远程服务器。

(3)具有摄像头,能实现室内监控功能,具有温湿度传感器,能实现现场环境的温湿度监控,将电表作为一个物联网终端,从而能发挥出更多的潜力。

综上所述,这种电能计量系统结构紧凑,使用灵活方便,功能丰富。

附图说明:

图1为i型电能计量系统的总体结构示意图;

图2为弹性触点和磁性部件分布示意图;

图3为i型电能计量系统的俯视图;

图4为电能计量终端的总体结构示意图;

图5为底座结构示意图;

图6为检测模块的底面结构示意图;

图7为插接柱与承接柱对接示意图;

图8为电能计量终端的电原理框图;

图9为组合式电能监控终端的总体结构示意图;

图10为中间件底部的结构示意图;

图11为中间件顶部的结构示意图;

图12为组合式电能监控终端的电原理框图;

图13为用于电网的节点信息采集终端的总体结构示意图;

图14为电力开关的状态检测终端的总体结构示意图;

图15为光电开关示意图。

图16为微站电源的前端结构示意图(未插入单体电池时);

图17为微站电源的前端结构示意图(插入单体电池时);

图18为单体电池的前端结构示意图;

图19为单体电池的侧面结构示意图;

图20为单体电池的侧面结构示意图(剖视图);

图21为调光电路原理图;

图22为恒流充电电路原理图;

图23为过流保护电路原理图;

图24为总体电原理框图;

图25为系统的总体框图;

图26为防盗电路的电路原理图;

图27为底盒上的触点分布示意图;

图28为面盖底部的触点分布示意图。

标号说明:1-底座,2-检测模块;

11-进线,12-侧部凹陷,13-出线,14-承接柱;15-外翻部,16-弯折部,17-内腔;

21-显示屏,22-按键,23-二维码,24-插接柱;25-插接件,26-凹槽,27-侧部凹槽;28-锂电池;29-接收线圈;288-面盖触点,299-底盒,30-面盖,311-底盒触点;

251-主mcu,261-通信模块,

31-从mcu,32-继电器,33-弹性触点,34-磁性部件,35-计量芯片,36-发射线圈,38-手柄,39-圆形凹部。

101-电源座,102-卡口,103-动触点,104-弹簧,105-单体电池;106-按键,107-显示屏,108-二维码,109-手柄;110-插头,111-静触点,112-压头,113-套筒,114-压杆。

201-上出线端,202-真空灭弧室,203-导电夹,204-下出线端;205-连杆,206-转轴,207-码盘,208-杠杆,209-绝缘子,210-拉杆,211-主轴,212-机构箱。

301-电磁铁,302-弹簧,303-衔铁,304-光电开关,305-挡片,306-动触头,307-动触点,308-静触点,309-温度传感器,310-红外发射管,311-红外接收管。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明:

实施例1:如图25,一种电能计量系统,包括服务器和多个i型电能计量终端和ii型电能计量终端,还包括电能计量系统还包括组合式电能监控终端;

i型电能计量终端和ii型电能计量终端通过无线通信模块与服务器通信连接;

(1)如图1-3,i型电能计量终端上设有mcu、温度传感器、湿度传感器和摄像头;i型电能计量终端上还设有显示屏和按键;显示屏21、按键22、温度传感器、湿度传感器和摄像头均与mcu相连;电能计量终端包括底座1和方形的检测模块2,检测模块嵌装在底座上的方形的凹陷部内,检测模块与底座通过弹性触点电连接。所述的无线通信模块为wifi通信模块、3g、4g或5g通信模块。检测模块的相对两侧还设有侧部凹槽27。方形的凹陷部的4个角位设有4个磁性部件34,电能计量终端底部也设有与所述4个磁性部件相适配的磁性部件。2组磁性部件互相吸附,实现了检测模块用于底座通过弹性触点的可靠对接。温度传感器和湿度传感器均安装在电能计量终端的检测模块的上表面。检测模块内还设有定位模块;定位模块为gps模块或北斗模块。检测模块的4个角位设有圆形倒角,便于嵌入到凹陷部中。电池的作用在于停电时检测模块也能工作,也能发出信息到服务器。检测模块的上表面或下表面或侧部设有二维码,二维码中包含有id号和序列号等,用于采用手机扫描后对该检测模块进行注册和入网。按键用于控制显示屏的翻页,以及用于整个模块的复位和开关机等功能。

