一种计量插座计量电路的制作方法

本实用新型涉及电能计量技术领域，具体为一种应用在计量插座中的计量电路。

背景技术：

一般一个家庭中只会装配一个电表，其用途为统计整个家庭中的用电消耗，便于计算用电费用。但是家庭中如果想要单独对一个用电器进行检测，则需要专业的测量工具，对于一个普通家庭来说，实属不必要，并且成本开销也过大。在家庭中每个用电器均需要用到插座，以方便供电。结合现有的插座，如果能够通过插座对用电器的耗电量进行统计，就可以让家庭非常方便的计量各个电器的用电量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种计量插座计量电路，能够方便统计各个或者多个电器的用电量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种计量插座计量电路，包括计量芯片、交流电流取样电路、交流电压取样电路、控制器、通信电路；所述计量芯片与交流电流取样电路、交流电压取样电路均连接，所述通信电路与计量芯片、控制器均连接；所述通信电路包括数据发送电路和数据接收电路；所述数据发送电路和数据接收电路均连接在控制器和计量芯片之间；所述数据发送电路包括接收电路、隔离电路、传输电路；所述隔离电路连接在接收电路和传输电路之间，所述接收电路还与控制器连接，传输电路与计量芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述交流电流取样电路包括电阻r16、r28、r58，所述电阻r16的一端连接至插座电源火线，另一端连接至计量芯片电流正极采样引脚，所述电阻r16相对计量芯片的一端还连接有电容c7后连接有电容c9后连接至计量芯片电流负极采样引脚，所述电阻r28的一端连接至电流负极采样引脚，另一端连接至插座的火线输出触片上，所述电容c7和电容c9连接的节点接地。

作为本实用新型的进一步改进，所述接收电路包括电阻r48、r49；所述隔离电路包括光耦u14；所述电阻r49的一端连接至板内电源另一端连接至光耦u14内的发光二极管的正极，所述电阻r48的一端连接至板内电源另一端连接至光耦u14内的发光二极管的负极，还连接至控制器的数据发送端；所述光耦u14的输出端与传输电路连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述传输电路包括三极管q9；所述三极管q9的基极连接有电阻r50后连接至光耦u14的光敏三极管的发射极；所述三极管q9的集电极连接有电阻r46后连接至光耦u14的光敏三极管的集电极，该光敏三极管的集电极还连接至板内电源；所述三极管q9的集电极还连接至计量芯片；所述三极管q9的发射极接地，该三极管q9的发射极还连接有电阻r51后连接至光耦u14的光敏三极管的发射极；所述电阻r50的两端还并联有电容c30。

作为本实用新型的进一步改进，所述三极管q9采用2sc1623。

作为本实用新型的进一步改进，所述光耦u14采用pc357。

本实用新型的有益效果，设置的控制器中集成有计时电路，此时对应交流电流取样电路、交流电压取样电路的取样信号可以通过功率与供电时间的计算进行用电量统计；设置的通信电路便于控制器与计量芯片之间通信，其中接收电路和传输电路通过隔离电路进行隔离，能够增加电路的安全性，对控制器和计量芯片进行保护；设置的控制器便于统计数据与存储数据。通过如此设置，家庭用户可以在插座上接入单个或者多个用电器，然后通过插座将用电量进行统计，便于家庭使用，并且使用方便，不需要专业的测量工具，可以直接在家庭正常使用电器时进行检测，用户还可以通过控制器设定用电阈值，当控制器统计到的用电量达到用电阈值时断开当前插座的供电，方便用户对应不同的用电器进行智能控制。

附图说明

图1为本实用新型的交流电压取样电路和交流电流取样电路结构示意图；

图2为本实用新型的数据发送电路结构示意图；

图3为本实用新型的计量芯片电路结构示意图。

附图标号：1、交流电流取样电路；2、交流电压取样电路；3、通信电路；31、接收电路；32、隔离电路；33、传输电路；4、计量芯片。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本实用新型做进一步的详述。

参照图1-3所示，本实施例的一种计量插座计量电路，包括计量芯片4、交流电流取样电路1、交流电压取样电路2、控制器、通信电路3；所述计量芯片4与交流电流取样电路1、交流电压取样电路2均连接，所述通信电路3与计量芯片4、控制器均连接；所述通信电路3包括数据发送电路和数据接收电路31；所述数据发送电路和数据接收电路31均连接在控制器和计量芯片4之间；所述数据发送电路包括接收电路31、隔离电路32、传输电路33；所述隔离电路32连接在接收电路31和传输电路33之间，所述接收电路31还与控制器连接，传输电路33与计量芯片4连接。

