專利名稱：用于電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān)測模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān)測模塊。
背景技術(shù)：
國內(nèi)電力行業(yè)產(chǎn)品個性需求日趨多樣化，如表計產(chǎn)品、大用戶終端產(chǎn)品、 配變終端產(chǎn)品、電能質(zhì)量分析儀產(chǎn)品等，最終的產(chǎn)品形態(tài)多而雜，但該系列產(chǎn) 品有一個共同點(diǎn)，那就是其中的計量部分需求相對穩(wěn)定，雖然獲取的數(shù)據(jù)也大 多限于計量基本數(shù)據(jù)，但均對計量的精度和穩(wěn)定提出了一定的要求，過去在各 種產(chǎn)品的設(shè)計中，計量部分是由各種產(chǎn)品的設(shè)計人員分別進(jìn)行設(shè)計，導(dǎo)致計量
部分的精度和穩(wěn)定性往往取決于PCB設(shè)計人員的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，計量部分的最終性能 變得不再可控，同時，由于各產(chǎn)品線設(shè)計人員的應(yīng)用習(xí)慣不同，選用的計量核 心芯片多種多樣，對后續(xù)電路的接口設(shè)計、主控軟件設(shè)計以及軟件的管理、物 料和生產(chǎn)過程的管理均帶來許多不便，產(chǎn)品的綜合成本難以降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能通用于各種電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān) 測模塊，以簡化后續(xù)電路的接口設(shè)計，減少產(chǎn)品開發(fā)出現(xiàn)的資源浪費(fèi)，降低生 產(chǎn)管理流程的復(fù)雜度，有利于產(chǎn)品的后續(xù)開發(fā)。
本實(shí)用新型提供的這種用于電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān)測模塊包括計量芯 片，還包括與所述計量芯片相連的電源電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、 備用I/0口、下載電路、外部EEPROM存儲器，并且所述計量芯片具有與主CPU 的通信串口，有失壓監(jiān)測信號輸出腳及有功、無功、多功能脈沖輸出腳，由所 述計量芯片提供電流和電壓瞬時值，電源電路為所述計量芯片提供電源，電流 采樣電路和電壓采樣電路與計量芯片的模擬口連接，所述外部EEPROM存儲器至 少有一片用于存儲校表數(shù)據(jù)。所述計量芯片的型號為TERIDIAN 71M6513'，所述外部EEPR0M存儲器有兩片， 一片用于存儲校表數(shù)據(jù)，另一片用于存儲計量數(shù)據(jù)。
所述備用I/O 口采用6個通用的'內(nèi)部不帶上拉電阻的I/O 口。 本實(shí)用新型由于對現(xiàn)有的計量芯片和一些電路進(jìn)行了組合，即將分散的計 量功能進(jìn)行了集中，使本實(shí)用新型能作為通用模塊被設(shè)計人員采用，簡化了設(shè) 計過程，為大用戶終端、配變終端等電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備提供了基礎(chǔ)計量平臺， 最大程度的發(fā)揮了平臺化的優(yōu)勢，為后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)提供通用、可靠、接口簡單 的公用件平臺，同時減少了產(chǎn)品開發(fā)成本，有利于生產(chǎn)流程的管理。

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是電源電路圖。 圖3是電流采樣電路。 圖4是電壓采樣電路。 圖5是下載電路。
具體實(shí)施方式

從圖1可以看出本實(shí)用新型主要由計量芯片，電源電路、電流采樣電路、 電壓采樣電路、備用I/0口、下載電路、外部EEPROM存儲器封裝而成。其中
計量芯片采用的是TERIDI認(rèn)71M6513是高度集成的SOC(系統(tǒng)級芯片)，包 括MPU內(nèi)核、RTC、FLASH和LCD驅(qū)動器。該芯片還配備了 l個21位delta-sigma(A -E) ADC、 6個模擬輸入、數(shù)字溫度補(bǔ)償、精密參考電壓和32位計算引擎，因 此能夠廣泛地用于計量表計中。71M6513提供高精度等級(O. 1%)和標(biāo)準(zhǔn)精度等級 (0.5%)兩個版本，適用于需要多個電壓/電流輸入的應(yīng)用場合。
電源電路(見圖2)用于為計量芯片提供電源。該電源電路主要由芯片 XC6203P33PR組成，將輸入的3. 5 8VDCV電壓經(jīng)芯片XC6203P33PR轉(zhuǎn)換為3. 3V后 為計量芯片提供電源供給。
電流采樣電路(見圖3)主要由精密電阻R5、 R6、 R3;電感L1、 L3;電容C5、 C7、 C8組成。電流采樣信號是由CT (電流互感器)副邊電流經(jīng)精密電阻R5、 R6 產(chǎn)生壓降，從而輸入到計量芯片模擬口進(jìn)行采樣；電壓采樣電路(見圖4)主要由精密電阻R16、 R18;電感LIO、 L12;電容C29、 C31、 C32組成。電壓采樣信號由PT (電壓互感器)副邊電流經(jīng)精密電阻R18產(chǎn)生 壓降，然后再輸入到計量芯片模擬口采樣。計量芯片內(nèi)單片機(jī)的處理過程為 在采集到PT、 CT輸入模擬電壓、電流信號通過CE (計算引擎)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，由 CE按校準(zhǔn)系數(shù)補(bǔ)償，CE每秒輸出瞬時功率、電壓、電流等，由軟件累計功率形
