一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，包括用于采樣電路、計(jì)量芯片和控制芯片，所述采樣電路連接計(jì)量芯片，計(jì)量芯連接控制芯片，計(jì)量芯片信號輸出端包括時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口一以及脈沖信號端口一，控制芯片輸入端包括時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二，時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口一以及脈沖信號端口一各自連接一光耦隔離電路，經(jīng)光耦隔離電路分別對應(yīng)連接時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二。本實(shí)用新型有效隔離市電，避免對控制芯片造成干擾而且還有信號抗混疊處理，保證精度，電流采樣電路還連接有壓差檢測電路，可準(zhǔn)確檢測用戶設(shè)備的采樣電流。
【專利說明】一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]由于現(xiàn)有電表采集的是用戶設(shè)備上至少220V的市電，但電表中控制芯片適用的電壓一般是5-12伏弱電，在電壓采樣電路和電流采樣電路對用戶設(shè)備上食物電壓和電流信號進(jìn)行采樣后，由計(jì)量芯片進(jìn)行計(jì)算電量并輸入到控制芯片中，通過控制芯片進(jìn)行用戶設(shè)備的繼電控制。由于有強(qiáng)電信號的干擾，容易對控制芯片造成影響并損壞控制芯片。通常受到影響的信號主要有控制芯片的數(shù)據(jù)通信端口，脈沖信號端口、時(shí)鐘端口以及片選端口。因此有中國公開申請?zhí)枮?00920304656.7名稱為多功能電表的專利，在計(jì)量電路與MCU單元之間連接有光電隔離，通過光電隔離防止強(qiáng)電的干擾，但是在該專利中主要對MCU單元的脈沖輸出以及低電壓進(jìn)行光電隔離，但控制芯片的時(shí)鐘端口、片選端口以及數(shù)據(jù)通信端口并沒有設(shè)置隔離保護(hù)，容易對信號的傳輸以及信號同步造成干擾和誤差，不僅如此，而且在高壓、雷電等因素的影響下還會造成電表數(shù)據(jù)的破壞，例如在進(jìn)行電壓和電流的采樣過程中易造成信號的混疊，并且在進(jìn)行電流采樣時(shí)沒有相應(yīng)的壓差電路，采集數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，在進(jìn)行電量信息傳輸時(shí)有效的隔離市電，避免對控制芯片造成干擾和損壞，而且對計(jì)量芯片的電壓和電流輸入端口進(jìn)行信號抗混疊處理，保證精度，電流采樣電路還連接有壓差檢測電路，可準(zhǔn)確地檢測用戶設(shè)備的采樣電流信號。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，包括用于采集用戶設(shè)備電壓和電流信號的采樣電路、計(jì)量芯片和控制芯片，所述采樣電路連接計(jì)量芯片的信號輸入端，所述計(jì)量芯片的信號輸出端連接控制芯片的輸入端，計(jì)量芯片的信號輸出端包括時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口一以及脈沖信號端口一，控制芯片的輸入端包括時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二，所述時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口一以及脈沖信號端口一各自連接一光I禹隔離電路，經(jīng)光耦隔離電路分別對應(yīng)連接時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二。
[0005]優(yōu)選的，所述的采樣電路包括電壓采樣電路和電流采樣電路，所述的電壓采樣電路經(jīng)第一抗混疊電路連接計(jì)量芯片的電壓采樣信號輸入端，電流采樣電路經(jīng)第二抗混疊電路連接計(jì)量芯片的電流采樣信號輸入端。
[0006]優(yōu)選的，計(jì)量芯片的信號輸入端包括電壓信號輸入端的正極端子和負(fù)極端子，所述的第一抗混疊電路包括連接在電壓采樣電路輸出端的正極與負(fù)極之間的第一電阻，電壓采樣電路輸出端的正極與計(jì)量芯片電壓信號輸入端的正極端子之間連接第二電阻，所述計(jì)量芯片電壓信號輸入端的正極端子與地之間連接第一電容，電壓米樣電路輸出端的負(fù)極與計(jì)量芯片電壓信號輸入端的負(fù)極端子之間連接第三電阻，所述計(jì)量芯片電壓信號輸入端的負(fù)極端子連接第二電容，第二電容與第一電容共地。
[0007]優(yōu)選的，計(jì)量芯片的信號輸入端包括電流信號輸入端的正極端子和負(fù)極端子，所述的第二抗混疊電路包括由電流采樣電路輸出端正極輸出分別連接在計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子之間的第四電阻以及和地之間的第五電阻，還包括由電流采樣電路輸出端負(fù)極輸出分別連接至計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子之間的第六電阻以及和地之間的第七電阻，計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子與地之間連接第三電容，計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子與地之間連接第四電容，所述第三電容和第四電容共地。
