一种电能计量潜动启动电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电能计量技术领域，具体设及一种电能计量潜动启动电路。
【背景技术】
[0002] 电能计量应用是通过将测量到的电压信号值乘W电流信号值得到电能功率值，对 运个功率值按时间进行积分获得电能能量作为电能计量结果。电能计量应用中，电压信号 通常是一个常量，或者基本稳定的值，例如在中国，电压信号通常为220伏。电流信号则随着 用户的用电状态变化很大，可能是一个很大的值，例如数十安培，也可能是一个很小的值， 例如几十毫安，无论电流大小，只要是用户的真实用电，都应当进行计量和收费。当用户没 有用电时，理论上电流信号应当是0,但是由于噪声和设备的微弱漏电，实际上此时计量设 备有可能测量到一个微弱的电流，运个微弱的电流由于并不是用户的真实用电，不应该被 计量和收费。
[0003] 电能计量标准对上述情况进行了定义，规定当计量设备测量到的电流值大于某个 规定口限时，计量进入启动状态，此时，计量设备测量到的电流对应的能量应当被计量和计 费；当计量设备测量到的电流值小于某个规定口限时，计量进入潜动状态，此时，计量设备 测量到的电流对应的能量不应当被计量和收费。
[0004][0005] 本实用新型针对现有技术存在的问题，所要解决的技术问题为提供一种电能计量 潜动启动电路，通过功率法和电流有效值的有效结合规避目前方案存在的缺陷，满足精准 的潜动和启动的需求。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0007] -种电能计量潜动启动电路，包括电流有效值与功率计算单元和潜动启动判定单 元；
[0008] 所述电流有效值与功率计算单元用于计算出电流有效值、有功功率值和视在功率 值；
[0009] 所述潜动启动判定单元用于根据所述电流有效值与功率计算单元输出的所述电 流有效值、有功功率值和所述视在功率值计算得到潜动判定信号；
[0010] 所述潜动启动判定单元包括第一比较模块、第二比较模块和第Ξ比较模块；
[0011] 所述第一比较模块输入所述视在功率值与功率比较阔值，当所述视在功率值小于 功率比较阔值时输出1;
[0012] 所述第二比较模块输入所述有功功率值与功率比较阔值，当所述有功功率值小于 功率比较阔值时输出1;
[0013] 所述第Ξ比较模块输入所述电流有效值与电流有效值比较阔值，当所述电流有效 值小于电流有效值阔值时输出1;
[0014] 所述第一比较模块和所述第二比较模块的输出接入与运算器，所述与运算器的输 出和所述第Ξ比较模块的输出接入或运算器，所述或运算器输出潜动判定信号。
[0015] 优选的，所述电流有效值与功率计算单元包括第一选择器和第二选择器，分别接 入电压信号和电流信号，所述第一选择器和第二选择器的输出端分别接入乘法器，所述乘 法器的输出经过低通滤波器进行低通滤波后输出滤波信号，所述滤波信号输入第Ξ选择 器;其中：
[0016] 当所述输入控制信号为00时，所述第一选择器和所述第二选择器输出均为所述电 流信号，所述滤波信号即为所述电流信号与所述电流信号相乘并经低通滤波后的信号;所 述第Ξ选择器(3)选择所述滤波信号依次经过积分运算和平方根运算计算得到所述电流有 效值；
[0017] 当所述输入控制信号为01时，所述第一选择器和所述第二选择器输出均为所述电 压信号，所述滤波信号为所述电压信号与所述电压信号相乘并经低通滤波后的信号；
[0018] 当所述输入控制信号为10时，所述第一选择器输出为所述电压信号，所述第二选 择器输出为所述电流信号，所述滤波信号为所述电流信号乘W所述电压信号并经低通滤波 后的信号;所述第Ξ选择器(3)选择所述滤波信号为所述有功功率值，所述有功功率值除W cos(a)运算后得到所述视在功率值，其中，所述a为所述电压信号与所述电流信号之间的相 角差。
[0019] 优选的，所述电压信号与所述电流信号之间的相角差通过相角差计算电路得到；
