本發(fā)明屬于三相電能表技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能識(shí)別式電能表。

背景技術(shù)：
作為電能計(jì)量裝置，三相電能表被廣泛應(yīng)用，常用的電壓規(guī)格有3×57.7/100V、3×100V和3×220/380V三種電壓規(guī)格；從接入方式看，三相電能表又分為三相三線電能表和三相四線電能表。三相三線電能表和三相四線電能表的計(jì)量方法、接線方式、電壓等級(jí)均不相同，因此兩種電能表是分別設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的，面對(duì)不同電壓規(guī)格和接入方式的電能表，電能表生產(chǎn)廠家需要根據(jù)客戶的需求生產(chǎn)不同規(guī)格的電能表，制造三相三線和三相四線兼容式電能表，可以大大降低電能表廠家的資源投入，從而降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)管理難度?，F(xiàn)有技術(shù)中，名稱為“三相三線、三相四線兼容式電能表”的中國實(shí)用新型專利(授權(quán)公告號(hào)：201043982Y)和名稱為“一種三相電能表的自適應(yīng)控制方法和三相電能表”的中國發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)公布號(hào)：102680779A)均公開了一種兼容式電能表。“三相三線、三相四線兼容式電能表”的實(shí)用新型新型專利公開的技術(shù)方案中，是在了解電壓規(guī)格的情況下可以對(duì)電能表內(nèi)部的機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，來進(jìn)行三相三線和三相四線的兼容?！耙环N三相電能表的自適應(yīng)控制方法和三相電能表”的發(fā)明專利申請(qǐng)公開的技術(shù)方案中，不同規(guī)格電壓接線方式不相同，三相四線的現(xiàn)場(chǎng)按常規(guī)電能表接線方式接線，三相三線現(xiàn)場(chǎng)特殊處理，對(duì)應(yīng)的還設(shè)置了監(jiān)測(cè)端蓋開啟和閉合的開關(guān)，來作為是否重新判斷電壓規(guī)格的依據(jù)，但是若端蓋開啟事件記錄出錯(cuò)，或人為控制端蓋開啟不出現(xiàn)事件記錄，則可能導(dǎo)致電能表在錯(cuò)誤的方式下工作，并進(jìn)行錯(cuò)誤計(jì)量，存在安全隱患。同時(shí)通過判斷三相的電壓夾角和電壓值進(jìn)行判斷電壓規(guī)格的過程中，進(jìn)行判斷的電壓夾角和電壓值的范圍小，在電壓夾角異?；螂妷喝毕嗟那闆r下，不能進(jìn)行電能表接入方式及電壓規(guī)格的判定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種智能識(shí)別式電能表，以解決現(xiàn)有技術(shù)三相三線、三相四線兼容式電能表針對(duì)不同接線方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)特殊處理的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種智能識(shí)別式電能表，所述電能表包括：三相開關(guān)電源、MCU模塊、B相與零線切換電路和電能計(jì)量及電能表功能模塊；所述三相開關(guān)電源包括零線判斷電路、三相三線全橋整流電路、三相四線半橋整流電路、智能降壓電路、缺零線信號(hào)輸出電路和DC-DC開關(guān)電源電路；所述三相開關(guān)電源連接并為所述MCU模塊、B相與零線切換電路和電能計(jì)量及電能表功能模塊供電；所述電能計(jì)量及電能表功能模塊實(shí)現(xiàn)三相輸入電壓的測(cè)量和電能的計(jì)量及電能表的基本功能；所述MCU模塊控制連接所述B相與零線切換電路和所述電能計(jì)量及電能表功能模塊并接收所述缺零線信號(hào)輸出電路的輸出信號(hào)；所述B相與零線切換電路用于在接收到所述MCU發(fā)出的控制信號(hào)后將計(jì)量參考點(diǎn)由零線切換到B相線；所述零線判斷電路連接電能表的零線接入位，判斷是否有零線接入；是，使所述三相四線半橋整流電路與所述DC-DC開關(guān)電源電路連通，所述缺零線信號(hào)輸出電路向所述MCU輸入不缺少零線的信號(hào)；否，使所述三相三線全橋整流電路、所述智能降壓電路與所述DC-DC開關(guān)電源電路連通，所述缺零線信號(hào)輸出電路向所述MCU輸入缺少零線的信號(hào)；所述MCU根據(jù)接收到是否缺少零線的信號(hào)判斷接線方式為三相四線或者三相三線，根據(jù)三相之間的電壓夾角或三相之間的電壓值判斷接入電壓的規(guī)格。