專利名稱：主回路采用互感器設(shè)計(jì)抗外界磁場(chǎng)干擾的單相智能電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種單相智能電能表，尤其涉及ー種主回路采用電流互感器設(shè)計(jì)抗外界磁場(chǎng)干擾的單相智能電能表。
背景技術(shù)：
當(dāng)前電子式智能電能表具有火線電流采樣和零線電流采樣功能，符合該功能的電能表一般使用錳銅分流器作為火線電流采樣器件。由于單相智能電能表對(duì)零線電流采樣要求不高，所以一般采用精度不高的電流互感器作為零線采樣元件。目前使用的錳銅分流器采樣器件，作為采樣有效部分，有兩根引出線作為采樣點(diǎn)取樣點(diǎn)，進(jìn)行信號(hào)采樣。錳銅為扁平，長(zhǎng)邊引出。當(dāng)前的這種錳銅及出線方式由于其固有的渦流、電磁感應(yīng)特性，造成在外部強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，特別是同頻同相磁場(chǎng)干擾的情況下，會(huì)產(chǎn)生ー個(gè)與實(shí)際采樣電流相疊加的干擾信號(hào)，造成采樣的不準(zhǔn)確，影響采樣的結(jié)果。由于干擾的不確定，該干擾難以用軟件方法進(jìn)行濾除。目前通用的做法是減少回路面積、増加磁場(chǎng)屏蔽、遠(yuǎn)離磁場(chǎng)干擾等，不能從根本上解決此問(wèn)題。由于電網(wǎng)中大量使用單相電能表，電能表的安裝環(huán)境中大量存在類似干擾源，造成電能表在用戶沒(méi)有用電情況下的非正常計(jì)量以及正常用電情況下的誤差變化。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了ー種抑制磁場(chǎng)干擾的單相智能電能表。一種單相智能電能表包括電流互感器、錳銅分流器、電壓降壓網(wǎng)絡(luò)、電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)、計(jì)量芯片、MCU和各種功能模塊，因?yàn)镸CU和各種功能模塊不涉及采樣技術(shù)，在此不作敘述。所述的電流互感器的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的火線(L線)進(jìn)線端和出線端連接，電流互感器的第一輸出端和第二輸出端分別與電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端連接，電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第一輸入端和第二輸入端連接。所述的錳銅分流器的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的零線(N線)進(jìn)線端和出線端連接，錳銅分流器的第I輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第三輸入端和第四輸入端連接。所述的電壓降壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的火線(L線)進(jìn)線端和零線(N線)進(jìn)線端連接，電壓降壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第五輸入端和第六輸入端連接。本實(shí)用新型的有益效果在干電流互感器將火線(L線)電流轉(zhuǎn)化成小電流信號(hào)，并通過(guò)電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化成小電壓信號(hào)，進(jìn)入計(jì)量芯片的第一輸入端和第二輸入端，錳銅分流器將零線(N線)電流轉(zhuǎn)化成小電壓信號(hào)，進(jìn)入計(jì)量芯片的第二輸入端和第三輸入端，電壓降壓網(wǎng)絡(luò)將火線(L線)和零線(N線)之間的電壓降壓成ー個(gè)小電壓信號(hào)，進(jìn)入計(jì)量芯片的第四輸入端和第五輸入端。因?yàn)殡娏骰ジ衅骶哂锌菇蛔兇艌?chǎng)的特性，所以通過(guò)電流互感器采樣的火線電流信號(hào)不受空間磁場(chǎng)的影響，而零線回路不參與電能的計(jì)量，使得電能表的計(jì)量誤差基本不受外界磁場(chǎng)影響，另外相對(duì)于火線(L線)和零線(N線)同時(shí)采用電流互感器采樣的電能表具有成本優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到了電能表具有抗磁場(chǎng)干擾同時(shí)低成本的目的。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。實(shí)施例1如圖1所示，采用電流互感器作為火線(L線)采樣，錳銅分流器作為零線(L線)采 樣的單相智能電能表，電能表結(jié)構(gòu)以及不涉及采樣的電路技術(shù)，在此不作敘述，本文只敘述電能表的電流采樣電路。本實(shí)用新型涉及的ー種電流采樣電路包括電流互感器1、錳銅分流器2、電壓降壓網(wǎng)絡(luò)3、電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)4和計(jì)量芯片5。所述的電流互感器I的第一輸入端1.1和第二輸入端1. 2分別與電能表的火線(L線)進(jìn)線端和出線端連接，電流互感器I的第一輸出端1. 3和第二輸出端1. 4分別與電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)4的第一輸入端4.1和第二輸入端4. 2連接，電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)4的第一輸出端4. 3和第二輸出端4. 4分別與計(jì)量芯片5的第一輸入端5.1和第二輸入端5. 2連接。所述的猛銅分流器2的第一輸入端2.1和第ニ輸入端2. 2分別與電能表的零線(N線)進(jìn)線端連接，錳銅分流器2的第I輸出端2. 3和第二輸出端2. 4分別與計(jì)量芯片的第三輸入端4. 3和第四輸入端4. 4連接。