專利名稱：卡式電子電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用來(lái)測(cè)量電能的計(jì)費(fèi)儀表，也屬于一種用于電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理裝置，具體是指一種卡式電子電能表。
眾所周知，傳統(tǒng)的用電管理模式是采用電度表計(jì)量、然后人工抄表與收取電費(fèi)的方式，這種方式對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是被動(dòng)的，而用電管理部門則要花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，效率非常低。另外，原有的電磁感應(yīng)式電度表功能單一，尤其是采用熔絲作過(guò)流過(guò)載保護(hù)，使用極不便利。為此，目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)始了自動(dòng)計(jì)費(fèi)式電能表的研制，但是根據(jù)報(bào)導(dǎo)和經(jīng)文獻(xiàn)檢索，這些電能表大都是在現(xiàn)有電磁感應(yīng)式電度表結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)新設(shè)計(jì)的計(jì)費(fèi)卡讀入控制表組合而成，由于它仍然保留了傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式電度表，因而整體上存在著結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、使用不便和在空載運(yùn)行時(shí)存在著一定電耗等問(wèn)題。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的，乃是提供一種無(wú)需人工手抄表而必需預(yù)繳電費(fèi)方可限量用電的全電子化與數(shù)字化的卡式電子電能表，同時(shí)使得其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便和在空載運(yùn)行時(shí)耗電較低。
參見(jiàn)


圖1所示的本實(shí)用新型電原理方框圖，這種卡式電子電能表的設(shè)計(jì)方案如下。其整體電路由有功功率運(yùn)算與處理模塊1、用電量計(jì)數(shù)顯示模塊2、置數(shù)模塊3、控制及輔助模塊4連接組成，有功功率運(yùn)算與處理模塊1具有采樣電路11、運(yùn)算電路12、放大電路13、V/F變換電路14、分頻電路15和過(guò)載比較電路16，運(yùn)算電路12的輸入端和輸出端分別與采樣電路11的輸出端和放大電路13的輸入端相接，放大電路13的輸出端分別與V/F變換電路14和過(guò)載比較電路16的輸入端相連，分頻電路15的輸入端接在V/F變換電路14的輸出端；用電量計(jì)數(shù)顯示模塊2由計(jì)數(shù)電路21、譯碼驅(qū)動(dòng)電路22和顯示電路23組成，譯碼驅(qū)動(dòng)電路22的輸入端和輸出端分別與計(jì)數(shù)電路21的輸出端和顯示電路23的輸入端相接，分頻電路15的輸出端連在計(jì)數(shù)電路21的輸入端；置數(shù)模塊3由區(qū)位碼發(fā)生電路31、區(qū)位碼譯碼電路32、密碼發(fā)生電路33、密碼譯碼及復(fù)位電路34、數(shù)據(jù)發(fā)生電路35、數(shù)據(jù)接收電路36、一次性信息消除電路37和一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38組成，區(qū)位碼發(fā)生電路31的輸出端與區(qū)位碼譯碼電路32的輸入端相接，密碼發(fā)生電路33的輸出端與密碼譯碼及復(fù)位電路34的輸入端相連，數(shù)據(jù)發(fā)生電路35的輸出端與數(shù)據(jù)接收電路36的輸入端相接，一