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能識(shí)別式電能表的有益效果包括：1、設(shè)置零線判斷電路判斷是否有零線接入，并且根據(jù)判斷信號(hào)內(nèi)部完成適應(yīng)性接線，不用針對(duì)不同的接線方式對(duì)電能表接線進(jìn)行特殊處理，同時(shí)開關(guān)電源也適應(yīng)不同的接線方式，實(shí)現(xiàn)40VAC-420VAC寬范圍電壓輸入，且可按照三相電能表的功能需求實(shí)現(xiàn)兩路或三路隔離電壓輸出；2、外部接入為三相三線時(shí)，形成全橋整流電路，此時(shí)智能降壓電路部分工作；外部接入為三相四線時(shí)，為半橋整流電路，智能降壓電路不工作，為用電設(shè)備供電，因采用半橋整流電路，輸出電壓較低，不需要再另外使用降壓電路降壓，減少了電路中不必要的電能損耗，大大提高了電源的利用率；3、MCU接收到是否缺少零線的信號(hào)后，可以根據(jù)三相之間電壓夾角或三相之間電壓進(jìn)行兩種方式的判斷，三相電壓夾角判斷對(duì)夾角范圍的各種情況做了細(xì)致判定，實(shí)現(xiàn)方式更加可靠；三相之間電壓的判斷只使用各相線電壓值即可實(shí)現(xiàn)接入方式及電壓規(guī)格判定的方法，在電壓夾角異?；螂妷喝毕嗟那闆r下，該電壓值判斷方式依然可以實(shí)現(xiàn)電能表接入方式及電壓規(guī)格的判定；兩種判斷方式可以根據(jù)電能表的實(shí)際運(yùn)用環(huán)境，對(duì)判斷精度和速度的要求寫入不同程序來進(jìn)行選擇。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明提供的智能識(shí)別式電能表的原理結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相開關(guān)電源的原理圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相開關(guān)電源的電路圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(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發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。如圖1所示為本發(fā)明提供的智能識(shí)別式電能表的原理結(jié)構(gòu)圖，該電能表包括：三相開關(guān)電源、MCU模塊、B相與零線切換電路和電能計(jì)量及電能表功能模塊。其中，三相開關(guān)電源包括零線判斷電路、三相三線全橋整流電路、三相四線半橋整流電路、智能降壓電路、缺零線信號(hào)輸出電路和DC-DC開關(guān)電源電路。三相開關(guān)電源連接并為MCU模塊、B相與零線切換電路和電能計(jì)量及電能表功能模塊供電；電能計(jì)量及電能表功能模塊實(shí)現(xiàn)三相輸入電壓的測(cè)量和電能的計(jì)量及電能表的基本功能；MCU模塊控制連接B相與零線切換電路和電能計(jì)量及電能表功能模塊并接收缺零線信號(hào)輸出電路的輸出信號(hào)；B相與零線切換電路用于在接收到MCU發(fā)出的控制信號(hào)后將計(jì)量參考點(diǎn)由零線切換到B相線，實(shí)現(xiàn)硬件適應(yīng)。零線判斷電路連接電能表的零線接入位，判斷是否有零線接入；是，使三相四線半橋整流電路與DC-DC開關(guān)電源電路連通，缺零線信號(hào)輸出電路向MCU輸入不缺少零線的信號(hào)；否，使三相三線全橋整流電路、智能降壓電路與DC-DC開關(guān)電源電路連通，缺零線信號(hào)輸出電路向MCU輸入缺少零線的信號(hào)。MCU根據(jù)接收到是否缺少零線的信號(hào)判斷接線方式為三相四線或者三相三線，根據(jù)三相之間的電壓值判斷接入電壓的規(guī)格。本發(fā)明實(shí)施例，設(shè)置零線判斷電路判斷是否有零線接入，并且根據(jù)判斷信號(hào)內(nèi)部完成適應(yīng)性接線，不用針對(duì)不同的接線方式對(duì)電能表接線進(jìn)行特殊處理，同時(shí)開關(guān)電源也適應(yīng)不同的接線方式。實(shí)施例一本發(fā)明提供的實(shí)施例一為三相開關(guān)電源的實(shí)施例，如圖2和圖3所示分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的三相開關(guān)電源的原理圖和電路圖。