CN208860902U

CN208860902U - 一种分压电路参数检测电路及电能计量芯片

Info

Publication number: CN208860902U
Application number: CN201821384746.7U
Authority: CN
Inventors: 张震; 张志勇; 李全栋
Original assignee: HI-TREND TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
Current assignee: HI-TREND TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2019-05-14
Anticipated expiration: 2028-08-27

Abstract

本实用新型提供一种分压电路参数检测电路及电能计量芯片。所述电路包括：分压电路，包括第一分压器和第二分压器，二者串联后耦合到电网；基准电流源，一端连接两个分压器的连接点，另一端连接到电源地；模数转换器，与第二分压器并联连接，将第二分压器两端的电压转换成数字电压信号送到信号处理器；检测电路，与基准电流源并联连接，检测基准电流源的输出电压，并基于输出电压判定基准电流源开路时把开路信号送到信号处理器；信号处理器，对接收到的数字电压信号进行处理实现电能计量及故障检测，并对接收到的开路信号做出及时响应。本实用新型不依赖特定工艺，只增加检测电路即可解决由电压自校准电路中基准电流源开路导致电能误计量的问题。

Description

一种分压电路参数检测电路及电能计量芯片

技术领域

本实用新型涉及asic(Application Specific Integrated Circuit，集成电路定制)技术领域，具体涉及一种分压电路参数检测电路及电能计量芯片。

背景技术

在智能电表领域，计量精度和可靠性至关重要，而这直接受电压和电流检测的影响，电压的检测一般使用分压电路，电流检测一般使用锰铜、电流互感器等。

在实际应用中，受环境因素影响，比如温度、大电流、电磁场等，容易使分压电路的参数发生改变，造成电压测量出现误差，最终导致电能计量误差，因此实时监控分压电路的参数，保证计量精度在允许的范围成了如今迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种分压电路参数检测电路及电能计量芯片，以解决由电压自校准电路中基准电流源开路导致电能误计量的问题。

本实用新型实施例提供了一种分压电路参数检测电路，包括：

分压电路，包括第一分压器、第二分压器，所述第一分压器和第二分压器串联后耦合到电网；

基准电流源，一端连接所述第一分压器和第二分压器的连接点，另一端连接到电源地；

模数转换器，与所述第二分压器并联连接，将所述第二分压器两端的电压转换成数字电压信号送到信号处理器；

检测电路，与所述基准电流源并联连接，用于检测所述基准电流源的输出电压，并基于所述输出电压判定所述基准电流源发生开路时，把开路信号送到所述信号处理器；

所述信号处理器，对接收到的所述数字电压信号进行处理实现电能计量及故障检测，并对接收到的所述开路信号做出及时响应。

进一步地，所述第一分压器包括电阻R1，所述电阻R1的一端连接到所述电网，另一端连接到所述第二分压器。

进一步地，所述第二分压器包括电阻R2，所述电阻R2的一端连接到所述R1的另一端，所述电阻R2的另一端连接到所述电源地。

进一步地，所述第二分压器还包括电容C1，所述电容C1与所述电阻R2并联连接。

进一步地，所述检测电路包括滤波器，所述滤波器用于对所述输出电压进行滤波。

进一步地，所述信号处理器包括报警器，所述报警器在所述基准电流源开路时进行报警。

进一步地，所述基准电流源产生的基准电流频率与所述电网频率不同且不是所述电网频率的整数倍。

本实用新型实施例还提供一种电能计量芯片，包括：

基准电流源，一端连接第一分压器和第二分压器的连接点，另一端和第二分压器的另一端一起连接到电源地；所述第二分压器与所述第一分压器一起耦合到电网；

模数转换器，与第二分压器并联连接，将测量的所述第二分压器的电压转换成数字电压信号送到信号处理器；

进一步地，所述信号处理器包括报警器，所述报警器在所述基准电流源开路时在所述信号处理器的控制下进行报警。

本实用新型的实施例提供的技术方案，不依赖特定的工艺，不额外增加***成本，只通过增加检测电路即可以解决由电压自校准电路中基准电流源开路导致误计量的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种分压电路参数检测电路组成示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的一种分压电路参数检测电路组成示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的一种电能计量芯片组成示意图；