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38的輸出端與一次性信息消除電路37的輸入端相連，區(qū)位碼譯碼電路32的有效信號(hào)輸出端控制密碼譯碼及復(fù)位電路34，密碼譯碼及復(fù)位電路34的有效信號(hào)輸出端控制數(shù)據(jù)發(fā)生電路35，數(shù)據(jù)接收電路36的輸出端與計(jì)數(shù)電路21的輸入端相接，控制及輔助模塊4由置數(shù)控制電路41、報(bào)警電路42、跳閘電路43、數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路44和時(shí)鐘電路45組成，置數(shù)控制電路41的輸入端分別與密碼譯碼及復(fù)位電路34、數(shù)據(jù)發(fā)生電路35和報(bào)警電路42的輸出端相接，而置數(shù)控制電路41的輸出端分別與數(shù)據(jù)接收電路36、計(jì)數(shù)電路21、報(bào)警電路42和跳閘電路43的控制端相連，報(bào)警電路42的輸入端接在計(jì)數(shù)電路21的輸出端，報(bào)警電路42的輸出端還與一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38的輸入端相連，跳閘電路43的兩個(gè)輸入端分別接自過(guò)載比較電路16和計(jì)數(shù)電路21的輸出端，跳閘電路43的一輸出端控制置數(shù)控制電路41，數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路44的輸出端控制置數(shù)控制電路41和跳閘電路43，數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路44的電源輸出端與計(jì)數(shù)電路21的電源端相接，時(shí)鐘電路45的時(shí)鐘信號(hào)輸出端A控制上述電路33至電路35和電路41。
具有上述電路結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型，除了區(qū)位碼發(fā)生電路31、密碼發(fā)生電路33、數(shù)據(jù)發(fā)生電路35和一次性信息消除電路37裝在一個(gè)電能卡上之外，其作電路元器件及跳閘執(zhí)行機(jī)構(gòu)均可裝在一個(gè)設(shè)計(jì)好的殼體內(nèi)，并具有與現(xiàn)有電磁感應(yīng)式電度表一致的外接線方式，以便于安裝。用戶使用時(shí)，將一個(gè)存有一定度數(shù)的電能卡插入儀表的插卡槽內(nèi)，按電路所含的啟動(dòng)按鈕，區(qū)位碼發(fā)生電路31、區(qū)位碼譯碼電路32、密碼發(fā)生電路33、密碼譯碼及復(fù)位電路34、數(shù)據(jù)發(fā)生電路35、數(shù)據(jù)接收電路36將依次工作，在置數(shù)控制電路41的控制下，將電能卡內(nèi)的度數(shù)(由數(shù)據(jù)發(fā)生電路35產(chǎn)生1準(zhǔn)確地送到計(jì)數(shù)電路21，并同原有度數(shù)實(shí)現(xiàn)累加，然后一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38開(kāi)始工作，并將信號(hào)送到一次性信息消除電路37，對(duì)電能卡上的數(shù)據(jù)消除，同時(shí)主回路繼電器合閘，對(duì)用戶供電。采樣電路11進(jìn)行電流、電壓采樣，采樣結(jié)果送運(yùn)算電路12，經(jīng)放大電路13、V/F轉(zhuǎn)換電路14和分頻電路15，再送至計(jì)數(shù)電路21進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路22送顯示電路23顯示。放大電路13輸出的有功功率信號(hào)送到過(guò)載比較電路16的輸入端與設(shè)定的參考電壓相比較，當(dāng)用戶負(fù)載電路出現(xiàn)過(guò)載或短路故障時(shí)，過(guò)載比較電路16輸出過(guò)載有效信號(hào)送至跳閘電路43，跳閘電路43工作，繼電器跳閘，停止對(duì)負(fù)載供電。