專利名稱：一種能檢測多種電能脈沖信號的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電能計(jì)量中電能的誤差計(jì)算，尤其涉及一種能檢測多種電能脈沖信號的電路。
背景技術(shù)：
在電能計(jì)量中電能的誤差計(jì)算是以比對電能表輸出的電能脈沖信號來進(jìn)行的，而對于不同的電能表輸出的脈沖形式可能都不一樣，有些可能是高壓的脈沖，有些是可能是有源的脈沖信號，有些可能是無源的脈沖信號，目前的電能誤差檢測技術(shù)只能是專門針對某一種類型的脈沖信號做單獨(dú)的檢測，這樣就存在不通用性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種能檢測多種電能脈沖信號的電路，旨在解決現(xiàn)在只能專門針對某一種類型的脈沖信號做單獨(dú)的檢測和不通用的問題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種能檢測多種電能脈沖信號的電路，包括為不同形式電能脈沖信號提供不同通路的脈沖通路選擇單元；與所述脈沖通路選擇單元連接，對所述電能脈沖信號進(jìn)行電氣隔離的光耦單元；與所述光耦單元連接，對所述經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號進(jìn)行優(yōu)化輸出的施密特觸發(fā)器單元。上述結(jié)構(gòu)中，還包括連接于所述光耦單元與所述施密特觸發(fā)器單元之間的所述經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號進(jìn)行濾波的濾波單元。上述結(jié)構(gòu)中，所述脈沖通路選擇單元包括撥碼開關(guān)S101、高阻值功率電阻RlOl和高阻值功率電阻R102 ；所述撥碼開關(guān)SlOl的第一端與高阻值功率電阻RlOl的第一端連接作為不同形式電能脈沖信號的輸入端，所述高阻值功率電阻Rioi的第二端接高阻值功率電阻R102的第一端，所述撥碼開關(guān)SlOl的第二端與高阻值功率電阻R102的第二端連接后與所述光耦單元連接。上述結(jié)構(gòu)中，所述光耦單元包括高速光耦合器U201、二極管D201、上拉電阻R201、上拉電阻R202、限流電阻R203 和限流電阻R204 ；所述高速光耦合器U201的IN+腳分別與所述上拉電阻R201的第一端和所述限流電阻R203的第一端相連，所述限流電阻R203的第二端與所述脈沖通路選擇單元連接，所述上拉電阻R201的第二端與所述二極管D201的陰極相連，所述二極管D201的陽極與電源 VCC相連，所述高速光耦合器U201的IN-腳接地，所述高速光耦合器U201的NCl腳和NC2 腳置空，所述高速光耦合器U201的VCC腳分別與所述高速光耦合器U201的VB腳、上拉電阻R202的第一端和電源+5V相連，所述高速光耦合器U201的OUT腳分別與所述上拉電阻 R202的第二端和所述限流電阻R204的第一端相連，所述限流電阻R204的第二端與所述施密特觸發(fā)器單元連接，所述高速光耦合器U201的GND腳接地。上述結(jié)構(gòu)中，所述施密特觸發(fā)器單元包括反相施密特觸發(fā)器U401 ；所述反相施密特觸發(fā)器U401的輸入端與所述光耦單元連接，所述反相施密特觸發(fā)器U401的輸出端作為經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號的輸出端。在本實(shí)用新型中，兼容了多種脈沖信號的接口，當(dāng)信號為高壓220V信號時，將撥碼開關(guān)SlOl斷開使用，這時候能以5V的電平信號輸出，當(dāng)信號為低壓有源或者無源信號時，將撥碼開關(guān)SlOl閉合使用，同樣能以5V的電平信號輸出，實(shí)現(xiàn)了能檢測多種電能脈沖信號的電路，同時本實(shí)用新型保持了外部電路與內(nèi)部電路高度電氣隔離，保證了內(nèi)部電路的安全，還可以用于脈沖信號的整形、電平轉(zhuǎn)換等。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的能檢測多種電能脈沖信號的電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的能檢測多種電能脈沖信號的電路的示例電路圖。圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的能檢測多種電能脈沖信號的電路的示例電路圖。圖4是本實(shí)用新型提供的高速光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖5是本實(shí)用新型提供的高速光耦合器6N137的輸入與輸出真值表。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、原理及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的能檢測多種電能脈沖信號的電路的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下。一種能檢測多種電能脈沖信號的電路，包括為不同形式電能脈沖信號提供不同通路的脈沖通路選擇單元100 ；與所述脈沖通路選擇單元連接，對所述電能脈沖信號進(jìn)行電氣隔離的光耦單元 200 ；與所述光耦單元連接，對所述經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號進(jìn)行優(yōu)化輸出的施密特觸發(fā)器單元400。