成電量、分鐘電量、需量。
備用I/0口采用6個通用的內(nèi)部不帶上拉電阻的I/0口，供各個產(chǎn)品線需要時使用。
程序下載電路(見圖5)，主要由上拉電阻R22、 R23、 R24;分壓電阻R56、 R57;以及相關(guān)的保護(hù)電路組成。使用時必須把VI信號置為高電平，從而禁止 看門狗使能，程序可以進(jìn)行下載和仿真。編程時需要通過管腳E—RTS、 E—RXTX、 及E—TCLK進(jìn)行下載和仿真。
V10引腳它通過電感L17與VI連接，VI引腳決定著片內(nèi)比較器控制芯 片內(nèi)數(shù)字電路的狀態(tài)。VBIAS (1.5V^由片內(nèi)產(chǎn)生，作為比較器VI的參考電壓 及溫度傳感器在A/D轉(zhuǎn)換時的模擬參考端。
1) 當(dāng)Vl < VBIAS時，芯片進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，晶體振蕩器、RTC等由VBAT引腳 供電；
2) 當(dāng)VBIAS〈VKV3P3-400mV時，芯片為正常工作狀態(tài)，硬件看門狗使能；
3) 當(dāng)VhV3P3時，禁止硬件看門狗，可以調(diào)試或下載程序。 外部EEPROM存儲器有兩片，通過PC總線與計量芯片通信。其中一個EEPROM
存儲器用于存儲校表的數(shù)據(jù)；另一個用于存儲計量的數(shù)據(jù)，因此計量的數(shù)據(jù)采 用的是雙備份方式(另一種可以通過所述計量芯片上的,串口與CPU連接再到 FLASH非易失性存儲器中)，這樣能使計量的數(shù)據(jù)更加可靠。
計量芯片具有與主CPU的通信串口、失壓監(jiān)測信號輸出腳及有功、無功、多 功能脈沖輸出腳，其中
有功、無功、多功能脈沖輸出通過片選信號來決定其中一路脈沖輸出。 失壓檢測信號用于在電源電壓低于額定電壓的68%時，計量芯片利用中 斷檢查CE狀態(tài)字的掉電標(biāo)志， 一旦檢査到掉電發(fā)生，6513將I0口置為低電平，通知上位機(jī)掉電產(chǎn)生。主控制器在檢測到這個信號后，進(jìn)行保存或上報主站。
與主CPU的通信串口通過TDK-TX和TDK-RX與主控制器進(jìn)行通信，把采集到 的數(shù)據(jù)通過串口總線存儲到FLASH中，或者通過通信模塊發(fā)送給主站控制室。
權(quán)利要求1、一種用于電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān)測模塊，包括計量芯片，其特征在于還包括與所述計量芯片相連的電源電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、備用I/O口、下載電路、外部EEPROM存儲器，并且所述計量芯片具有與主CPU的通信串口，有失壓監(jiān)測信號輸出腳及有功、無功、多功能脈沖輸出腳，由所述計量芯片提供電流和電壓瞬時值，電源電路為所述計量芯片提供電源，電流采樣電路和電壓采樣電路與計量芯片的模擬口連接，所述外部EEPROM存儲器至少有一片用于存儲校表數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于g力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān)測模塊，其特征 在于所述計量芯片的型號為TERIDIAN 71M6513,所述外部EEPROM存儲器有兩 片， 一片用于存儲校表數(shù)據(jù)，另一片用于存儲計量數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān)測模塊，其 特征在于所述備用I/O 口采用6個通用的內(nèi)部不帶上拉電阻的I/O 口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于電力遠(yuǎn)方終端設(shè)備的計量監(jiān)測模塊，該模塊包括計量芯片，還包括與所述計量芯片相連的電源電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、備用I/O口、下載電路、外部EEPROM存儲器，并且所述計量芯片具有與主CPU的通信串口，有失壓監(jiān)測信號輸出腳及有功、無功、多功能脈沖輸出腳，由所述計量芯片提供電流和電壓瞬時值，電源電路為所述計量芯片提供電源，電流采樣電路和電壓采樣電路與計量芯片的模擬口連接，所述外部EEPROM存儲器至少有一片用于存儲校表數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型將現(xiàn)有分散的計量功能進(jìn)行了集中，使之能作為通用模塊被設(shè)計人員采用，簡化了設(shè)計過程，最大程度的發(fā)揮了平臺化的優(yōu)勢，同時減少了產(chǎn)品開發(fā)成本，有利于生產(chǎn)流程的管理。
文檔編號G01R21/06GK201397359SQ200920063758
公開日2010年2月3日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者望 張, 緯 江, 石英春, 律 范, 黃深喜 申請人:長沙威勝信息技術(shù)有限公司