(2)如图4-8,ii型电能计量终端,包括底座1和方形的检测模块2;

底座上设有连接2条进线11的端子和连接2条出线13的端子,底座上具有一个方形的凹陷部,凹陷部内设有4个承接柱14,检测模块嵌装在凹陷部中;检测模块的底部设有4个用于与所述承接柱对接的插接柱24;检测模块上设有显示屏21和按键22;检测模块内设有mcu和通信模块;显示屏、通信模块、显示屏和按键均与mcu相连。4个插接柱分别与4个承接柱连接,2个承接柱分别用于连接2根进线,2个承接柱分别用于连接2根出线,采用4个插接柱,连接更可靠,不容易松动。插接柱的下端为插接件25,插接件的下端为尖端,插接件的中段的厚度大于插接件的下端的厚度,插接件中具有朝下开口的凹槽26;承接柱包括2个弯折部16,弯折部之间设有一个用于容纳所述插接件的内腔17;承接柱的中部包括2个弯折部16,弯折部的顶端为外翻部15。这样插接件有一定的弹性,插入时,在承接柱的挤压下,插接件整体上是一个弹片,这有有利于更可靠的对接,避免端子脱口和接触不良。外翻部便于插接件插入到内腔中。凹陷部的左右两侧各设有一个半圆形的侧边凹陷12。便于伸入手指,以便抠出检测模块,也便于将检测模块嵌入凹陷部。检测模块的4个角位设有圆形倒角,便于嵌入到凹陷部中。

如图8,检测模块中设有变压器、电流互感器、第一电压检测电路、第二电压检测电路、第一整流器和第二整流器;变压器的原边经第一整理器与mcu连接;第一电压检测电路(如分压电路)接第一整流器的输出端,第一电压检测电路的输出端接mcu的第一adc接口;电流互感器、第二整流器、第二电压检测电路依次连接,第二电压检测电路的输出端接mcu的第二adc接口;第一整流器的输出侧为电池(锂电池)充电,电池为mcu供电;按键,显示屏和通信模块均与mcu相连。第一电压检测电路用于检测电压信号,第二电压检测电路用于检测电流信号,在mcu中电压和电流相乘再积分,从而实现电能计量,电能计量为现有成熟技术。所述的无线通信模块为wifi通信模块、3g、4g或5g通信模块。

(3)如图9-12,组合式电能监控终端,包括底座1、中间件3和方形的检测模块2;中间件为检测模块无线充电,且中间件与检测模块无线通信连接;底座上设有连接2条进线11的端子和连接2条出线13的端子,底座上具有一个方形的凹陷部;凹陷部的底面设有4个弹性触点33和4个磁性部件34,磁性部件为磁铁;中间件的底部设有与所述4个弹性触点33和4个磁性部件34适配的4个弹性触点33和4个磁性部件34;中间件内设有电能计量模块、从mcu31和2个继电器32;2条进线与2条出线之间由2个继电器负责控制断开或接通。中间件内还设有发射线圈36;中间件的上表面设有4个磁性部件;发射线圈、电能计量模块和继电器均与从mcu相连;计量模块包括变压器和计量芯片,计量模块用于测量电功率,为现有成熟技术。中间件的厚度小于凹陷部的深度;检测模块的底部设有与中间件上表面的4个磁性部件适配的4个磁性部件;检测模块的底部还设有接收线圈29;发射线圈和接收线圈不断用于传递电能,为电池充电,而且还用于传输信号,如电压值,电流值,实时电能消耗值,主mcu收到这些信号后,再通过无线传输模块(如3g,4g和5g模块)传输到服务器上;

检测模块内设有主mcu251、通信模块261和锂电池28;通信模块和锂电池均与主mcu相连;检测模块上还设有显示屏21和按键22;显示屏和按键均与主mcu相连。检测模块的两侧还设有侧部凹槽;便于拔出检测模块。

中间件的顶部设有圆形凹部39,圆形凹部内设有手柄38。检测模块内还设有定位模块;定位模块为gps模块或北斗模块。检测模块的4个角位设有圆形倒角,便于嵌入到凹陷部中。电池的作用在于停电时检测模块也能工作,也能发出信息到服务器。检测模块的上表面或下表面或侧部设有二维码,二维码中包含有id号和序列号等,用于采用手机扫描后对该检测模块进行注册和入网。

