專利名稱：一種高精度單相電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于對電能進行計量的單相電度表，屬計量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚哪茉?，為了合理?guī)劃用電量和收取電費，電力部門在供電線路中安裝了電度表，以便準確計量用戶的用電量。提高電度表的計量精度是實現(xiàn)公平計費的前提。電子式電度表因具有計量精度較高、計量數(shù)據(jù)便于管理等優(yōu)點，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前，提高電能計量芯片的數(shù)據(jù)采集速度和運算速度是進一步提高電子式電度表計量精度的主要途徑，但當數(shù)據(jù)采集速度和運算速度較高時，來自電網(wǎng)高次諧波的干擾，就成了影響電子式電度表計量精度的主要因素。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種能夠有效抑制整流電源高次諧波干擾的高精度單相電度表。
本實用新型的問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種高精度單相電度表，由直流電源、電能計量芯片、電壓采樣電路、電流采樣電路、
EEPR0M和LCD顯示器組成，所述電能計量芯片采用CS5460A (CS5463);所述直流電源由整流橋、DC/DC模塊、電感組成，所述整流橋的輸入端接相電壓，輸出電壓經(jīng)濾波電容濾波后接DC/DC模塊的輸入端，所述DC/DC模塊采用MAX758，其輸出端先經(jīng)電感和一個T型低通濾波器接CS5460A的VA端，再經(jīng)一個n型濾波器接CS5460A的VD端；所述電流采樣電路、電壓采樣電路、EEPROM接電能計量芯片的輸入端口；所述LCD顯示器(或機械式顯示器件)接電能計量芯片的輸出端口。
上述高精度單相電度表，所述電壓采樣電路由電壓互感器和一個由電阻、電容組成的差分電路構(gòu)成，電壓互感器的輸入端接相電壓，其輸出信號經(jīng)差分電路接電能計量芯片的差分電壓輸入端VIN+、 VIN-。
上述高精度單相電度表，所述電流采樣電路由電流互感器和一個由電阻、電容組成的差分電路構(gòu)成，電流互感器接于單相交流電的相線上，其輸出信號經(jīng)差分電路接電能計量芯片的差分電流輸入端IIN+、 IIN-。
本實用新型以高速電能計量芯片為核心元件組成電能計量儀表，對瞬時用電功率也可以精確計量，直流電源采用DC/DC模塊將整流橋所產(chǎn)生的高次諧波隔離，可有效抑制整流電源高次諧波對電能計量芯片的A/D轉(zhuǎn)換、運算的干擾以及對采集的交流電壓、電流偏移寄存器的影響，設(shè)置低通濾波器可進一步提高直流電壓的穩(wěn)定性，保證了計量的精度。本實用新型能夠有效抑制整流電源高次諧波干擾，提高了計量的精度，保證了電能計費的公平性。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的電原理框圖；圖2是電原理圖。
圖中各標號為Ul、電能計量芯片，DC/DC、直流/直流變換器，ZL、整流橋，L、電感，D穩(wěn)壓管，LCD、液晶顯示器，T、變壓器，PT、電壓互感器，CT、電流互感器，EEPR0M、存儲器。
圖中各集成塊的型號是U1為CS5460A(CS5463)，DC/DC為MAX758，EEPR0M為IM25C040M8。
具體實施方式

參看圖2，電能計量芯片CS5460A是一種高性能電能測量集成電路，其內(nèi)部集成了兩個△-SA/D轉(zhuǎn)換器、高、低通數(shù)字濾波器、能量計算單元、串行接口、數(shù)字-頻率轉(zhuǎn)換器、寄存器陣列和看門狗定時器等模擬、數(shù)字信號處理單元，CS5460A可以在單一的+5V電壓下運行，也可以在土2.5V電壓下運行，電流通道輸入范圍為30mV或150mV，電壓通道輸入范圍為150mV, CS5460A可直接驅(qū)動機械計度器或液晶顯示器或LED顯示器。它運算速度高，每個周波可采集80個點的運算數(shù)據(jù)，使大部分瞬時功率得以補計，降低了電網(wǎng)的損失，但CS5460A對直流電源的質(zhì)量要求也較高。
