CN201311451Y - 一种高精度单相电度表 - Google Patents

Abstract

一种高精度单相电度表，属计量技术领域，用于解决电度表计量精度问题。其技术方案是：它由直流电源、电能计量芯片、电压采样电路、电流采样电路、EEPROM和LCD(或机械)显示器组成，所述直流电源由整流桥、DC/DC模块、电感组成，所述整流桥的输入端接相电压，输出电压接DC/DC模块的输入端，其输出端先经电感和一个T型低通滤波器接电能计量芯片的VA端，再经一个π型滤波器接电能计量芯片的VD端；所述电流采样电路、电压采样电路、EEPROM接电能计量芯片的输入端口；所述LCD显示器接电能计量芯片的输出端口。本实用新型能够有效抑制整流电源高次谐波干扰，提高了计量精度，保证了计费公平性。

Description

一种高精度单相电度表

技术领域

本实用新型涉及一种用于对电能进行计量的单相电度表，属计量技术领域。

背景技术

电是工农业生产和人们日常生活中不可缺少的能源，为了合理规划用电量和收取电费，电力部门在供电线路中安装了电度表，以便准确计量用户的用电量。提高电度表的计量精度是实现公平计费的前提。电子式电度表因具有计量精度较高、计量数据便于管理等优点，得到了越来越广泛的应用。目前，提高电能计量芯片的数据采集速度和运算速度是进一步提高电子式电度表计量精度的主要途径，但当数据采集速度和运算速度较高时，来自电网高次谐波的干扰，就成了影响电子式电度表计量精度的主要因素。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种能够有效抑制整流电源高次谐波干扰的高精度单相电度表。

本实用新型的问题是以下述技术方案实现的：

一种高精度单相电度表，由直流电源、电能计量芯片、电压采样电路、电流采样电路、EEPROM和LCD显示器组成，所述电能计量芯片采用CS5460A(CS5463)；所述直流电源由整流桥、DC/DC模块、电感组成，所述整流桥的输入端接相电压，输出电压经滤波电容滤波后接DC/DC模块的输入端，所述DC/DC模块采用MAX758，其输出端先经电感和一个T型低通滤波器接CS5460A的VA端，再经一个π型滤波器接CS5460A的VD端；所述电流采样电路、电压采样电路、EEPROM接电能计量芯片的输入端口；所述LCD显示器(或机械式显示器件)接电能计量芯片的输出端口。

上述高精度单相电度表，所述电压采样电路由电压互感器和一个由电阻、电容组成的差分电路构成，电压互感器的输入端接相电压，其输出信号经差分电路接电能计量芯片的差分电压输入端VIN+、VIN-。

上述高精度单相电度表，所述电流采样电路由电流互感器和一个由电阻、电容组成的差分电路构成，电流互感器接于单相交流电的相线上，其输出信号经差分电路接电能计量芯片的差分电流输入端IIN+、IIN-。

本实用新型以高速电能计量芯片为核心元件组成电能计量仪表，对瞬时用电功率也可以精确计量，直流电源采用DC/DC模块将整流桥所产生的高次谐波隔离，可有效抑制整流电源高次谐波对电能计量芯片的A/D转换、运算的干扰以及对采集的交流电压、电流偏移寄存器的影响，设置低通滤波器可进一步提高直流电压的稳定性，保证了计量的精度。本实用新型能够有效抑制整流电源高次谐波干扰，提高了计量的精度，保证了电能计费的公平性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电原理框图；

图2是电原理图。

图中各标号为：U1、电能计量芯片，DC/DC、直流/直流变换器，ZL、整流桥，L、电感，D稳压管，LCD、液晶显示器，T、变压器，PT、电压互感器，CT、电流互感器，EEPROM、存储器。