待過(guò)載或短路故障消除，按電路中的復(fù)位按鈕而重新合閘，對(duì)負(fù)載供電，如此起到過(guò)載與短路保護(hù)作用，實(shí)現(xiàn)儀表的無(wú)保險(xiǎn)絲運(yùn)行。報(bào)警電路42用于檢查計(jì)數(shù)電路21的高二位輸出是否為零，若都為零，則報(bào)警電路42報(bào)警，提示用戶準(zhǔn)備新卡，可以置數(shù)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型加以進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為本實(shí)用新型電原理方框圖；圖2為
圖1中有功功率運(yùn)算與處理模塊1的一種具體電路的原理圖，圖3為
圖1中用電量計(jì)數(shù)顯示模塊2的一種具體電路的原理圖；圖4為
圖1中置數(shù)模塊3的一種具體電路的原理圖；圖5為
圖1中控制與輔助模塊4的一種具體電路的電原理圖。
參見(jiàn)圖2，采樣電路11由電壓互感器TR1、電流互感器TR2及電阻R12至R14組成，運(yùn)算電路12由四象限模擬乘法器IC1、電阻R1與R22、電阻R9至R11、電阻R15至R20及電位器RR1至RR3組成，放大電路13由運(yùn)算放大器IC2、電阻R21、電阻R23至R26及電位器RR4組成，V/F轉(zhuǎn)換電路14由V/F轉(zhuǎn)換器IC3、電阻R27至R33、電位器RR5與RR6及電容C1至C4組成，分頻電路15由14分頻器IC4及電阻R7與R8組成，過(guò)載比較電路16由運(yùn)算放大器IC5、電阻R2與R3及電位器RR7組成。
圖2中各電路的重要連接關(guān)系為，采樣電路11中的R13和R13分別與運(yùn)算電路12中IC1的IWX+端和IWY+端相接，運(yùn)算電路12中IC1的OUT+端與放大電路13中R22和R23的共同連接端相接，而其OUT-端與放大電路13中R21的一端相連，放大電路13中IC2的輸出端第6腳與V/F轉(zhuǎn)換電路14中R27、C1的共同連接端和過(guò)載比較電路16中IC5的同相輸入端第3腳共同相接，V/F轉(zhuǎn)換電路14中IC3的OUT端與分頻電路15中R7一端相連。
運(yùn)算電路12中IC1可采用F1595，該電路具有運(yùn)算精度高、輸出電壓幅度大等特點(diǎn)，并且在四個(gè)象限具有良好的對(duì)稱性。放大電路13中IC2可采用高精度低漂移的集成運(yùn)放OP07，RR4用作運(yùn)放調(diào)零。V/F轉(zhuǎn)換電路14中的IC3可選用LN331，LN331價(jià)格低廉而轉(zhuǎn)換精度高。分頻電路15中的IC4可采用4020，R7與R8用作電平轉(zhuǎn)換，將15V信號(hào)轉(zhuǎn)換為5V信號(hào)。過(guò)載比較電路16中的IC5可選用μ741，IC2的輸出送到IC5的同相輸入端，比較參考電壓由RR7取得，R2與R3作電平轉(zhuǎn)換用。
參見(jiàn)圖3，計(jì)數(shù)電路21由計(jì)數(shù)器IC6至IC10組成，譯碼驅(qū)動(dòng)電路22由BCD7段譯碼/驅(qū)動(dòng)器IC11至IC14、電阻R88及開(kāi)關(guān)S3組成，顯示電路23由顯示器IC15至IC18、三極管T1、發(fā)光二極管L1、電阻R57至R87組成。
圖3中各電路之間及與外電路之間的重要連接關(guān)系為計(jì)數(shù)電路21中IC6的CLK端與分頻電路15中IC4的CNT端相接，計(jì)數(shù)電路21中IC7至IC10的Q0至Q4四個(gè)端分別相對(duì)應(yīng)地與譯碼驅(qū)動(dòng)電路22中IC11至IC14的A至D四個(gè)端相連，譯碼驅(qū)動(dòng)電路22中IC11至IC14的A至G七個(gè)端分別與顯示電路23中IC15至IC18的輸入端所接的電阻R58至R64、R65至R71、R72至R78、R79至R85對(duì)應(yīng)相接，顯示電路23中R87的一端與分頻電路15中IC4的CT端相連。