圖2中，DC/DC為直流/直流變換器，可有效抑制整流電源高次諧波對電能計量芯片Ul的干擾，電阻R1、 R2、電容C2構(gòu)成一個T型低通濾波器，電阻R3、電容C3、 C4構(gòu)成一個T型低通濾波器，保證了電能計量芯片m的數(shù)字電路電源VD和模擬電源VA的質(zhì)量。電阻R4、R5構(gòu)成分壓電路，其輸出信號反饋至DC/DC的4腳。電阻R14、 R15之間的分壓值進入Ul的17腳，對供電電壓監(jiān)測，實施電路保護。
圖2中，電阻R6、 R7、電容C5、 C6構(gòu)成差分電路，電阻R8、 R9為耦合電阻，C7為濾波電容。同理，電阻RIO、 Rll、電容C8、 C9構(gòu)成差分電路，電阻R12、 R13為耦合電阻，C10為濾波電容。
工作原理
220V交流電經(jīng)變壓器T降壓、整流橋ZL整流后，得到的直流電壓送人MAX758進行諧波隔離，MAX758的7腳輸出的電壓經(jīng)電感L和低通濾波器后送入CS5460A的模擬電壓輸入端VA和數(shù)字電壓輸入端VD，使CS5460A得電正常工作。
PT為CS5460A的電壓輸入互感器，采樣電壓經(jīng)R6、 R7、電容C5、 C6差分后的電壓值送人CS5460A的差分電壓輸入端VIN+和VIN-，作為計算功率的電壓值。
CT為CS5460A的電流輸入互感器，采樣電壓經(jīng)電阻RIO、 Rll、電容C8、 C9差分后的電壓值送人CS5460A的差分電流輸入端IIN+和IIN-，作為計算功率的電流值。
電能計量芯片Ul的M0D、 CS、 SDI、 SDO、 SCLK和INT端接EEPROM, IM25C040M8為EEPR0M，寫入有自檢程序，上電自引導(dǎo)讀入數(shù)據(jù)運行。Ul的EDIR、 EOUT端接LCD(或機械)顯示器，顯示計量結(jié)果。
權(quán)利要求1、一種高精度單相電度表，其特征是，它由直流電源、電能計量芯片(U1)、電壓采樣電路、電流采樣電路、EEPROM和LCD顯示器組成，所述電能計量芯片(U1)采用CS5460A或CS5463；所述直流電源由整流橋(ZL)、DC/DC模塊、電感(L)組成，所述整流橋(ZL)的輸入端接相電壓，輸出電壓經(jīng)濾波電容(C1)濾波后接DC/DC模塊的輸入端，所述DC/DC模塊采用MAX758，其輸出端先經(jīng)電感(L)和一個T型低通濾波器接CS5460A的VA端，再經(jīng)一個π型濾波器接CS5460A的VD端；所述電流采樣電路、電壓采樣電路、EEPROM接電能計量芯片(U1)的輸入端口，所述LCD顯示器接電能計量芯片(U1)的輸出端口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述高精度單相電度表，其特征是，所述電壓采樣電路由電壓互感器(PT)和一個由電阻、電容組成的差分電路構(gòu)成，電壓互感器(PT)的輸入端接相電壓，其輸出信號經(jīng)差分電路接電能計量芯片(Ul)的差分電壓輸入端VIN+、 VIN-。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高精度單相電度表，其特征是，所述電流采樣電路由電流互感器(CT)和一個由電阻、電容組成的差分電路構(gòu)成，電流互感器(CT)接于單相交流電的相線上，其輸出信號經(jīng)差分電路接電能計量芯片(Ul)的差分電流輸入端IIN+、 IIN-。
專利摘要一種高精度單相電度表，屬計量技術(shù)領(lǐng)域，用于解決電度表計量精度問題。其技術(shù)方案是它由直流電源、電能計量芯片、電壓采樣電路、電流采樣電路、EEPROM和LCD(或機械)顯示器組成，所述直流電源由整流橋、DC/DC模塊、電感組成，所述整流橋的輸入端接相電壓，輸出電壓接DC/DC模塊的輸入端，其輸出端先經(jīng)電感和一個T型低通濾波器接電能計量芯片的VA端，再經(jīng)一個π型濾波器接電能計量芯片的VD端；所述電流采樣電路、電壓采樣電路、EEPROM接電能計量芯片的輸入端口；所述LCD顯示器接電能計量芯片的輸出端口。本實用新型能夠有效抑制整流電源高次諧波干擾，提高了計量精度，保證了計費公平性。
文檔編號G01R21/00GK201311451SQ200820227699
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者馮占國, 劉艾達, 楊進平, 趙翊博 申請人:馮占國