[0008]優(yōu)選的，電流采樣電路包括有若干個(gè)串聯(lián)的采樣電阻，所述采樣電阻連接一壓差檢測電路的正極，所述壓差檢測電路的正極還連接計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子，所述壓差檢測電路的負(fù)極連接計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子。
[0009]優(yōu)選的，所述壓差檢測電路包括與壓差檢測電路正極分別連接的第八電阻和第五電容，以及與壓差檢測電路的負(fù)極分別連接的第九電阻和第六電容，第九電阻、第六電容、第八電阻和第五電容共地。
[0010]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011 ] 在控制芯片的時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口 二以及脈沖信號端口 二均連接有一光耦隔離電路，避免強(qiáng)電對控制芯片的各個(gè)信號輸入端產(chǎn)生影響。
[0012]電壓采樣電路、電流采樣電路分別與計(jì)量芯片的電壓采樣信號輸入端以及電流采樣信號輸入端連接有第一抗混疊電路和第二抗混疊電路，避免采樣信號的交錯(cuò)以及其他信號的干擾。
[0013]為保證電表測量的精度，電流采樣電路連接有一壓差檢測電路，通過壓差檢測電路對計(jì)算采樣電流信號值，保證檢測精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0015]圖1為本實(shí)用新型接線原理圖；
[0016]圖2為本第一抗混疊電路；
[0017]圖3為第二抗混疊電路；
[0018]圖4為壓差檢測電路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，包括用于采集用戶設(shè)備電壓和電流信號的采樣電路、計(jì)量芯片和控制芯片，所述采樣電路連接計(jì)量芯片的信號輸入端，所述計(jì)量芯片的信號輸出端連接控制芯片的輸入端，其特征在于:計(jì)量芯片的信號輸出端包括時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口一以及脈沖信號端口一，控制芯片的輸入端包括時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二，所述時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口 一以及脈沖信號端口 一各自連接一光耦隔離電路，經(jīng)光耦隔離電路分別對應(yīng)連接時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二。時(shí)鐘端口一經(jīng)光耦隔離電路一連接時(shí)鐘端口二，片選端口 一經(jīng)光耦隔離電路二連接片選端口二，數(shù)據(jù)通信端口一經(jīng)光耦隔離電路三連接數(shù)據(jù)通信端口二，脈沖信號端口 一經(jīng)光耦隔離電路四連接脈沖信號端口二。用戶設(shè)備連接的通常為220伏的市電，而控制芯片和計(jì)量芯片為30伏以內(nèi)的弱電信號。在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、電量的脈沖信號傳輸、時(shí)鐘時(shí)序發(fā)送，時(shí)序同步以及計(jì)量芯片的片選時(shí)通過光耦隔離，避免了 220伏市電對控制芯片以及計(jì)量芯片造成信號干擾，防止了控制芯片的損壞，保證控制精度。
[0020]參見圖1，所述的采樣電路包括用于采集用戶設(shè)備電壓和電流信號的電壓采樣電路和電流采樣電路，為防止采集的電壓信號以及電流信號之間的相互干擾以及市電的干擾，所述的電壓采樣電路經(jīng)第一抗混疊電路連接計(jì)量芯片的電壓采樣信號輸入端，電流采樣電路經(jīng)第二抗混疊電路連接計(jì)量芯片的電流采樣信號輸入端。
[0021]作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，參見圖2，計(jì)量芯片的信號輸入端包括電壓信號輸入端的正極端子SI和負(fù)極端子S2，所述的第一抗混疊電路包括連接在電壓采樣電路輸出端的正極與負(fù)極之間的第一電阻Rl，電壓米樣電路輸出端的正極與計(jì)量芯片電壓信號輸入端的正極端子SI之間連接第二電阻R2，所述計(jì)量芯片電壓信號輸入端的正極端子SI與地之間連接第一電容Cl,電壓米樣電路輸出端的負(fù)極與計(jì)量芯片電壓信號輸入端的負(fù)極端子S2之間連接第三電阻R3，所述計(jì)量芯片電壓信號輸入端的負(fù)極端子S2連接第二電容C2，第二電容C2與第一電容Cl共地。
[0022]作為又一種優(yōu)選實(shí)施方式，參見圖3，計(jì)量芯片的信號輸入端包括電流信號輸入端的正極端子S3和負(fù)極端子S4，所述的第二抗混疊電路包括由電流采樣電路輸出端正極輸出分別連接在計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子S3之間的第四電阻R3以及和地之間的第五電阻R5，還包括由電流采樣電路輸出端負(fù)極輸出分別連接至計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子S4之間的第六電阻R6以及和地之間的第七電阻R7，計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子S3與地之間連接第三電容C3，計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子S4與地之間連接第四電容C4，所述第三電容C3和第四電容C4共地。