計(jì)數(shù)電路21中的計(jì)數(shù)器IC6至IC10均可采用可預(yù)置BCD加/減計(jì)數(shù)器4510，電路中U/D端接地作減法計(jì)數(shù)，電路計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自分頻電路15的輸出信號(hào)CNT。譯碼驅(qū)動(dòng)電路22中的IC11至IC14均可采用4511。顯示電路23中的IC15至IC18均采用共陰極LED數(shù)碼管，共顯示四位，小數(shù)點(diǎn)前為三位，小數(shù)點(diǎn)后為一位。T1可用3DG6，發(fā)光管L1作計(jì)數(shù)正常指示閃爍，類似電磁感應(yīng)電度表的度盤轉(zhuǎn)動(dòng)，其輸入信號(hào)取自分頻電路15中IC4的輸出CT。
參見(jiàn)圖4，虛線左邊的電路部分即為包括有區(qū)位碼發(fā)生電路31、密碼發(fā)生電路33、數(shù)據(jù)發(fā)生電路35和一次性信息消除電路37的電能卡，它由PLD智能芯片IC20、電阻R40及區(qū)位碼端頭A0至A9組成，區(qū)位碼譯碼電路32由六反相器IC23A至IC23F、8輸入與非門IC24及3輸入或門IC25B組成，密碼譯碼及復(fù)位電路34由PLD智能芯片IC21、三極管T2、二極管D1至D3、反相器IC26E、開(kāi)關(guān)S1、電阻R43至R45、電阻R49與R50及電容CD1與CD2組成，數(shù)據(jù)接收電路36由雙4位串入并出移位寄存器IC22A與IC22B組成，一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38由時(shí)基集成電路IC19、電阻R34與R35及電容C5至C7組成。
圖4中各電路之間及與外電路之間的重要連接關(guān)系為，電能卡上的區(qū)位碼端頭A0至A9分別與區(qū)位碼譯碼電路32中的輸入端A0至A9相應(yīng)插接，區(qū)位碼譯碼電路32中IC25B的輸出端第6腳與密碼譯碼及復(fù)位電路34中IC21的輸入端第4腳相連，密碼譯碼及復(fù)位電路34中IC21的SW端和MN端分別與電能卡上IC20的SN端和MN相接，而D2與D3的共接點(diǎn)RESET與電能卡上IC20的RESET端相連，數(shù)據(jù)接收電路36中IC22A的SN端與電能卡上IC20的SN端相接，而IC22A與IC22B的D0至D7端依次與計(jì)數(shù)電路21中IC9和IC10中的P0至P3端相連，一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38中IC19的ONE端與電能卡上IC20的ONE端相接。
電能卡上PLD智能芯片IC20可采用PAL16R8，區(qū)位碼端頭A0～A9為區(qū)位碼的一組取碼(圖4中的實(shí)施例為0011001010，視設(shè)計(jì)要求可加以改變，構(gòu)成區(qū)位碼發(fā)生電路31，而密碼發(fā)生電路33、數(shù)據(jù)發(fā)生電路35及一次性信息消除電路37均集成在智能芯片IC20內(nèi)。區(qū)位碼譯碼電路32中的IC23、IC24及IC25可分別采用4069、4068及4075，當(dāng)區(qū)位碼有效時(shí)，IC25B的第6腳送一高電平至IC21，作為允許接收密碼的信號(hào)。密碼譯碼及復(fù)位電路34中的IC21可采用PAL16R8，密碼由IC20的第17腳SN端串行送到IC21的第9腳SN端，經(jīng)譯碼，在第12腳輸出高電平為有效的密碼信號(hào)MN，MN經(jīng)CO2、R50和D2組成的微分電路送一脈沖RESET作數(shù)據(jù)發(fā)生電路35的啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)MN信號(hào)送IC20的第9腳以區(qū)分密碼發(fā)生和數(shù)據(jù)發(fā)生，保證只有密碼有效后才發(fā)生數(shù)據(jù)信號(hào)。整個(gè)置數(shù)模塊3的電源由開(kāi)關(guān)S1控制，IC26E、I2、D1與D3、R43至45及CD1構(gòu)成上電復(fù)位信號(hào)發(fā)生電路，控制整個(gè)置數(shù)電路同步起動(dòng)。T2和IC26E用于復(fù)位脈沖整形，保證電路工作可靠。IC26可采用4069。