图中各集成块的型号是：U1为CS5460A(CS5463)，DC/DC为MAX758，EEPROM为IM25C040M8。

具体实施方式

参看图2，电能计量芯片CS5460A是一种高性能电能测量集成电路，其内部集成了两个Δ-∑A/D转换器、高、低通数字滤波器、能量计算单元、串行接口、数字-频率转换器、寄存器阵列和看门狗定时器等模拟、数字信号处理单元，CS5460A可以在单一的+5V电压下运行，也可以在±2.5V电压下运行，电流通道输入范围为30mV或150mV，电压通道输入范围为150mV，CS5460A可直接驱动机械计度器或液晶显示器或LED显示器。它运算速度高，每个周波可采集80个点的运算数据，使大部分瞬时功率得以补计，降低了电网的损失，但CS5460A对直流电源的质量要求也较高。

图2中，DC/DC为直流/直流变换器，可有效抑制整流电源高次谐波对电能计量芯片U1的干扰，电阻R1、R2、电容C2构成一个T型低通滤波器，电阻R3、电容C3、C4构成一个T型低通滤波器，保证了电能计量芯片U1的数字电路电源VD和模拟电源VA的质量。电阻R4、R5构成分压电路，其输出信号反馈至DC/DC的4脚。电阻R14、R15之间的分压值进入U1的17脚，对供电电压监测，实施电路保护。

图2中，电阻R6、R7、电容C5、C6构成差分电路，电阻R8、R9为耦合电阻，C7为滤波电容。同理，电阻R10、R11、电容C8、C9构成差分电路，电阻R12、R13为耦合电阻，C10为滤波电容。

工作原理：

220V交流电经变压器T降压、整流桥ZL整流后，得到的直流电压送人MAX758进行谐波隔离，MAX758的7脚输出的电压经电感L和低通滤波器后送入CS5460A的模拟电压输入端VA和数字电压输入端VD，使CS5460A得电正常工作。

PT为CS5460A的电压输入互感器，采样电压经R6、R7、电容C5、C6差分后的电压值送人CS5460A的差分电压输入端VIN+和VIN-，作为计算功率的电压值。

CT为CS5460A的电流输入互感器，采样电压经电阻R10、R11、电容C8、C9差分后的电压值送人CS5460A的差分电流输入端IIN+和IIN-，作为计算功率的电流值。

电能计量芯片U1的MOD、CS、SDI、SDO、SCLK和INT端接EEPROM，IM25C040M8为EEPROM，写入有自检程序，上电自引导读入数据运行。U1的EDIR、EOUT端接LCD(或机械)显示器，显示计量结果。

Claims (3)

1、一种高精度单相电度表，其特征是，它由直流电源、电能计量芯片(U1)、电压采样电路、电流采样电路、EEPROM和LCD显示器组成，所述电能计量芯片(U1)采用CS5460A或CS5463；所述直流电源由整流桥(ZL)、DC/DC模块、电感(L)组成，所述整流桥(ZL)的输入端接相电压，输出电压经滤波电容(C1)滤波后接DC/DC模块的输入端，所述DC/DC模块采用MAX758，其输出端先经电感(L)和一个T型低通滤波器接CS5460A的VA端，再经一个π型滤波器接CS5460A的VD端；所述电流采样电路、电压采样电路、EEPROM接电能计量芯片(U1)的输入端口，所述LCD显示器接电能计量芯片(U1)的输出端口。

2、根据权利要求1所述高精度单相电度表，其特征是，所述电压采样电路由电压互感器(PT)和一个由电阻、电容组成的差分电路构成，电压互感器(PT)的输入端接相电压，其输出信号经差分电路接电能计量芯片(U1)的差分电压输入端VIN+、VIN-。

3、根据权利要求1或2所述高精度单相电度表，其特征是，所述电流采样电路由电流互感器(CT)和一个由电阻、电容组成的差分电路构成，电流互感器(CT)接于单相交流电的相线上，其输出信号经差分电路接电能计量芯片(U1)的差分电流输入端IIN+、IIN-。

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