[0023]通過第一抗混疊電路和第二抗混疊電路將采樣電壓信號和采樣電流信號分開，并且避免干擾信號，保證檢測的準(zhǔn)確度。
[0024]電流采樣電路包括有若干個(gè)串聯(lián)的采樣電阻，所述采樣電阻連接一壓差檢測電路的正極，所述壓差檢測電路的正極還連接計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子S3，所述壓差檢測電路的負(fù)極連接計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子S4。采樣電阻將電流傳感器檢測到的采樣電流信號轉(zhuǎn)化為采樣電壓信號，通過壓差檢測電路計(jì)算出檢測到的采樣電壓信號的電壓差，檢測方便。在本優(yōu)選實(shí)施例中，參見圖4，所述壓差檢測電路包括與壓差檢測電路正極分別連接的第八電阻R8和第五電容C5，以及與壓差檢測電路的負(fù)極分別連接的第九電阻R9和第六電容C6，第九電阻R9、第六電容C6、第八電阻R8和第五電容C5共地。
[0025]除上述優(yōu)選實(shí)施例外，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型作出各種改變和變形，只要不脫離本實(shí)用新型的精神，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，包括用于采集用戶設(shè)備電壓和電流信號的采樣電路、計(jì)量芯片和控制芯片，所述采樣電路連接計(jì)量芯片的信號輸入端，所述計(jì)量芯片的信號輸出端連接控制芯片的輸入端，其特征在于:計(jì)量芯片的信號輸出端包括時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口一以及脈沖信號端口一，控制芯片的輸入端包括時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二，所述時(shí)鐘端口一、片選端口一、數(shù)據(jù)通信端口一以及脈沖信號端口 一各自連接一光耦隔離電路，經(jīng)光耦隔離電路分別對應(yīng)連接時(shí)鐘端口二、片選端口二、數(shù)據(jù)通信端口二以及脈沖信號端口二。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，其特征在于:所述的采樣電路包括電壓采樣電路和電流采樣電路，所述的電壓采樣電路經(jīng)第一抗混疊電路連接計(jì)量芯片的電壓采樣信號輸入端，電流采樣電路經(jīng)第二抗混疊電路連接計(jì)量芯片的電流采樣信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，其特征在于:計(jì)量芯片的信號輸入端包括電壓信號輸入端的正極端子(SI)和負(fù)極端子(S2)，所述的第一抗混疊電路包括連接在電壓采樣電路輸出端的正極與負(fù)極之間的第一電阻(R1)，電壓采樣電路輸出端的正極與計(jì)量芯片電壓信號輸入端的正極端子(SI)之間連接第二電阻(R2)，所述計(jì)量芯片電壓信號輸入端的正極端子(SI)與地之間連接第一電容(Cl),電壓米樣電路輸出端的負(fù)極與計(jì)量芯片電壓信號輸入端的負(fù)極端子(S2)之間連接第三電阻(R3)，所述計(jì)量芯片電壓信號輸入端的負(fù)極端子(S2)連接第二電容(C2),第二電容(C2)與第一電容(Cl)共地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，其特征在于:計(jì)量芯片的信號輸入端包括電流信號輸入端的正極端子(S3)和負(fù)極端子(S4)，所述第二抗混疊電路包括由電流采樣電路輸出端正極輸出分別連接在計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子(S3)之間的第四電阻(R3)以及和地之間的第五電阻(R5)，還包括由電流采樣電路輸出端負(fù)極輸出分別連接至計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子(S4)之間的第六電阻(R6)以及和地之間的第七電阻(R7)，計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子(S3)與地之間連接第三電容(C3)，計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子(S4)與地之間連接第四電容(C4)，所述第三電容(C3)和第四電容(C4)共地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，其特征在于:電流采樣電路包括有若干個(gè)串聯(lián)的采樣電阻，所述采樣電阻連接一壓差檢測電路的正極，所述壓差檢測電路的正極還連接計(jì)量芯片電流信號輸入端的正極端子(S3)，所述壓差檢測電路的負(fù)極連接計(jì)量芯片電流信號輸入端的負(fù)極端子(S4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單相電表的計(jì)量保護(hù)電路，其特征在于:所述壓差檢測電路包括與壓差檢測電路正極分別連接的第八電阻(R8)和第五電容(C5)，以及與壓差檢測電路的負(fù)極分別連接的第九電阻(R9)和第六電容(C6)，第九電阻(R9)、第六電容(C6)、第八電阻(R8)和第五電容(C5)共地。
【文檔編號】G01R22/06GK203587684SQ201320825441
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】陳秀銀, 傅亮, 孫林忠, 胡萌 申請人:浙江恒業(yè)電子有限公司