一种单相机车用智能电能表的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种单相机车用智能电能表，包括壳体和设置在壳体内的微控制器、电能计量模块、采样模块、电源模块和单相智能电能表基本功能模块，所述的电能计量模块分别与采样模块、计度器建立数据传输通道，计度器用于存储和显示总有功电能，所述的电能计量模块还通过SPI总线与微控制器建立双向数据交换通道，实现计量参数的传送，所述的单相智能电能表基本功能模块同微控制器进行数据交换，电源模块分别给微控制器、电能计量模块、单相智能电能表基本功能模块供电。本实用新型电路结构简单、设计合理，工作稳定可靠，成本低，通过在现有单相智能电能表上增装计度器，实现了电能的双重存储与显示。
【专利说明】一种单相机车用智能电能表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电能计量装置，特别是涉及一种单相机车用智能电能表。
【背景技术】
[0002]目前，随着中国经济高速发展，机车将成为大多数人出行的首选交通工具，但在正常电网中使用的电能表无法实现机车上的电能计量。现有的单相智能电能表，只有液晶显示，当电能表出现故障时，人们就无法通过它知道电能表的计量度数，不满足人们对计量显示直观可见的习惯。而普通的单相电能表，只有计度器显示，没有智能控制部分，它不能满足国家电网发展的需求，更为重要的是机车用电能表对表的抗震性要求高，且机车用电量大，CT、PT变比大，所以机车用电能表对表的最小计量单位要求更高，普通计度器的最小计量单位无法满足计量要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、设计合理、工作稳定可靠、分辨力高的，具有双重存储和显示功能的单相机车用智能电能表。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:包括壳体和设置在壳体内的微控制器、电能计量模块、采样模块、电源模块和单相智能电能表基本功能模块，所述的电能计量模块分别与采样模块、计度器建立数据传输通道，所述的采样模块用于对三相交流电进行电压、电流采样，并将采样数据传送给电能计量模块，所述的计度器用于存储和显示总有功电能，所述的电能计量模块还通过SPI总线与微控制器建立双向数据交换通道，实现计量参数的传送，所述的单相智能电能表基本功能模块同微控制器进行数据交换，用于实现电能表的数据存储、通讯、断路控制和液晶显示，所述的电源模块分别给微控制器、电能计量模块、单相智能电能表基本功能模块供电。
[0005]本实用新型的优点是:
[0006]1、电路结构简单、设计合理，工作稳定，制造成本低，使用维护简便，计量电量双重存储与显示，增加了电能表的可靠性；
[0007]2、在现有单相智能电能表的基础上，增装计度器，以克服现有智能电能表液晶显示、存储的局限性，从而实现电能的双重存储与显示，不仅满足了电能表出现故障后，计量信息可读的必要性，又能满足国家智能电网发展的需求；
[0008]3、采用高分辨力的RN8209电能计量芯片及计度器，满足了机车用电能表对表最小计量单位的高要求；
[0009]4、采用新型电源供电网络，无论外电路接通还是断开，均能保证微控制器的正常工作，提高了电能表的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的电路原理框图；[0011]图2是本实用新型微控制器及其最小系统的电路原理图；
[0012]图3是本实用新型电能计量模块的电路原理图；
[0013]图4是本实用新型计度器的电路原理图；
[0014]图5是本实用新型采样模块的电路原理图；
[0015]图6是本实用新型电源模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
[0017]由图1-图6可知，本实用新型包括壳体和设置在壳体内的微控制器1、电能计量模块4、采样模块6、电源模块7和单相智能电能表基本功能模块8，所述的电能计量模块4分别与采样模块6、计度器3建立数据传输通道，所述的采样模块6用于对三相交流电5进行电压、电流采样，并将采样数据传送给电能计量模块4，所述的计度器3用于存储和显示总有功电能，所述的电能计量模块4还通过SPI总线与微控制器I建立双向数据交换通道，实现计量参数的传送，所述的单相智能电能表基本功能模块8同微控制器I进行数据交换，用于实现电能表的数据存储、通讯、断路控制和液晶显示，所述的电源模块7分别给微控制器
1、电能计量模块4、单相智能电能表基本功能模块8供电。
[0018]所述的电源模块7包括外部电源9、电池电源11和电源切换电路10，所述的外部电源9和电池电源11分别与 电源切换电路10相连，外部电源9用于电路接通时给微控制器1、电能计量模块4和单相智能电能表基本功能模块8供电，电池电源11用于电路切断时给微控制器I供电，电源切换电路10用于实现外部电源供电、电池电源供电的自动切换。