图4是本实用新型另一实施例提供的一种电能计量芯片组成示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本实用新型技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。其只是包含了本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本实用新型的各种变化获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应该理解的是，虽然第一、第二、第三等用语可使用于本文中用来描述各种元件或组件，但这些元件或组件不应被这些用语所限制。这些用语仅用以区分一个元件或组件与另一元件或组件。因此，下述讨论之第一元件或组件，在不脱离本实用新型之内容下，可被称为第二元件或第二组件。

图1是本实用新型一实施例提供的一种分压电路参数检测电路组成示意图，包括分压电路、基准电流源12、模数转换器13、检测电路 14、信号处理器15。

分压电路包括第一分压器111、第二分压器112，第一分压器111 和第二分压器112串联后耦合到电网。基准电流源12的一端连接第一分压器111和第二分压器112的连接点，另一端连接到电源地。模数转换器13与第二分压器112并联连接，将第二分压器112两端的电压转换成数字电压信号送到信号处理器15。检测电路14与基准电流源12 并联连接，用于检测基准电流源12的输出电压，并基于输出电压判定基准电流源12发生开路时，把开路信号送到信号处理器15。信号处理器15对接收到的数字电压信号进行处理实现电能计量及故障检测，并对接收到的开路信号做出及时响应。

基准电流源产生的基准电流频率与电网频率不同且不是电网频率的整数倍。

第一分压器111、第二分压器112包括但不限于电阻、电容、电感以及他们的组合形式。

在本实施例中，第一分压器111包括电阻R1，电阻R1的一端连接到电网，另一端连接到第二分压器112。第二分压器112包括电阻R2，电阻R2的一端连接到电阻R1的另一端，电阻R2的另一端连接到电源地。

由于电网频率f0一般为50Hz或60Hz，基准电流源产生一个频率为f1的基准交流电流Itest，f1一般大于f0且不是f0的整数倍，因为 f0与f1不同频，所以可以认为电网线L和N对Itest短路，Itest与R1、 R2并联连接。

本分压电路参数检测电路具有电压自校准功能。模数转换器13检测到的第二分压器112的电压Vtest包括两部分，一部分是电网电流在第二分压器112上的分压，另一部分是基准电流源12在第二分压器112 上的分压。

模数转换器13将测量的第二分压器112的电压Vtest转换成数字电压信号送到信号处理器15。信号处理器15把Vtest中频率为f0的成分提取出来以确定电压网电压的大小及其分压比，将频率f1的成分提取出来以确定基准电流源12的分压比，二者分压比进行比较，来进行电压自校准，确定电路参数是否发生了变化。如果电路参数没有发生变化，信号处理器15继续进行电能计量，如果电路参数发生了变化，信号处理器15进行后续处理，在电路正常运行后再进行电能计量。

电流自校准理论基于基准电流源是恒定不变的。但是一旦基准电流源12发生开路的情况时，将会导致***认为R1变化到很小的值，从而将测量电压校准到很大的值，这在电表计量上，最直观的结果就是会导致电表过多计费，给用户带来损失。另外，电流源开路将会对***造成不可控的损害。

于是，在本实施例中，检测电路14对基准电流源12的输出电压进行了检测，一旦发现基准电流源开路，则发送开路信号到信号处理器 15。信号处理器15对此进行处理，解决开路故障后继续实现电压自校准和电能计量。

图2是本实用新型另一实施例提供的一种分压电路参数检测电路组成示意图，包括分压电路、基准电流源22、模数转换器23、检测电路24、信号处理器25。

分压电路包括第一分压器211、第二分压器212，第一分压器211 和第二分压器212串联后耦合到电网。基准电流源22的一端连接第一分压器211和第二分压器212的连接点，另一端连接到电源地。模数转换器23与第二分压器212并联连接，将第二分压器212两端的电压转换成数字电压信号送到信号处理器25。检测电路24与基准电流源22 并联连接，用于检测基准电流源22的输出电压，并基于输出电压判定基准电流源22发生开路时，把开路信号送到信号处理器25。信号处理器25对接收到的数字电压信号进行处理实现电能计量及故障检测，并对接收到的开路信号做出及时响应。