數(shù)據(jù)接收電路36中的IC22可采用4015，它將IC20發(fā)出的串行數(shù)據(jù)SN轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿袛?shù)據(jù)D7～D0，再送到計(jì)數(shù)電路21。一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38中的IC19可采用555，當(dāng)其第2腳輸入的報(bào)警信號(hào)MN失效(0電平)時(shí)，單穩(wěn)電路觸發(fā)，產(chǎn)生一正脈沖ONE送至IC20的第2腳，將一次性信息消除。
參見(jiàn)圖5，置數(shù)控制電路41由反相器IC28A與IC28B、反相器IC28D與IC28E、3輸入或非門IC30B、2輸入或門IC29B與IC29C及電阻R53組成，報(bào)警電路42由8輸入或非門IC34、2輸入或門IC29D、時(shí)基集成電路IC32、發(fā)光二極管L3、電阻R46至R48及電容C10與C11組成，跳閘電路43由3輸入或非門IC27A與IC27B、2輸入或非門IC30A與IC30C、2輸入或非門IC30D、反相器IC28F、光耦合器IC33、三極管T3、二極管D7、發(fā)光二極管L2、繼電器RL、按鈕S2、電阻R37、電阻R6與R55及電容12至C14組成，數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路44由充電電池BT1、二極管D4至D6、電阻R4、電阻R54與R90及電容CD3組成，時(shí)鐘電路45由時(shí)基集成電路IC31、電阻R41與R42及電容C8與C9組成。
圖5各電路之間及與外電路之間的重要連接關(guān)系為，置數(shù)控制電路41中IC28A的輸入端第1腳與密碼譯碼及復(fù)位電路34中IC21的MN輸出端相接，IC27C的輸入端第12腳與電能卡上IC20的HALT輸出端相連，IC288的輸入端第3腳與報(bào)警電路42中IC290的WN輸出端相接，IC29C的CK輸出端與數(shù)據(jù)接收電路36中IC22A和IC22B的CLK端相連，IC27C的WR輸出端和IC29B的CLR輸出端分別與計(jì)數(shù)電路21中IC6至IC10的PE端和RST端相接，IC29B的輸入端第6腳與數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路44中04輸出端CLEAR相連，IC30B的輸入端第6腳與跳閘電路43中IC27B的CS輸出端相接，IC27C的WR輸出端分別與報(bào)警電路42中IC29D的輸入端第12腳和跳閘電路43中IC30A的輸入端第2腳相連；報(bào)警電路42中IC29D的WN輸出端與一次性消除信號(hào)發(fā)生電路38中電容C5的一端相連，IC34的第2～5腳和第9～12腳這八個(gè)輸入端依次與計(jì)數(shù)電路21中IC9和IC10的Q30～Q33和Q40～Q43這八個(gè)輸出端相接；跳閘電路43中的電容12一端與計(jì)數(shù)電路21中IC10的ZERO輸出端相連，IC30C的輸入端第9腳與過(guò)載比較電路16中電阻R3輸出端OUERLOAO相接；數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路44中D4的輸出端CLEAR與跳閘電路43中IC27A和IC27B的CLEAR輸入端相連，D6和R90的連接端VBB與計(jì)數(shù)電路21中IC6至IC10的VCC端相接；時(shí)鐘電路45中IC31的CLK輸出端分別與電能卡上IC20的第1腳和第8腳、密碼譯碼及復(fù)位電路34中IC21的第1腳及置數(shù)控制電路41中IC28E的輸入端第11腳相接。