通过上述技术方案，在用户将用单个或者多个电器的插头插入在插座上并通电后，交流电流取样电路1、交流电压取样电路2分别对该单个用电器或多个用电器的耗电量进行交流电流取样和交流电压取样，交流电流取样电路1、交流电压取样电路2取样完毕之后将取样信号发送给计量芯片4，通过计量芯片4对该取样信号进行处理并通过数据接收电路31发送给控制器，其中控制器对计量芯片4发送控制信号则通过将控制信号发送给接收电路31，然后接收电路31将信号传递给隔离电路32，通过隔离电路32将信号传递给传输电路33，进而传输给计量芯片4。其中设置的控制器中集成有计时电路，此时对应交流电流取样电路1、交流电压取样电路2的取样信号可以通过功率与供电时间的计算进行用电量统计；设置的通信电路3便于控制器与计量芯片4之间通信，其中接收电路31和传输电路33通过隔离电路32进行隔离，能够增加电路的安全性，对控制器和计量芯片4进行保护；设置的控制器便于统计数据与存储数据。通过如此设置，家庭用户可以在插座上接入单个或者多个用电器，然后通过插座将用电量进行统计，便于家庭使用，并且使用方便，不需要专业的测量工具，可以直接在家庭正常使用电器时进行检测，用户还可以通过控制器设定用电阈值，当控制器统计到的用电量达到用电阈值时断开当前插座的供电，方便用户对应不同的用电器进行智能控制。

作为改进的一具体实施方式，所述交流电流取样电路1包括电阻r16、r28、r58，所述电阻r16的一端连接至插座电源火线，另一端连接至计量芯片4电流正极采样引脚，所述电阻r16相对计量芯片4的一端还连接有电容c7后连接有电容c9后连接至计量芯片4电流负极采样引脚，所述电阻r28的一端连接至电流负极采样引脚，另一端连接至插座的火线输出触片上，所述电容c7和电容c9连接的节点接地。

通过上述技术方案，当用电器的电源插头插入到插座中时，插座开始供电，电流经过电阻r16后通过计量芯片4电流正极采样引脚进入到计量芯片4中，然后从计量芯片4的计量芯片4电流负极采样引脚流出并经过电阻r28后流出对用电器进行供电。另外设置的电阻r58为0欧，具体作用等电位电阻，能够提高电路的干扰性和稳定性，另外还能够一定程度上提高安全性。其中电容c7和电容c9能够分别将流入计量芯片4电流正极采样引脚的交流电流和流出电流负极采样引脚的交流电流进行过滤，设置的电容量均为33nf，由于电容量较低，市电的频率为50hz，市电电流难以通过电容c7和电容c9接地，但是可以过滤掉杂波，进而提高电路的稳定性。

其中具体的计量芯片4的型号采用rn7302，该计量芯片4的技术手册还提供了具体的交流电压取样电路2，本实施例中不做赘述。

作为改进的一具体实施方式，所述接收电路31包括电阻r48、r49；所述隔离电路32包括光耦u14；所述电阻r49的一端连接至板内电源另一端连接至光耦u14内的发光二极管的正极，所述电阻r48的一端连接至板内电源另一端连接至光耦u14内的发光二极管的负极，还连接至控制器的数据发送端；所述光耦u14的输出端与传输电路33连接。

通过上述技术方案，当控制器发送通过数据发送端发送高低电平的控制信号时，如果控制信号为低电平，则板内电源通过电阻r49限流后流过光耦u14内的发光二极管，并进入到控制器的数据发送端，其中电阻r49对电流进行限流，可以保护发光二极管和控制器，同时发光二极管发光，光耦u14的输出端对应的高电平信号给传输电路33，再通过传输电路33传输给控制器；如果控制信号为高电平，此时电阻r48将控制器输出的控制信号上拉，让该控制信号更加稳定，本具体实施方式可以让控制信号传输过程更加稳定。

作为改进的一具体实施方式，所述传输电路33包括三极管q9；所述三极管q9的基极连接有电阻r50后连接至光耦u14的光敏三极管的发射极；所述三极管q9的集电极连接有电阻r46后连接至光耦u14的光敏三极管的集电极，该光敏三极管的集电极还连接至板内电源；所述三极管q9的集电极还连接至计量芯片4；所述三极管q9的发射极接地，该三极管q9的发射极还连接有电阻r51后连接至光耦u14的光敏三极管的发射极；所述电阻r50的两端还并联有电容c30。

通过上述技术方案，当光耦u14中的发光二极管发光并且让光敏三极管导通时，板内电源流经光敏三极管之后流出，并经过电阻r50后进入到三极管q9的基极，此时三极管q9导通，板内电源流经电阻r46后进入到三极管q9的集电极，此后从发射极流出后接地，由此将三极管q9的集电极的电平拉低，此时传递低电平给控制器；另外当光敏三极管断开时，板内电源将三极管q9的集电极电平拉高，此时产生高电平，通过光敏三极管的断开与导通控制三极管q9的断开与导通，进而让控制器接收到高低电平的控制信号，由此通过光耦u14隔离之后进行信号传输。

另外，电阻r50的两端还并联了电容c30，通过电容c30可以过滤掉信号中的抖动，设置的电阻r51可以在电阻r50限流的基础上进行分流，保护三极管q9，同时设置的r51可以让三极管q9的工作状态更加稳定。

其中控制器与计量芯片4之间还有数据接收电路31，该电路将数据发送电路的实施例倒置即可使用，另外控制器与计量芯片4之间还有时钟信号以及片选信号的传递，其传递方式均可以采用上述实施方式。

另外三极管q9可以采用2sc1623，光耦u14可以采用pc357；其中2sc1623作为贴片三极管，是一款品牌三极管，其稳定性非常高，性价比高；另外pc357是一款高性价比的常规光耦，能够在保持性能要求上降低成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。