第一分压器211、第二分压器212包括但不限于电阻、电容、电感以及他们的组合形式。

在本实施例中，第一分压器211包括电阻R1。电阻R1的一端连接到电网，另一端连接到第二分压器112。第二分压器212包括电阻R2、电容C1。电阻R2的一端连接到电阻R1的另一端，电阻R2的另一端连接到电源地，电容C1与电阻R2并联连接。检测电路24包括滤波器241，滤波器241用于对测量的基准电流源的输出电压进行滤波。信号处理器25包括报警器251，报警器251在基准电流源22开路时在信号处理器的控制下进行报警。

本实用新型实施例关于分压电路、基准电流源22、模数转换器23、检测电路24、信号处理器25具体的工作原理的其他部分与上述实施例中的分压电路、基准电流源12、模数转换器13、检测电路14、信号处理器15相同，不再赘述。

图3是本实用新型一实施例提供的一种电能计量芯片组成示意图，电能计量芯片包括基准电流源32、模数转换器33、检测电路34、信号处理器35。

基准电流源32一端连接第一分压器和第二分压器的连接点，另一端连接到电源地，第二分压器与第一分压器一起耦合到电网。模数转换器33与第二分压器并联连接，将测量的第二分压器的电压转换成数字电压信号送到信号处理器35。检测电路34与基准电流源32并联连接，用于检测基准电流源32的输出电压，并基于输出电压判定基准电流源 32发生开路时，把开路信号送到信号处理器35。信号处理器35对接收到的数字电压信号进行处理实现电能计量及故障检测，并对接收到的开路信号做出及时响应。

本实用新型实施例关于基准电流源32、模数转换器33、检测电路 34、信号处理器35具体的工作原理的其他部分与上述实施例中的基准电流源12、模数转换器13、检测电路14、信号处理器15相同，不再赘述。

图4是本实用新型一实施例提供的一种电能计量芯片组成示意图，电能计量芯片包括基准电流源42、模数转换器43、检测电路44、信号处理器45。

基准电流源42一端连接第一分压器和第二分压器的连接点，另一端连接到电源地，第二分压器与第一分压器一起耦合到电网。模数转换器43与第二分压器并联连接，将测量的第二分压器的电压转换成数字电压信号送到信号处理器45。检测电路44与基准电流源42并联连接，用于检测基准电流源42的输出电压，并基于输出电压判定基准电流源 42发生开路时，把开路信号送到信号处理器45。信号处理器45对接收到的数字电压信号进行处理实现电能计量及故障检测，并对接收到的开路信号做出及时响应。

检测电路44包括滤波器441，滤波器441用于对测量的基准电流源的输出电压进行滤波。信号处理器45包括报警器451，报警器451 在基准电流源开路时在信号处理器的控制下进行报警。

本实用新型实施例关于基准电流源42、模数转换器43、检测电路44、信号处理器45具体的工作原理的其他部分与上述实施例中的基准电流源12、模数转换器13、检测电路14、信号处理器15相同，不再赘述。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims

1.一种分压电路参数检测电路，其特征在于，所述分压电路参数检测电路包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一分压器包括电阻R1，所述电阻R1的一端连接到所述电网，另一端连接到所述第二分压器。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二分压器包括电阻R2，所述电阻R2的一端连接到所述R1的另一端，所述电阻R2的另一端连接到所述电源地。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二分压器还包括电容C1，所述电容C1与所述电阻R2并联连接。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述检测电路包括滤波器，所述滤波器用于对所述输出电压进行滤波。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述信号处理器包括报警器，所述报警器在所述基准电流源开路时在所述信号处理器的控制下进行报警。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述基准电流源产生的基准电流频率与所述电网频率不同且不是所述电网频率的整数倍。

8.一种电能计量芯片，包括：

9.根据权利要求8所述的电能计量芯片，其特征在于，所述检测电路包括滤波器，所述滤波器用于对所述输出电压进行滤波。

10.根据权利要求8所述的电能计量芯片，其特征在于，所述信号处理器包括报警器，所述报警器在所述基准电流源开路时进行报警。