一種三相電子式多功能電能表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電能表技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相電子式多功能電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有國內(nèi)外的數(shù)顯多功能電能表的設(shè)計(jì)方案有單芯片和多芯片兩種:
[0003]其中單芯片方案(SOC)，計(jì)量芯片和MCU集成在一塊芯片中，其優(yōu)點(diǎn)是電路簡單成本低，缺點(diǎn)是計(jì)量精度和時(shí)鐘精度低，可靠性差，達(dá)不到國網(wǎng)智能電能表的技術(shù)要求，只能用于設(shè)計(jì)簡易的數(shù)據(jù)采集儀表；
[0004]其中多芯片方案(組合式方案)，由專用多功能電能計(jì)量芯片采樣與電能計(jì)量有關(guān)的電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，計(jì)量有功正反向電量；由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算管理、顯示、通訊、存儲和欠費(fèi)控制，實(shí)現(xiàn)分時(shí)電價(jià)和梯度電價(jià)的計(jì)量要求。多芯片方案的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)量和時(shí)鐘精度高，可靠性高，能滿足國家電網(wǎng)公司對智能電表的技術(shù)要求；缺點(diǎn)是電路略復(fù)雜，成本略高，適合設(shè)計(jì)高級計(jì)量儀表。
[0005]在電能表的通訊方式上，為適用于農(nóng)村、城市、工廠等不同的應(yīng)用場景，已經(jīng)存在包括紅外通訊、RS485串行通訊、電力通訊、GPRS通訊等抄表方式的電能表的技術(shù)方案存在。但上述電能表缺少防雷擊和強(qiáng)電誤接設(shè)計(jì)，在雷擊和強(qiáng)電誤接時(shí)，容易導(dǎo)致通訊電路損壞，影響電能計(jì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種顯示精確、具有多重保護(hù)功能的三相電子式多功能電能表。
[0007]本實(shí)用新型為達(dá)到上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是:一種三相電子式多功能電能表，包括電源電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、計(jì)量電路、控制電路、通信電路、液晶顯示電路和保護(hù)電路，其中:
[0008]所述電源電路為系統(tǒng)提供電源，包括降壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和備用電池，所述降壓電路包括3個(gè)獨(dú)立的變壓器，每個(gè)變壓器都設(shè)置I個(gè)初級線圈和2個(gè)次級線圈；
[0009]所述電壓采樣電路包括3個(gè)獨(dú)立的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)、濾波電路；
[0010]所述電流采樣電路包括3個(gè)獨(dú)立的電流互感器、采樣電阻、濾波電路；
[0011]所述計(jì)量電路對電壓、電流信號進(jìn)行處理，輸出有功、無功脈沖信號，為系統(tǒng)提供電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等計(jì)量數(shù)據(jù)，包括計(jì)量芯片ATT7022B/C及外圍電路；
[0012]所述控制電路控制系統(tǒng)運(yùn)行，包括MICROCHIP微處理器PIC18F6622及外圍電路；
[0013]所述通信電路包括RS485通信電路和紅外通信電路；
[0014]所述液晶顯不電路由2個(gè)液晶驅(qū)動芯片PCF8562和液晶顯不器及外圍電路組成；
[0015]所述系統(tǒng)保護(hù)電路包括第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路，所述第一保護(hù)電路設(shè)于電源電路、電壓采集電路的輸入端，所述第二保護(hù)電路設(shè)于RS485通信電路的輸出端。
[0016]所述電源電路輸出兩路路相互獨(dú)立的電源:第一電源和第二電源，第一電源給控制電路、計(jì)量電路、時(shí)鐘電路、存儲電路、功能按鍵電路和紅外通信電路提供電源，第二電源給RS485通信電路提供電源；正常工作時(shí)時(shí)鐘電路由第一電源提供電源，停電時(shí)由備用電池提供電源。
[0017]所述RS485通信電路由485芯片和外圍電路組成，RS485通信電路通過3個(gè)光電耦合器和控制電路的UART 口、1 口連接，完成數(shù)據(jù)通信和收發(fā)控制。