如图5,变压器的次级接桥式的整流器,整流器输出直流电为从mcu、电能计量模块以及继电器供电;变压器的输出侧还为发射线圈供电;从mcu还将采集的数据(电流,电压和电能数据等)加载到载波上一并有发射线圈发出;接收线圈收到电能后,转换为直流电通过充电电路为电池供电,同时有主mcu解析出数据,并在显示屏上显示,以及通过通信模块(具体为无线通信模块)发送到服务器。具体实现为现有成熟技术。按键用于控制显示屏的翻页,以及用于整个模块的复位和开关机等功能。总而言之,底座用于中间件通过有线连接,中间件与检测模块通过无线连接。

(4)更进一步,系统还包括就有lora通信模块的电能表;

如图26-28,一种具有lora通信模块的电能表,包括检测模块2,检测模块中设有mcu和lora通信模块;lora通信模块与mcu相连;检测模块为方形的盒体;检测模块包括底盒299和面盖30;底盒上表面的4个角位各设有1个底盒触点311,在面盖的下表面的4个角位对应设有4个面盖触点288;

面盖盖合在底盒上后,底盒触点与面盖触点之间通过导电棉导通,4个面盖触点和4个底盒触点对应形成4个检测开关s1~s4;面盖通过螺钉与底盒连接;4个面盖触点均接地,4个底盒触点分别通过电阻r11、r22、r33和r44接vcc;vcc一般为5v,r11、r22、r33和r44均为1000欧姆;4个底盒触点还分别接mcu的4个io接口p01、p02、p03和p04;4个底盒触点还分别接四输入端或门的4个输入端,四输入端或门的输出端接mcu的一个io端口p05。mcu连接有计量芯片,用于电能计量,具体为现有技术。检测模块的4个角位设有圆形倒角。检测模块上设有显示屏21和按键22。检测模块嵌入式安装在底座1上,mcu还连接有3g、4g或5g通信模块。

工作原理说明:

参见图8,正常情况下,开关s1-s4为闭环,因此,p01-p04均为接地,即低电平;或门输出低电平;一旦面盖被认为破损或松动,则至少有一个开关会断开,由于r11-r44为上拉电阻,p01-p04之间必然存在一个高电平,mcu查询p01-p04的状态,即可知道哪一个或哪几个开关被断开;同时,或门输出高电平,mcu启动报警。

另外,一种电能计量方法,采用前述的电能计量系统;

将多个i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端布置在用电单位,i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端采集的电能信息传输到服务器;监控终端通过服务器监控各用电单位的用电量的日度变化和月度变化;监控终端为访问服务器的pc机或智能手机。i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端上具有二维码;用户扫描二维码以获得访问服务器的端口以对该设备(即i型电能计量终端、ii型电能计量终端和组合式电能监控终端)进行入网注册,对于已经注册过的设备,再次扫描以访问服务器查看实时的用电信息或用电统计信息。还可以进一步办理缴费和报修等业务,系统可以根据电表的位置匹配最近的维护人员上门服务,或回复电话解答问题。

另外,本系统还包括微站电源、电力开关的状态监测终端和基于电网的节点信息采集终端;微站电源、电力开关的状态监测终端和基于电网的节点信息采集终端均与服务器相连;现分别介绍如下:

(5)微站电源

如图16-20,一种微站电源,包括电池座101和多个单体电池105;电池座内设有多个用于插装单体电池的开口朝前的插槽;每一个插槽的背板处设有卡口102、弹簧115和动触点103;弹簧的后端固定在背板上,弹簧的前端与动触点相连;单体电池的后端设有与所述卡口适配的带倒刺的插头;单体电池的后端还设有2个与所述动触点适配的静触点111;单体电池到卡槽的最深处时,插头上的倒刺卡住卡口的外边缘,实现单体电池与电池座的卡锁;且2个静触点与2个动触点对应相接,实现单体电池与电池座的电连接。所述背板的后侧还设有解锁结构,解锁机构位于卡口的上方;解锁结构包括安装在背板上的套筒113和向下插座在套筒内的压杆114,压杆的上端设有压头112。单体电池的前端设有手柄109。单体电池的前端设有显示屏107和按键106。单体电池的前端粘贴有二维码108。二维码中包含的信息包括电池相关信息,如序列号,容量,生产日期等。各动触点相连形成直流母线。

微站电源,具有以下特点:

