專利名稱：一種寬范圍電能表的電流測量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種寬范圍電能表的電流測量電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量儀器儀表領(lǐng)域，特別涉及一種寬范圍電能表的電流測量電路。
背景技術(shù)：
隨著國家堅強智能電網(wǎng)的推廣，各用電單位和電力企業(yè)對智能電表的計量精度及動態(tài)范圍要求不斷提高，現(xiàn)有電表的電流測量電路的設(shè)計方案都是包括依次連接的運算放大器、ADC轉(zhuǎn)換芯片和電能表MCU模塊，運算放大器設(shè)有電流信號輸入端，由于運算放大器都是設(shè)置固定放大倍數(shù)對輸入的電流信號進(jìn)行放大，這樣雖能在一定程度上保證小電流點的計量精度，但整表的動態(tài)范圍因此受到限制，無法滿足高倍率表的市場需求；或者選用采樣位數(shù)更高的ADC轉(zhuǎn)換芯片，但該類芯片價格非常昂貴，是一般ADC轉(zhuǎn)換芯片價格的幾倍， 故無法被普遍采用。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種寬范圍電能表的電流測量電路，能對輸入的電流信號進(jìn)行動態(tài)增益，以滿足高倍率、高精度電能表的要求。上述技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決一種寬范圍電能表的電流測量電路，其特征在于，包括依次連接的可編程增益放大器、ADC模塊和電能表MCU模塊，可編程增益放大器設(shè)有信號輸入端，可編程增益放大器受電能表MCU模塊控制。本實用新型由電能表MCU模塊通過程序控制，根據(jù)測量結(jié)果自動調(diào)整可編程增益放大器的增益值，以滿足高倍率、高精度電能表的要求。為了保證整個計量范圍內(nèi)誤差一致性，本實用新型在電能表MCU模塊中設(shè)置將測量范圍劃分為多個量程及每個量程對應(yīng)一個增益值，然后電能表MCU管理模塊根據(jù)測量結(jié)果判斷出輸入信號所在的量程，并根據(jù)判斷出的量程重新設(shè)置可編程增益放大器的增益值。本實用新型在電能表MCU模塊中將相鄰兩個量程設(shè)置共有一重疊區(qū)，當(dāng)電流值i處于該重疊區(qū)是不會改變原增益值，這樣就防止電流變化過程中電流通道增益切換出現(xiàn)反復(fù)抖動。

圖1為本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
本實施例提供的一種寬范圍電能表的電流測量電路，具體包括依次連接的可編程增益放大器、ADC模塊和電能表MCU模塊，可編程增益放大器受電能表MCU模塊控制。被采樣的差分電流信號經(jīng)過信號調(diào)理電路后輸入到可編程增益放大器的輸入端， 該信號通過可編程增益放大器后輸入到ADC模塊(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)中，ADC模塊將該模擬信號轉(zhuǎn)換為等比例的比特流數(shù)字信號，電能表MCU管理模塊對該電流通道的比特流數(shù)字信號進(jìn)行一系列數(shù)字信號及計算處理，將其還原成一次電流輸入信號并得出輸入信號值，然后由該電能表MCU管理模塊依據(jù)電能表的各項需求對該一次電流輸入信號進(jìn)行相關(guān)處理，例如在電能表的顯示模塊中顯示測量的結(jié)果及相關(guān)計算參數(shù)；再由該電能表MCU管理模塊根據(jù)測量結(jié)果重新設(shè)置可編程增益放大器的增益值，以實現(xiàn)對輸入的電流信號進(jìn)行動態(tài)增益調(diào)整，來滿足高倍率、高精度電能表的要求。電流通道增益動態(tài)調(diào)整方案一為假設(shè)，ADC模塊最大輸入信號值為Vmax、可編程增益放大器的輸入信號值Vi, Vi屬于本電能表的測量范圍W，VIN]，(VIN< VMX)，可以確定可編程增益放大器的放大倍數(shù)N，Vi*N < = VMX。電流通道增益動態(tài)調(diào)整方案二為為了保證整個計量范圍內(nèi)誤差一致性，在電能表MCU模塊中設(shè)置將測量范圍劃分為多個量程及每個量程對應(yīng)一個增益值，然后電能表 MCU管理模塊根據(jù)測量結(jié)果判斷出輸入信號所在的量程，并根據(jù)判斷出的量程重新設(shè)置可編程增益放大器的增益值。電流通道增益動態(tài)調(diào)整方案三為實際電網(wǎng)的用電負(fù)荷是不斷變化的，為了防止電流變化過程中電流通道增益切換出現(xiàn)反復(fù)抖動，電流的大小判斷不能采用單門限比較方式；同時由于電網(wǎng)負(fù)荷的變化從微觀的角度實際是一個漸變的過程，無論負(fù)荷從大到小還是從小到大，電流都是逐漸變化的，故可以采用滯回比較方式，具體為相鄰兩個量程為 (A，B)、(C，D)及對應(yīng)的增益值為Ni、N2，0 < A < C < B < D，附> N2 > 0 ；假設(shè)電流值i 剛開始在(A，B)內(nèi)，增益值為Ni，往后，當(dāng)電流值i大于B而小于D，那么增益值變?yōu)镹2;增益值變?yōu)镹2后，當(dāng)電流值i小于C，增益值才變?yōu)閙 ；即相鄰兩個量程共有一重疊區(qū)(B，C)， 當(dāng)電流值i處于該重疊區(qū)是不會改變原增益值，這樣就防止電流變化過程中電流通道增益切換出現(xiàn)反復(fù)抖動。本實用新型不局限于上述實施例，基于上述實施例的、未做出創(chuàng)造性勞動的簡單替換，應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型揭露的范圍。
權(quán)利要求1. 一種寬范圍電能表的電流測量電路，其特征在于，包括依次連接的可編程增益放大器、ADC模塊和電能表MCU模塊，可編程增益放大器設(shè)有信號輸入端，電能表MCU模塊控制可編程增益放大器。
專利摘要本實用新型涉及一種寬范圍電能表的電流測量電路，其特征在于，包括依次連接的可編程增益放大器、ADC模塊和電能表MCU模塊，可編程增益放大器設(shè)有信號輸入端，可編程增益放大器受電能表MCU模塊控制。本實用新型由電能表MCU模塊通過程序控制，根據(jù)測量結(jié)果自動調(diào)整可編程增益放大器的增益值，以滿足高倍率、高精度電能表的要求。
文檔編號G01R15/09GK202210118SQ20112024973
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者任智仁, 周宣, 夏大葉, 賈俊 申請人:珠海中慧微電子有限公司