在圖5中，IC27、IC28、IC29、IC30可分別采用4025、4069、4071、4001，IC31和IC32均可采用555，IC33可采用4825，IC34可采用4078。置數(shù)控制電路41中寫允許信號(hào)WR由密碼信號(hào)MN經(jīng)反相、報(bào)警信號(hào)WN經(jīng)反相、并同串行數(shù)據(jù)傳送同步傳送信號(hào)HALT一起經(jīng)IC27C或非產(chǎn)生，在時(shí)鐘CLK作用下，控制數(shù)據(jù)接收電路36中的IC22A和IC22B及計(jì)數(shù)電路21中的IC6至IC10接收數(shù)據(jù)。寫允許信號(hào)WR還同計(jì)數(shù)器到零信號(hào)CS一起通過(guò)或非門IC30B，再與上電復(fù)位信號(hào)CLEAR相或產(chǎn)生計(jì)數(shù)器到零后的自鎖信號(hào)CLR。只有當(dāng)寫允許信號(hào)WR有效時(shí)，才可使CLR無(wú)效，計(jì)數(shù)器由清零狀態(tài)到置數(shù)狀態(tài)，使得接收數(shù)據(jù)可以進(jìn)行。另外，寫允許信號(hào)WR和時(shí)鐘信號(hào)CLK各自反相后通過(guò)或門IC29C產(chǎn)生數(shù)據(jù)接收電路的時(shí)鐘CK，送至IC22的CLK端，以控制數(shù)據(jù)接收。
報(bào)警電路42中的IC34用于檢查計(jì)數(shù)器高二位IC9、IC10是否為零，當(dāng)報(bào)警信號(hào)WW有效時(shí)，以IC32為主構(gòu)成的振蕩器工作，L3閃爍報(bào)警，提示用戶準(zhǔn)備新卡，可以置數(shù)。
跳閘電路43中的ZERO信號(hào)來(lái)自計(jì)數(shù)器IC10的借位脈沖，通過(guò)C12、R55微分得一觸發(fā)脈沖，使由IC27B、IC30A組成的RS觸發(fā)器置位，輸出端接IC300，IC300的另一輸入是由過(guò)載信號(hào)OUERLOAD使由IC27A、IC30C組成的觸發(fā)器置位而產(chǎn)生的輸出。IC300的輸出為跳閘信號(hào)，一方面使跳閘指示燈L2亮，另一方面，由R37送出RELAY信號(hào)經(jīng)光耦I(lǐng)C33隔離，三極管T2驅(qū)動(dòng)，繼電器RL跳閘，停止對(duì)負(fù)載供電。過(guò)載跳閘后若故障已消除或負(fù)荷已減輕，則可撳按鈕S2，主電路可重新合閘供電。
數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路44中的BT1輸出VBB作為計(jì)數(shù)器IC6至IC10的掉電后的維持電源；D4和D5是用來(lái)降低上電清零信號(hào)的幅值，以保證電路不會(huì)因掉電后重新來(lái)電而對(duì)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)清零。時(shí)鐘電路45提供整個(gè)置數(shù)及置數(shù)控制電路所需要的時(shí)鐘。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有機(jī)械式電度表及新出現(xiàn)的自動(dòng)計(jì)費(fèi)式電能表相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)，(1)變用戶被動(dòng)用電付費(fèi)為主動(dòng)買卡用電；(2)大大節(jié)省用電管理的人力物力，大大提高用電管理的效率；(3)變“先用電后付費(fèi)”為“先付費(fèi)后限量用電”，這可為國(guó)家預(yù)先提供一筆可觀的電力建設(shè)資金；(4)實(shí)現(xiàn)電能表的全電子化、智能化，使電能表的功能多樣化；(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使用方便，空載運(yùn)行時(shí)耗電低。