由圖2可知，三相全橋整流電路包括二極管D1、D2、D3、D5、D7和D8，ABC三相連接三相全橋整流電路后，一個(gè)輸出端A連接零線判斷電路，另一個(gè)輸出端B連接智能降壓電路，其中輸出端A為二極管D5、D7和D8的正極端，輸出端B為二極管D1、D2和D3的負(fù)極端。零線判斷電路包括場(chǎng)效應(yīng)管Q2，該場(chǎng)效應(yīng)管Q2柵極連接電能表的零線接入位，漏極連接智能降壓電路，源極連接三相全橋整流電路的輸出端A。智能降壓電路包括場(chǎng)效應(yīng)管Q1和穩(wěn)壓二極管D21，該場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極，漏極連接三相全橋整流電路的輸出端B，源極通過壓敏電阻RT1連接漏極，穩(wěn)壓二極管D21兩端分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極和源極。當(dāng)零線接入正常時(shí)，零線判斷電路中的場(chǎng)效應(yīng)管Q2導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極輸出低電壓，使得場(chǎng)效應(yīng)管Q1截止，智能降壓電路部分不工作，三相相線分別與零線形成半橋整流電路，為用電設(shè)備供電，因采用半橋整流電路，輸出電壓較低，不需要再另外使用降壓電路降壓，減少了電路中不必要的電能損耗，大大提高了電源的利用率。當(dāng)零線缺失時(shí)，零線判斷電路中的Q2截止，相線的電壓接入智能降壓電路中的場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極，使得場(chǎng)效應(yīng)管Q1導(dǎo)通，各個(gè)相線之間形成電壓較高的全橋整流電路，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管Q1工作在導(dǎo)通狀態(tài)，源極電壓隨柵極電壓增大而增大，同時(shí)，當(dāng)柵極電壓增高到一定值時(shí)，穩(wěn)壓二極管D21將電壓鉗制在一個(gè)固定值，保證Q1輸出電壓不會(huì)過高而損壞后極元件，這時(shí)Q1工作在線性狀態(tài)，超過固定值的電壓主要加在Q1上，Q1起到降壓作用，使輸出電壓穩(wěn)定的為用電設(shè)備供電，保證其正常工作。零線檢測(cè)電路包括穩(wěn)壓二極管D17、電阻R5和光電耦合器U1，電阻R5和光電耦合器U1串聯(lián)后與穩(wěn)壓二極管D17并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管D17一端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極，另一端連接電能表的零線接入位，光電耦合器U1的輸出端將零線是否缺失的信號(hào)輸出。進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例中，三相開關(guān)電源還包括防雷擊保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路和EMC濾波電路。防雷擊保護(hù)電路包括壓敏電阻RT2、RT3和RT4，壓敏電阻RT2、RT3和RT4一端分別連接A、B、C三相，另一端分別連接零線。過壓保護(hù)電路包括復(fù)合熱敏電阻RT5，零線輸入經(jīng)過二極管D9后，D9的負(fù)極連接該復(fù)合熱敏電阻RT5的一端，復(fù)合熱敏電阻RT5的另一端連接EMC濾波電路。EMC濾波電路能有效抑制傳導(dǎo)干擾，保證開關(guān)電源的穩(wěn)定性。本發(fā)明實(shí)施例中，三相開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)40VAC-420VAC寬范圍電壓輸入，且可按照三相電能表的功能需求實(shí)現(xiàn)兩路或三路隔離電壓輸出。實(shí)施例二本發(fā)明提供的實(shí)施例二為MCU根據(jù)三相之間的電壓夾角判斷接入電壓的規(guī)格的方法的實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例中，MCU接收到缺少零線的信號(hào)后，進(jìn)一步根據(jù)三相之間的電壓夾角確定接線方式是否為三相四線或者三相三線，判斷依據(jù)如表一所示。表一：三相之間的電壓夾角范圍與接線方式對(duì)應(yīng)表由表一可知，判斷依據(jù)包括：A和B相線之間電壓夾角范圍是105°～135°、A和C相線之間電壓夾角范圍是225°～255°、B和C相線之間電壓夾角范圍是105°～135°或者A和B相線之間電壓夾角范圍是225°～255°、A和C相線之間電壓夾角范圍是105°～135°、B和C相線之間電壓夾角范圍是225°～255°時(shí)，判斷接線方式為三相四線；此時(shí)只要其中任一相電壓值大于132V，則判定為3×220/380V，否則判定為3×57.7/100V。