[0018]所述紅外通信電路由紅外接收電路和紅外發(fā)射電路組成，紅外通信電路和控制電路的UART 口、1 口連接，完成數(shù)據(jù)通信和載波調(diào)制解調(diào)。
[0019]所述第一保護(hù)電路包括3個(gè)獨(dú)立的壓敏電阻、3個(gè)獨(dú)立的熱敏電阻；在系統(tǒng)遭受雷擊、超壓情況下保護(hù)系統(tǒng)不被破壞。
[0020]所述第二保護(hù)電路包括TVS管、熱敏電阻；保護(hù)485通信線路在雷擊和強(qiáng)電誤接時(shí)不受破壞。
[0021]所述三相電子式多功能電能表中還包括數(shù)據(jù)存儲電路、時(shí)鐘電路、功能按鍵電路、LED指示電路及外圍電路。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果是:采用上述結(jié)構(gòu)，通過在三相電子式多功能電能表中設(shè)置能夠提供雙電源的電源電路、兩個(gè)通信電路和兩個(gè)保護(hù)電路，并采用專用計(jì)量芯片和微處理器組成計(jì)量精度高、顯示數(shù)據(jù)及信息豐富的多功能電能表，并且在停電時(shí)數(shù)據(jù)不丟失、時(shí)鐘不停止，能滿足不同環(huán)境下的使用要求；本實(shí)用新型在雷擊和強(qiáng)電誤接時(shí)，能有效保護(hù)電能表和通信電路不受到破壞。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。其中:
[0024]圖1是本實(shí)用新型三相電子式多功能電能表的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型電源電路的電路原理圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型電壓采樣電路的電路原理圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型電流采樣電路的電路原理圖；
[0028]圖5是本實(shí)用新型計(jì)量電路的電路原理圖；
[0029]圖6是本實(shí)用新型第一保護(hù)電路的電路原理圖；
[0030]圖7是本實(shí)用新型第二保護(hù)電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳細(xì)說明。
[0032]請參閱圖1至圖7所示，本實(shí)用新型三相電子式多功能電能表包括電源電路1、電壓采樣電路2、電流采樣電路3、計(jì)量電路4、控制電路5、通信電路6、液晶顯示電路7和保護(hù)電路8，其中:
[0033]所述電源電路I為系統(tǒng)提供電源，包括降壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和備用電池，所述降壓電路包括3個(gè)獨(dú)立的變壓器，每個(gè)變壓器都設(shè)置I個(gè)初級線圈和2個(gè)次級線圈；
[0034]所述電壓采樣電路2包括3個(gè)獨(dú)立的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)、濾波電路；
[0035]所述電流采樣電路3包括3個(gè)獨(dú)立的電流互感器、采樣電阻、濾波電路；
[0036]所述計(jì)量電路4對電壓、電流信號進(jìn)行處理，輸出有功、無功脈沖信號，為系統(tǒng)提供電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等計(jì)量數(shù)據(jù)，包括計(jì)量芯片ATT7022B/C及外圍電路；
[0037]所述控制電路5控制系統(tǒng)運(yùn)行，包括MICROCHIP微處理器PIC18F6622及外圍電路；
[0038]所述通信電路6包括RS485通信電路和紅外通信電路；
[0039]所述液晶顯不電路7由2個(gè)液晶驅(qū)動芯片PCF8562和液晶顯不器及外圍電路組成；
[0040]所述系統(tǒng)保護(hù)電路8包括第一保護(hù)電路81和第二保護(hù)電路82，所述第一保護(hù)電路81設(shè)于電源電路、電壓采集電路的輸入端，所述第二保護(hù)電路82設(shè)于RS485通信電路的輸出端。
[0041]本實(shí)施例中，電壓采樣電路2的輸入端連接Ua、Ub、Uc、Un，電壓采樣電路2的輸出端連接計(jì)量電路4，電壓采樣電路2將電壓Ua、Ub、Uc轉(zhuǎn)換成低電壓輸入到計(jì)量芯片，完成電壓信號的采集。電壓采樣電路2為系統(tǒng)提供電壓信號。
[0042]電流采樣電路3的輸入端連接Ia、Ib、Ic，電流采樣電路3的輸出端連接計(jì)量電路4，電流采樣電路3將電流Ia、Ib、Ic轉(zhuǎn)換成電壓信號輸入到計(jì)量芯片，完成電流信號的采集。電流采樣電路3為系統(tǒng)提供電流信號。
[0043]外部晶振連接計(jì)量芯片的時(shí)鐘輸入端，為計(jì)量芯片提供時(shí)鐘。
[0044]計(jì)量電路4的計(jì)量芯片ATT7022B/C的SPI數(shù)據(jù)輸出端DOUT、DIN、SCLK, CS連接控制電路5的微處理器的