權(quán)利要求1.一種卡式電子電能表，其特征在于A)整體電路由有功功率運(yùn)算與處理模塊(1)、用電量計(jì)數(shù)顯示模塊(2)、置數(shù)模塊(3)、控制及輔助模塊(4)連接組成，有功功率運(yùn)算與處理模塊(1)具有采樣電路(11)、運(yùn)算電路(12)、放大電路(13)、V/F變換電路(14)、分頻電路(15)和過(guò)載比較電路(16)，運(yùn)算電路(12)的輸入端和輸出端分別與采樣電路(11)的輸出端和放大電路(13)的輸入端相接，放大電路(13)的輸出端分別與V/F變換電路(14)和過(guò)載比較電路(16)的輸入端相連，分頻電路(15)的輸入端接在V/F變換電路(14)的輸出端，B)用電量計(jì)數(shù)顯示模塊(2)由計(jì)數(shù)電路(21)、譯碼驅(qū)動(dòng)電路(22)和顯示電路(23)組成，譯碼驅(qū)動(dòng)電路(22)的輸入端和輸出端分別與計(jì)數(shù)電路(21)的輸出端和顯示電路(23)的輸入端相接，分頻電路(15)的輸出端連在計(jì)數(shù)電路(21)的輸入端；C)置數(shù)模塊(3)由區(qū)位碼發(fā)生電路(31)、區(qū)位碼譯碼電路(32)、密碼發(fā)生電路(33)、密碼譯碼及復(fù)位電路(34)、數(shù)據(jù)發(fā)生電路(35)、數(shù)據(jù)接收電路(36)、一次性信息消除電路(37)和一次性消除信號(hào)發(fā)生電路(38)組成，區(qū)位碼發(fā)生電路(31)的輸出端與區(qū)位碼譯碼電路(32)的輸入端相接，密碼發(fā)生電路(33)的輸出端與密碼譯碼及復(fù)位電路(34)的輸入端相連，數(shù)據(jù)發(fā)生電路(35)的輸出端與數(shù)據(jù)接收電路(36)的輸入端相接，一次性消除信號(hào)發(fā)生電路(38)的輸出端與一次性信息消除電路(37)的輸入端相連，區(qū)位碼譯碼電路(32)的有效信號(hào)輸出端控制密碼譯碼及復(fù)位電路(34)，密碼譯碼及復(fù)位電路(34)的有效信號(hào)輸出端控制數(shù)據(jù)發(fā)生電路(35)，數(shù)據(jù)接收電路(36)的輸出端與計(jì)數(shù)電路(21)的輸入端相接；D)控制及輔助模塊(4)由置數(shù)控制電路(41)、報(bào)警電路(42)、跳閘電路(43)、數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路(44)和時(shí)鐘電路(45)組成，置數(shù)控制電路(41)的輸入端分別與密碼譯碼及復(fù)位電路(34)、數(shù)據(jù)發(fā)生電路(35)和報(bào)警電路(42)的輸出端相接，而置數(shù)控制電路(41)的輸出端分別與數(shù)據(jù)接收電路(36)、計(jì)數(shù)電路(21)、報(bào)警電路(42)和跳閘電路(43)的控制端相連，報(bào)警電路(42)的輸入端接在計(jì)數(shù)電路(21)的輸出端，報(bào)警電路(42)的輸出端還與一次性消除信號(hào)發(fā)生電路(38)的輸入端相連，跳閘電路(43)的兩個(gè)輸入端分別接自過(guò)載比較電路(16)和計(jì)數(shù)電路(21)的輸出端，跳閘電路(43)的一輸出端控制置數(shù)控制電路(41)，數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路(44)的輸出端控制置數(shù)控制電路(41)和跳閘電路(43)，數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路(44)的電源輸出端與計(jì)數(shù)電路(21)的電源端相接，時(shí)鐘電路(45)的時(shí)鐘信號(hào)輸出端A控制上述電路(33)至電路(35)和電路(41)。