圖2示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的能檢測多種電能脈沖信號的電路的示例電路，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，對所述經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號進(jìn)行濾波的濾波單元300包括電容 C301;電容C301的第一端連接于所述光耦單元200與所述施密特觸發(fā)器單元400之間， 所述電容C301的第二端接地。[0034]作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，脈沖通路選擇單元100包括撥碼開關(guān)S101、高阻值功率電阻RlOl和高阻值功率電阻R102 ；撥碼開關(guān)SlOl的第一端與高阻值功率電阻RlOl的第一端連接作為不同形式電能脈沖信號的輸入端，所述高阻值功率電阻RlOl的第二端接高阻值功率電阻R102的第一端， 所述撥碼開關(guān)SlOl的第二端與高阻值功率電阻R102的第二端連接后與所述光耦單元200 連接。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，光耦單元200包括高速光耦合器U201、二極管D201、上拉電阻R201、上拉電阻R202、限流電阻R203 和限流電阻R204 ；高速光耦合器U201的IN+腳分別與所述上拉電阻R201的第一端和所述限流電阻 R203的第一端相連，所述限流電阻R203的第二端與所述脈沖通路選擇單元100連接，所述上拉電阻R201的第二端與所述二極管D201的陰極相連，所述二極管D201的陽極與電源 VCC相連，所述高速光耦合器U201的IN-腳接地，所述高速光耦合器U201的NCl腳和NC2 腳置空，所述高速光耦合器U201的VCC腳分別與所述高速光耦合器U201的VB腳、上拉電阻R202的第一端和電源+5V相連，所述高速光耦合器U201的OUT腳分別與所述上拉電阻 R202的第二端和所述限流電阻R204的第一端相連，所述限流電阻R204的第二端與濾波單元300連接，所述高速光耦合器U201的GND腳接地。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，施密特觸發(fā)器單元400包括 反相施密特觸發(fā)器U401 ；反相施密特觸發(fā)器U401的輸入端與濾波單元300連接，所述反相施密特觸發(fā)器 U401的輸出端作為經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號的輸出端。圖3示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的能檢測多種電能脈沖信號的電路的示例電路，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，光耦單元200還可以是光耦U202，光耦U202輸入端的 +IN作為光耦單元200的輸入端，光耦U202輸入端的-IN接地，光耦U202輸出端的集電極作為光耦單元200的輸出端，光耦U202輸出端的射級接地。圖4示出了本實(shí)用新型提供的高速光耦合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型采用的光耦 6N137是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個850nm波長AlGaAs LED和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運(yùn)放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補(bǔ)償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL兼容， 高速(典型為IOMBd)，5mA的極小輸入電流，轉(zhuǎn)換速度高達(dá)lOMBit/s，保證了輸出的無延時， 無失真。6W37光耦合器的使用需要注意兩點(diǎn)第一是6W37光耦合器的OUT腳輸出電路屬于集電極開路電路，必須上拉一個電阻；第二是6N137光耦合器的IN+腳和IN-腳之間是一個LED，必須串接一個限流電阻。高速光耦合器6N137的作用是對外部電路與內(nèi)部電路進(jìn)行一個電氣隔離，隔離電壓為2500V。還有一個反向驅(qū)動器是對光耦輸出的信號進(jìn)行反向以后再增加其驅(qū)動能力。最終輸出的信號交由主板處理計(jì)算電能誤差并顯示。6N137工作原理信號從IN+腳和IN-腳輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)光通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后導(dǎo)通，經(jīng)電流-電壓轉(zhuǎn)換后送到與門的一個輸入端，與門的另一個輸入為使能端VB腳，當(dāng)使能端VB腳為高時與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當(dāng)輸入信號電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時，輸出高電平，但這個邏輯高是集電極開路的，可針對接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。