(51)采用倒扣和弹簧,便于单体电池与电源座之间的可靠连接。

(52)采用基于压头、套筒和压杆的解锁机构,便于单体电池与电源座之间的脱扣,使用方便。

(53)单体电池的前面板设有手柄,便于用户取出单体电池;

(54)单体电池的前端设有显示屏和按键,便于读取参数;具有显示器用于显示检测参数和状态参数,直观性好。

(55)采用通信模块将状态信号和位置信息传输到远程服务器或远程监控终端,无需布置有线线路,易于实施。

(56)电池单体内部设有温度传感器用于检测锂电池的温度,实现了过热报警,因而,整个开关检测的可靠性进一步提高。mcu还进一步连接有报警器,温度值超过预设值,则启动报警器,并把报警信号发送到远程终端。

(6)电力开关的状态监测终端

如图14和15,一种电力开关的状态检测终端,电力开关包括设置在壳体内的电磁铁301、弹簧302、衔铁303和动触头306;衔铁位于电磁铁的上方,动触头固定在衔铁上;壳体内设有静触点308,动触头上设有与所述静触点适配的动触点307;弹簧设置在衔铁与壳体之间,弹簧用于衔铁复位;状态检测终端还包括检测模块,检测模块包括mcu和光电开关304和挡片305,mcu和光电开关均设置在壳体内;挡片设置在动触头的侧部;光电开关包括相对设置的红外发射管310和红外接收管311;红外发射管和红外接收管均与mcu相连;静触点与动触点未接触时,挡片不遮挡红外发射管与红外接收管之间的光路,静触点下移与动触点接触后,挡片遮挡红外发射管与红外接收管之间的光路;mcu还连接有电源和无线通信模块。壳体内还设有温度传感器,温度传感器通过放大器与mcu的adc端口相连。mcu还连接有显示屏。mcu还连接有定位模块,定位模块为北斗模块或gps模块。无线通信模块为lora通信模块、gprs模块、3g、4g或5g通信模块。电力开关上还设有太阳能电池板,太阳能电池板通过充电电路为锂电池充电,保障检测模块的持续运行。壳体内还设有用于为电磁铁供电的供电模块。光电开关输出电平信号到mcu的io端口,为现有成熟技术。

电力开关的状态检测终端,具有以下特点:

(1)增加了光电开关检测电力开关的状态,检测的可靠性得到大幅提高。(2)采用太阳能和锂电池供电,续航时间有保障,且无需格外配置其他电源;(3)采用通信模块将状态信号和位置信息传输到远程服务器或远程监控终端,无需布置有线线路,易于实施。(4)具有显示器用于显示检测参数和状态参数,直观性好。(5)采用温度传感器检测开关的温度,实现了过热报警,因而,整个开关检测的可靠性进一步提高。mcu还进一步连接有报警器,温度值超过预设值,则启动报警器,并把报警信号发送到远程终端。

(7)基于电网的节点信息采集终端

如图13,一种用于电网的节点信息采集终端,在电力断路器上设置采集模块;所述的电力断路器包括机构箱212、绝缘子209、上出线端201、下出线端204、真空灭弧室202、导电夹203和导电夹驱动机构;绝缘子为2个,上出线端和下出线端各通过一个绝缘子与机构箱相连;上出线端与下出线端之间设有所述的真空灭弧室;导电夹用于实现上出线端和下出线端的导通或断开;导电夹驱动机构用于驱动导电夹的动作;导电夹驱动机构包括主轴211、拉杆210、杠杆208和转轴206;主轴、连杆、杠杆和导电夹依次传动连接;主轴设置在机构箱上,杠杆通过转轴设置在下接线端上;所述的采集模块包括mcu和动作检测单元;动作检测单元与mcu相连。主轴有手动或交流电或直流电驱动,为现有成熟技术,如图1,主轴顺时针旋转,通过拉杆带动杠杆顺时针旋转,从而最终带动导电夹竖直向下,从而实现断路器断开,主轴不受外力作用时,在弹性机构(如弹簧)的作用下,断路器复位接通。导电夹处设有竖直方向的导槽,便于导电夹升降运动。所述的动作检测单元为码盘207,转轴旋转时,码盘输出脉冲到mcu。所述的动作检测单元还包括角度传感器,角度传感器输出模拟信号或数字信号到mcu。角度传感器采用陀螺仪。mcu采用锂电池供电,mcu还连接有定位模块和通信模块。定位模块为gps模块或北斗模块,通信模块为can总线模块,或3g、4g或5g通信模块,断路器上还设有太阳能电池板,太阳能电池板通过充电电路为锂电池充电,保障检测模块的持续运行。