所述的電壓降壓網(wǎng)絡(luò)3的第一輸入端I和第二輸入端2分別與電能表的火線(L線)進(jìn)線端和零線(N線)進(jìn)線端連接，電壓降壓網(wǎng)絡(luò)3的第一輸出端3. 3和第二輸出端3. 4分別與計(jì)量芯片的第五輸入端和第六輸入端連接。其原理如下火線(L線)電流在通過(guò)電流互感器I輸入端后，電流互感器I的輸出端產(chǎn)生ー個(gè)電流信號(hào)II，這個(gè)電流信號(hào)跟火線(L線)電流大小成比例，Il進(jìn)入電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)4的輸入端后，電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)輸出端產(chǎn)生ー個(gè)電壓信號(hào)VI，電壓信號(hào)Vl跟電流信號(hào)Il大小成比例，所以電壓信號(hào)Vl也跟火線(L線)電流大小成比例；同時(shí)零線(N線)電流通過(guò)錳銅分流器2的輸入端后，錳銅分流器2的輸出端產(chǎn)生ー個(gè)電壓信號(hào)V2，電壓信號(hào)V2跟零線(N線)電流大小成比例；同時(shí)火線(L線)和零線(N線)之間的電壓通過(guò)電壓降壓網(wǎng)絡(luò)3的輸入端，經(jīng)過(guò)電壓降壓網(wǎng)絡(luò)3降壓后，在輸出端輸出ー個(gè)電壓信號(hào)V3,電壓信號(hào)V3跟火線(L線)和零線(N線)之間的電壓成比例。VI，V2，V3信號(hào)進(jìn)入計(jì)量芯片5，在計(jì)量芯片5內(nèi)部Vl和V3進(jìn)行數(shù)字相乘和低通處理后得到輸出頻率與實(shí)際消耗電能成正比的脈沖Pluse。脈沖Pluse通過(guò)計(jì)量芯片的脈沖輸出引腳直接傳輸?shù)組CU (微程序控制器)6中，而火線(L線)電流值，零線(N線)電流值和電壓值，計(jì)量芯片通過(guò)SPI通訊傳輸?shù)組CU (微程序控制器)6中，MCU (微程序控制器)6對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，處理和顯示。最終將MCU (微程序控制器)6中的數(shù)據(jù)傳輸至各種功能模塊7中。最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本實(shí)用新型較有代表性的例子。顯然，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.主回路采用互感器設(shè)計(jì)抗外界磁場(chǎng)干擾的單相智能電能表，其特征在于所述主回路采用互感器設(shè)計(jì)抗外界磁場(chǎng)干擾的單相智能電能表包括電流互感器、錳銅分流器、電壓降壓網(wǎng)絡(luò)、電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)、計(jì)量芯片，所述的電流互感器的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的火線進(jìn)線端和出線端連接，電流互感器的第一輸出端和第二輸出端分別與電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端連接，電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第一輸入端和第二輸入端連接，所述的錳銅分流器的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的零線進(jìn)線端和出線端連接，錳銅分流器的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第三輸入端和第四輸入端連接，所述的電壓降壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的火線進(jìn)線端和零線進(jìn)線端連接，電壓降壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第五輸入端和第六輸入端連接。
專利摘要主回路采用互感器設(shè)計(jì)抗外界磁場(chǎng)干擾的單相智能電能表，包括電流互感器、錳銅分流器、電壓降壓網(wǎng)絡(luò)、電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)、計(jì)量芯片,所述的電流互感器的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的火線進(jìn)線端和出線端連接，電流互感器的第一輸出端和第二輸出端分別與電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端連接，電流轉(zhuǎn)電壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第一輸入端和第二輸入端連接，所述的錳銅分流器的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的零線進(jìn)線端和出線端連接，錳銅分流器的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第三輸入端和第四輸入端連接，所述的電壓降壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸入端和第二輸入端分別與電能表的火線進(jìn)線端和零線進(jìn)線端連接，電壓降壓網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端分別與計(jì)量芯片的第五輸入端和第六輸入端連接。通過(guò)電流互感器采樣的火線電流信號(hào)不受空間磁場(chǎng)的影響，而零線回路不參與電能的計(jì)量，使電能表的計(jì)量誤差基本不受外界磁場(chǎng)影響。
文檔編號(hào)G01R22/10GK202854230SQ20122050684
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者姜干才, 郭援越, 江少輝 申請(qǐng)人:杭州炬華科技股份有限公司