在本實(shí)用新型中，兼容了多種脈沖信號的接口，當(dāng)信號為高壓220V信號時，將撥碼開關(guān)SlOl斷開使用，這時候能以5V的電平信號輸出，當(dāng)信號為低壓有源或者無源信號時，將撥碼開關(guān)SlOl閉合使用，同樣能以5V的電平信號輸出，從而實(shí)現(xiàn)了能檢測多種電能脈沖信號的電路。在本實(shí)用新型中，兼容了多種脈沖信號的接口，當(dāng)信號為高壓220V信號時，將撥碼開關(guān)SlOl斷開使用，這時候能以5V的電平信號輸出，當(dāng)信號為低壓有源或者無源信號時，將撥碼開關(guān)SlOl閉合使用，同樣能以5V的電平信號輸出，實(shí)現(xiàn)了能檢測多種電能脈沖信號的電路，同時本實(shí)用新型保持了外部電路與內(nèi)部電路高度電氣隔離，保證了內(nèi)部電路的安全，還可以用于脈沖信號的整形、電平轉(zhuǎn)換等。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種能檢測多種電能脈沖信號的電路，其特征在于，所述電路包括為不同形式電能脈沖信號提供不同通路的脈沖通路選擇單元；與所述脈沖通路選擇單元連接，對所述電能脈沖信號進(jìn)行電氣隔離的光耦單元；與所述光耦單元連接，對所述經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號進(jìn)行優(yōu)化輸出的施密特觸發(fā)器單元。
2.如權(quán)利要求1所述的能檢測多種電能脈沖信號的電路，其特征在于，所述電路還包括連接于所述光耦單元與所述施密特觸發(fā)器單元之間的對所述經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號進(jìn)行濾波的濾波單元。
3.如權(quán)利要求2所述的能檢測多種電能脈沖信號的電路，其特征在于，所述濾波單元包括電容C301 ；所述電容C301的第一端連接于所述光耦單元與所述施密特觸發(fā)器單元之間，所述電容C301的第二端接地。
4.如權(quán)利要求1所述的能檢測多種電能脈沖信號的電路，其特征在于，所述脈沖通路選擇單元包括撥碼開關(guān)S101、高阻值功率電阻RlOl和高阻值功率電阻R102 ；所述撥碼開關(guān)SlOl的第一端與高阻值功率電阻RlOl的第一端連接作為不同形式電能脈沖信號的輸入端，所述高阻值功率電阻RlOl的第二端接高阻值功率電阻R102的第一端， 所述撥碼開關(guān)SlOl的第二端與高阻值功率電阻R102的第二端連接后與所述光耦單元連接。
5.如權(quán)利要求1所述的能檢測多種電能脈沖信號的電路，其特征在于，所述光耦單元包括高速光耦合器U201、二極管D201、上拉電阻R201、上拉電阻R202、限流電阻R203和限流電阻R204 ；所述高速光耦合器U201的IN+腳分別與所述上拉電阻R201的第一端和所述限流電阻 R203的第一端相連，所述限流電阻R203的第二端與所述脈沖通路選擇單元連接，所述上拉電阻R201的第二端與所述二極管D201的陰極相連，所述二極管D201的陽極與電源VCC相連，所述高速光耦合器U201的IN-腳接地，所述高速光耦合器U201的NCl腳和NC2腳置空， 所述高速光耦合器U201的VCC腳分別與所述高速光耦合器U201的VB腳、上拉電阻R202 的第一端和電源+5V相連，所述高速光耦合器U201的OUT腳分別與所述上拉電阻R202的第二端和所述限流電阻R204的第一端相連，所述限流電阻R204的第二端與所述施密特觸發(fā)器單元連接，所述高速光耦合器U201的GND腳接地。
6.如權(quán)利要求1所述的能檢測多種電能脈沖信號的電路，其特征在于，所述施密特觸發(fā)器單元包括反相施密特觸發(fā)器U401 ；所述反相施密特觸發(fā)器U401的輸入端與所述光耦單元連接， 所述反相施密特觸發(fā)器U401的輸出端作為經(jīng)過電氣隔離后的電能脈沖信號的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電能計(jì)量中電能的誤差計(jì)算，尤其涉及一種能檢測多種電能脈沖信號的電路。電路包括依次相連的脈沖通路選擇單元、光耦單元和施密特觸發(fā)器單元。在本實(shí)用新型中，兼容了多種脈沖信號的接口，當(dāng)信號為高壓220V信號時，將撥碼開關(guān)S101斷開使用，這時候最終輸出能以5V的電平信號輸出，當(dāng)信號為低壓有源或者無源信號時，將撥碼開關(guān)S101閉合使用，最終輸出同樣能以5V的電平信號輸出，實(shí)現(xiàn)了能檢測多種電能脈沖信號的電路，同時本實(shí)用新型保持了外部電路與內(nèi)部電路高度電氣隔離，保證了內(nèi)部電路的安全，還可以用于脈沖信號的整形、電平轉(zhuǎn)換等。
文檔編號G01R35/04GK202282768SQ20112042060
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者陳漢新, 陳鋼, 黃建鐘, 黃清樂 申請人:深圳市星龍科技有限公司