用于电网的节点信息采集终端,具有以下特点:

将码盘和角度传感器共同用于检测断路器的动作,可靠性高。采用太阳能和锂电池供电,续航时间有保障,且无需格外配置其他电源;采用通信模块将状态信号和位置信息传输到远程服务器或远程监控终端,无需布置有线线路,易于实施。具有显示器用于显示检测参数和状态参数,直观性好。

另外,对电能计量系统及方法涉及的其他电路和模块介绍如下:

(一)、如图21,该电能计量系统及方法还包括用于调节居显示屏发光亮度的亮度调节电路;所述的亮度调节电路包括mcu、led灯串、三极管、电位器rx和a/d转换器;三极管为npn型三极管;显示屏的固定架上海设有旋钮开关与电位器rx同轴相连;

电位器rx和第一电阻r1串接形成分压支路,分压支路一端接电源正极vcc,分压支路的另一端接地;电位器rx和第一电阻r1的连接点接a/d转换器的输入端;a/d转换器的输出端接mcu的数据输入端口;

led灯串包括多个串接的led灯;led灯串的正极接电源正极vcc;led灯串的负极接三极管的c极,三极管的e极经第二电阻r2接地;三极管的b极的接mcu的输出端。电源正极vcc为5v,a/d转换器为8位串行输出型转换器。

(二)如图22,为锂电池充电的恒流充电电路包括恒压驱动芯片和电流反馈电路;

(1)恒压驱动芯片的电压输出端为恒流充电电路的正输出端vout+;恒压驱动芯片的负输出端接地;恒压驱动芯片由直流电压供电端vin+和vin-供电;

(2)所述的电流反馈电路包括电阻r1、r2和r5和参考电压端vref+;参考电压端vref+通过依次串联的电阻r1、r2和r5接地;电阻r5与r2的连接点为恒流充电电路的负输出端vout-;电阻r1与r2的连接点接恒压驱动芯片的反馈端fb。恒流充电电路还包括电压反馈电路;电压反馈电路包括电阻r3和r4以及二极管d1;电阻r3和r4串联后接在恒流充电电路的正输出端vout+与地之间;电阻r3和r4的连接点接二极管d1的阳极;二极管d1的阴极接恒压驱动芯片的反馈端fb。

(三),如图23-24,电能表(电能计量终端等)还包括电流检测及继电器控制电路(也称为过流检测及保护电路)的说明如下:工作原理:用于检测电流的电流互感器(或线圈)产生互感电流,现场用电功率越大,互感电流也就越大,现场用电功率越小,互感电流也就越小,因此利用电压比较器,可以输出一个信号波形,主控制器(mcu)通过自带的ad采集就可得到现场的电流大小信息,从而达到检测作用。在电路设计上,通过四个整流二极管将交流互感电流转换成直流电流,输出信号则有两种,一种为模拟量,由vout输出,输出到mcu;还有一种为ttl高低电平,直接控制继电器用于切断和接通主电源的供电。

电路描述:

电流互感器的输出信号经桥式整流器得到vin;比较器比较vin和参考电压vref,若vin>vref,则比较器输出低电平,控制继电器断开。另外,vin经放大器放大后进入mcu的adc端口(即具有a/d转换功能的端口);由于信号可能较为微弱,因此,设计了可调放大倍数的放大器;具体电路连接及工作原理如下:桥式整流器(单相整流桥)的输出端vin为信号端,所述的信号端经电阻r0的接运算放大器lm393的反相输入端,运算放大器lm393的同向输入端经电阻r0接地,运算放大器lm393的同向输入端还分别经4个电阻r01-r04接4选一选择器的4个输入通道,4选一选择器的输出通道接运算放大器lm393的输出端vout,vout接mcu的adc端;另外mcu的2个输出端口分别接4选一选择器的通道选端a和b;vout与vin的计算公式:vout=vin*(rx+r0)/r0;其中,rx=r01,r02,r03或r04;基于选通端ab来确定选择哪一个电阻;且r01,r02,r03和r04各不相同;优选的r04=5*r03=25*r02=100*r01;r01=5*r0.可以方便地实现量程和精度切换。

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