[0020] 所述相角差计算电路包括电压过零信号处理模块、电流过零信号处理模块和相角 差计算模块，其中，
[0021] 所述电压过零信号处理模块用于滤除所述电压信号过零点的毛刺W得到精准的 电压过零信号；
[0022] 所述电流过零信号处理模块用于滤除所述电流信号过零点的毛刺W得到精准的 电流过零信号；
[0023] 所述相角差计算模块W所述电压过零信号上升沿为起始点，W高频时钟开始计 数，直到所述电流过零信号上升沿，记录下当前数值并清零，根据所述当前数值计算出所述 电压信号与所述电流信号之间的相角差。
[0024]优选的，所述电压过零信号处理电路包括第一高通滤波器和第一低通滤波器，所 述第一高通滤波器输入电压数字信号，所述第一高通滤波器的输出信号输入所述第一低通 滤波器，所述低通滤波器输出所述电压过零信号;所述电流过零信号处理电路包括第二高 通滤波器和第二低通滤波器，所述第二高通滤波器输入电流数字信号，所述第二高通滤波 器的输出信号输入所述第二低通滤波器，所述第二低通滤波器输出所述电流过零信号。
[002引优选的，所述高频时钟的频率为8.912MHz。
[0026] 本实用新型通过功率法和电流有效值的有效结合规避目前方案存在的缺陷，满足 精准的潜动和启动的需求。
【附图说明】
[0027] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作详细阐述：
[0028] 图1为本实用新型电能计量潜动启动电路的总体结构框图。
[0029] 图2为本实用新型电能计量潜动启动电路的电流有效值与功率计算单元结构框 图。
[0030] 图3为本实用新型电能计量潜动启动电路的相角差计算电路结构框图。
[0031] 图4为本实用新型电能计量潜动启动电路的潜动启动判定单元结构框图。
【具体实施方式】
[0032] 下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
[0033] 如图1所示，本实用新型一种电能计量潜动启动电路，包括电流有效值与功率计算 单元和潜动启动判定单元;所述电流有效值与功率计算单元用于计算出电流有效值、有功 功率值和视在功率值;所述潜动启动判定单元用于根据所述电流有效值与功率计算单元输 出的所述电流有效值、有功功率值和所述视在功率值计算得到潜动判定信号。
[0034] 优选的，如图2所示，所述电流有效值与功率计算单元包括第一选择器1和第二选 择器2,分别接入电压信号和电流信号，所述第一选择器1和第二选择器2的输出端分别接入 乘法器，所述乘法器的输出经过低通滤波器进行低通滤波后输出滤波信号，所述滤波信号 输入第Ξ选择器3;所述第一选择器1、第二选择器2和第Ξ选择器3的输出信号由输入控制 信号进行选择，其中：
[0035] 当输入控制信号为00时，所述第一选择器1和所述第二选择器2输出均为所述电流 信号I，所述滤波信号即为所述电流信号与所述电流信号相乘并经低通滤波后的信号1*1;
[0036] 当输入控制信号为01时，所述第一选择器1和所述第二选择器2输出均为所述电压 信号U，所述滤波信号为所述电压信号与所述电压信号相乘并经低通滤波后的信号U*U;
[0037] 当输入控制信号为10时，所述第一选择器1输出为所述电压信号U，所述第二选择 器2输出为所述电流信号I，所述滤波信号为所述电流信号乘W所述电压信号并经低通滤波 后的?目号υ*ι;
[0038] 当输入控制信号为11时，为预留位，此处不做寶述。
[0039] 通过分时技术的使用，实现了复用选择器和低通滤波器;所述第Ξ选择器3根据所 述滤波信号计算所述电流有效值、所述有效功率值和所述视在功率值，分别如下：
[0040] 当输入控制信号为00时，所述第Ξ选择器3选择所述滤波信号依次经过积分运算 和平方根运算计算得到所述电流有效值;公式如下：
[0041]
[0042] 其中，I为输入电流信号，Irms为电流有效值。
[0043] 当输入控制信号为10时，所述第Ξ选择器3选择所述滤波信号为所述有功功率值， 所述有功功率值除Wcos(a)运算