[0019]所述的电池电源11为锂电池。
[0020]所述的微控制器I采用的芯片为FM3307，电能计量模块4采用的计量芯片为RN8209。
[0021]所述的计度器3的最小计量单位为0.0OlkWh。
[0022]所述的电能计量模块4还与脉冲指示模块2相连，脉冲指示模块2用于将有功功率以脉冲形式计量显示。
[0023]本实用新型的一种单相机车用智能电能表主要由壳体、微控制器1、电能计量模块4、采样模块6、计度器3、脉冲指示模块2、电源模块7和单相智能电能表基本功能模块8组成。微控制器I采用低功耗、大容量的FM3307单片机，为信号处理电路的核心；电能计量模块4采用高分辨力的单相电能计量芯片RN8209，根据采样模块6输入的单相交流电5的电压、电流采样数据计算出电流、电压、功率、电能和功率因数等计量参数，并经SPI总线把计量数据传送给微控制器I ;脉冲指示模块2和计度器3从电能计量模块4获取数据并受其控制，脉冲指示模块2用于将有功功率以脉冲形式计量显示，脉冲的快慢表示了有功功率的大小；计度器3用于存储和显示总有功电能，从而满足在电能表出现故障时也能进行电能示数显示的要求，而且计度器3的最小计量单位为0.0Olkffh,满足了机车用电能表因CT、PT变比大对表最小计量单位的高要求；单相智能电能表基本功能模块8包括数据存储丰旲块、通讯1?块、跳闸控制电路和液晶显不1?块等基本功能1?块，用于实现智能电能表基本的数据存储、通讯、断路控制和液晶显示。
[0024]采样模块6的一种设计方案为:它包括电流采样电路和电压采样电路，电流采样电路主要由电流互感器和电阻电容网络组成，电压采样电路主要由电压互感器和电阻电容网络组成。
[0025]电源模块7的一种设计方案为:它包括外部电源9、电池电源11和电源切换电路10，外部电源9和电池电源11分别与电源切换电路10相连，外部电源9由单相交流电5经变压、整流和稳压后得到，用于电路接通时给微控制器1、电能计量模块4和单相智能电能表基本功能模块8供电，电池电源11用于电路切断时给微控制器I供电，电源切换电路10用于实现外部电源供电、电池电源供电的自动切换。
[0026]本实用新型的一种单相机车用智能电能表通过增装计度器，以克服现有单相智能电能表液晶显示、存储的局限性，从而实现电能的双重存储与显示，不仅满足了电能表出现故障后，计量信息可读的必要性，提高电能表的可靠性，又能满足国家智能电网发展的需求；另外，本实用新型电路结构简单、设计合理，工作稳定，制造成本低，使用维护简便。
【权利要求】
1.一种单相机车用智能电能表，包括壳体和设置在壳体内的微控制器(I)、电能计量模块(4)、采样模块(6)、电源模块(7)和单相智能电能表基本功能模块(8)，其特征在于:所述的电能计量模块(4)分别与采样模块(6)、计度器(3)建立数据传输通道，所述的采样模块(6)用于对三相交流电(5)进行电压、电流采样，并将采样数据传送给电能计量模块(4)，所述的计度器(3)用于存储和显示总有功电能，所述的电能计量模块(4)还通过SPI总线与微控制器(I)建立双向数据交换通道，实现计量参数的传送，所述的单相智能电能表基本功能模块⑶同微控制器⑴进行数据交换，用于实现电能表的数据存储、通讯、断路控制和液晶显示，所述的电源模块(7)分别给微控制器(I)、电能计量模块(4)、单相智能电能表基本功能模块(8)供电。
2.根据权利要求1所述的一种单相机车用智能电能表，其特征在于:所述的电源模块(7)包括外部电源(9)、电池电源(11)和电源切换电路(10)，所述的外部电源(9)和电池电源(11)分别与电源切换电路(10)相连，外部电源(9)用于电路接通时给微控制器⑴、电能计量模块⑷和单相智能电能表基本功能模块⑶供电，电池电源(11)用于电路切断时给微控制器(I)供电，电源切换电路(10)用于实现外部电源供电、电池电源供电的自动切换。
3.根据权利要求2所述的一种单相机车用智能电能表，其特征在于:所述的电池电源(11)为锂电池。
4.根据权利要求1所述的一种单相机车用智能电能表，其特征在于:所述的微控制器(I)采用的芯片为FM3307， 电能计量模块(4)采用的计量芯片为RN8209。
5.根据权利要求1所述的一种单相机车用智能电能表，其特征在于:所述的计度器(3)的最小计量单位为0.00IkWh。
6.根据权利要求1所述的一种单相机车用智能电能表，其特征在于:所述的电能计量模块(4)还与脉冲指示模块(2)相连，脉冲指示模块(2)用于将有功功率以脉冲形式计量显不O
【文档编号】G07F15/06GK203455899SQ201320581097
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】佟德鹏, 韩莉娜, 马亮 申请人:哈尔滨汇鑫仪器仪表有限责任公司