2.如權(quán)利要求1所述的卡式電子電能表，其特征在于，采樣電路(11)由電壓互感器TR1、電流互感器TR2及電阻R12至R14組成，運(yùn)算電路(12)由四象限模擬乘法器IC1、電阻R1與R22、電阻R9至R11、電阻R15至R20及電位器RR1至RR3組成，放大電路(13)由運(yùn)算放大器IC2、電阻R21、電阻R23至R26及電位器RR4組成，V/F轉(zhuǎn)換電路(14)由V/F轉(zhuǎn)換器IC3、電阻R27至R33、電位器RR5與RR6及電容C1至C4組成，分頻電路15由14分頻器IC4及電阻R7與R8組成，過(guò)載比較電路(16)由運(yùn)算放大器IC5、電阻R2與R3及電位器RR7組成。
3.如權(quán)利要求1所述的卡式電子電能表，其特征在于，計(jì)數(shù)電路(21)由計(jì)數(shù)器IC6至IC10組成，譯碼驅(qū)動(dòng)電路(22)由BCD7段譯碼/驅(qū)動(dòng)器IC11至IC14、電阻R88及開(kāi)關(guān)S3組成，顯示電路(23)由顯示器IC15至IC18、三極管T1、發(fā)光二極管L1、電阻R57至R87組成。
4.如權(quán)利要求1所述的卡式電子電能表，其特征在于，包括有區(qū)位碼發(fā)生電路(31)、密碼發(fā)生電路(33)、數(shù)據(jù)發(fā)生電路(35)和一次性信息消除電路(37)的電能卡，由PLD智能芯片IC20、電阻R40及區(qū)位碼端頭A0至A9組成，區(qū)位碼譯碼電路(32)由六反相器IC23A至IC23F、8輸入與非門IC24及3輸入或門IC258組成，密碼譯碼及復(fù)位電路(34)由PL0智能芯片IC21、三極管12、二極管01至03、反相器IC26E、開(kāi)關(guān)S1、電阻R43至R45、電阻R49與R50及與電容CD1與CD2組成，數(shù)據(jù)接收電路(36)由雙4位串入并出移位寄存器IC22A與IC22B組成，一次性消除信號(hào)發(fā)生電路(38)由時(shí)基集成電路IC19、電阻R34與R35及電容C5至C7組成。
5.如權(quán)利要求1所述的卡式電子電能表，其特征在于，置數(shù)控制電路(41)由反相器IC78A與IC28B、反相器IC78D與IC78F、3輸入或非門IC30B、2輸入或門IC29B與IC29C及電阻R53組成，報(bào)警電路(42)由8輸入或非門IC34、2輸入或門IC29D、時(shí)基集成電路IC32、發(fā)光二極管L3、電阻R46至R48及電容C10與C11組成，跳閘電路(43)由3輸入或非門IC27A與IC27B、2輸入或非門IC30A與IC30C、2輸入或非門IC30D、反相器IC28F、光耦合器IC33、三極管T3、二極管D7、發(fā)光二極管L2、繼電器R1、按鈕S2、電阻R37、電阻R6與R55及電容C12至C14組成，數(shù)據(jù)上電復(fù)位及掉電數(shù)據(jù)保持電路(44)由充電電池BT1、二極管D4至D6、電阻R4、電阻R54與R90及電容CD3組成，時(shí)鐘電路(45)由時(shí)基集成電路IC31、電阻R41與R42及電容C8與C9組成。
專利摘要卡式電子電能表的電路由有功功率運(yùn)算與處理模塊1、用電量計(jì)數(shù)顯示模塊2、置數(shù)模塊3和控制及輔助模塊4組成。其特點(diǎn)是采用智能芯片與加密技術(shù)相結(jié)合的電能卡，并實(shí)現(xiàn)電能表的全電子化、智能化和功能多樣化，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、方便實(shí)用，空載運(yùn)行時(shí)耗電低。該電能表變用戶被動(dòng)用電付費(fèi)為主動(dòng)買卡限量用電，大大節(jié)省用電管理的人力物力，提高了用電管理的效率，同時(shí)還可為國(guó)家預(yù)先提供一筆可觀的電力建設(shè)資金。
文檔編號(hào)G01R22/00GK2238444SQ9523633
公開(kāi)日1996年10月23日 申請(qǐng)日期1995年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月10日
發(fā)明者彭介華, 譚政華, 李承校, 謝谷豐, 林翚, 彭曉莉 申請(qǐng)人:湖南大學(xué), 湖南省華湘進(jìn)出口集團(tuán)竟成公司