A和C相線之間電壓夾角范圍是285°～315°或者45°～75°時(shí)，判斷接線方式為三相三線；默認(rèn)電壓規(guī)格為3×100V。否則，無法判斷，報(bào)警常顯提示ERR-FF。對(duì)夾角范圍的各種情況做了細(xì)致判定，實(shí)現(xiàn)方式更加可靠。實(shí)施例三本發(fā)明提供的實(shí)施例三為MCU根據(jù)三相之間的電壓夾角判斷接入電壓的規(guī)格的方法的實(shí)施例。本發(fā)明實(shí)施例中，MCU接收到零線是否缺失的信號(hào)初步判斷接線方式后，MCU根據(jù)三相之間的電壓值判斷接入電壓的規(guī)格，判斷依據(jù)如表二所示。表二：三相之間的電壓與接線方式對(duì)應(yīng)表具體為：A相電壓范圍是75～132V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是75～132V時(shí)，判斷接線方式為三相三線3×100V。A相電壓范圍是75～132V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是小于40V或者A相電壓范圍是小于40V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是75～132V時(shí)，判斷接線方式為三相三線3×100V，嚴(yán)重缺相報(bào)警常顯提示ERR-FE。A相電壓范圍是大于160V，B相電壓范圍是大于160V，C相電壓范圍是大于160V或者A相電壓范圍是小于40V，B相電壓范圍是大于160V，C相電壓范圍是大于160V或者A相電壓范圍是大于160V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是大于160V或者A相電壓范圍是大于160V，B相電壓范圍是大于160V，C相電壓范圍是小于40V時(shí)，判斷接線方式為三相四線3×220/380V。A相電壓范圍是大于160V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是小于40V或者A相電壓范圍是小于40V，B相電壓范圍是大于160V，C相電壓范圍是小于40V或者A相電壓范圍是小于40V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是大于160V時(shí)，判斷接線方式為三相四線3×220/380V，嚴(yán)重缺相報(bào)警常顯提示ERR-FE。A相電壓范圍是40～75V，B相電壓范圍是40～75V，C相電壓范圍是40～75V或者A相電壓范圍是小于40V，B相電壓范圍是40～75V，C相電壓范圍是40～75V或者A相電壓范圍是大于40～75V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是40～75V或者A相電壓范圍是40～75V，B相電壓范圍是40～75V，C相電壓范圍是小于40V時(shí)，判斷接線方式為三相四線3×57.7/100V。A相電壓范圍是40～75V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是小于40V或者A相電壓范圍是小于40V，B相電壓范圍是40～75V，C相電壓范圍是小于40V或者A相電壓范圍是小于40V，B相電壓范圍是小于40V，C相電壓范圍是40～75V時(shí)，判斷接線方式為三相四線3×57.7/100V，嚴(yán)重缺相報(bào)警常顯提示ERR-FE。否則，無法判斷，默認(rèn)三相四線3×220/380V報(bào)警常顯提示ERR-FF。上述根據(jù)三相之間電壓夾角或三相之間電壓的判斷過程中，三相電壓夾角判斷過程相對(duì)簡(jiǎn)單，三相之間電壓的判斷只使用各相線電壓值即可實(shí)現(xiàn)接入方式及電壓規(guī)格判定的方法，在電壓夾角異常或電壓缺相的情況下，該電壓值判斷方式依然可以實(shí)現(xiàn)電能表接入方式及電壓規(guī)格的判定。并且本發(fā)明實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解為上述實(shí)施例一所包括的各個(gè)單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能單元的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括ROM/RAM、磁盤、光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。