專利名稱：一種三相全失壓檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三相電子式電能表的全失壓檢測(cè)電路，適用于三相電能計(jì)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)供電設(shè)備中PT回路的保險(xiǎn)絲意外熔斷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致不能正常計(jì)量用戶電量消費(fèi)的多少，為了合理追補(bǔ)電量，降低供電部門的損失，一些電能表上需要帶有全失壓檢測(cè)功能。全失壓是指當(dāng)三相電壓(單相表為單相電壓)均低于電能表臨界電壓(指電能表能夠正常啟動(dòng)的電壓，一般規(guī)定為70%基本電壓)，且負(fù)荷電流大于5%額定(基本)電流的一種工況。為了能實(shí)時(shí)檢測(cè)該工況，在失去電網(wǎng)電源供電的情況下，電能表需要周期性地(< 60s)檢測(cè)三相負(fù)荷電流，判斷是否大于5%額定(基本)電流值，以此判斷是否處于全失壓狀態(tài)。當(dāng)電能表判斷到全失壓狀態(tài)時(shí)，需要記錄全失壓發(fā)生的時(shí)刻，并記錄該時(shí)刻的電流有效值?！ぎ?dāng)電能表進(jìn)行全失壓檢測(cè)時(shí)，沒有電網(wǎng)電源供電，所以此時(shí)電能表消耗的備份電源，而目前電能表的備份電源是采用不可充電的鋰電池，并有三年的壽命要求，所以對(duì)功耗要求很高，需要在IOuA以內(nèi)，目前的電能表大都中央處理單元加計(jì)量芯片方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電能表的整體功能，且現(xiàn)有的計(jì)量芯片集成度不夠高，沒有在超低功耗的能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全失壓檢測(cè)的功能，所以現(xiàn)在大部分的做法是通過(guò)中央處理器周期性地打開計(jì)量芯片來(lái)檢測(cè)電流值，以判斷是否處于全失壓狀態(tài)，這樣的做法功耗很大，電池壽命大大縮短。為了提高全失壓檢測(cè)時(shí)的低功耗性能，簡(jiǎn)化全失壓檢測(cè)的方法，降低全失壓檢測(cè)的成本，提高全失壓檢測(cè)功能的通用性，如中國(guó)專利201120063013. 5《一種全失壓檢測(cè)芯片及電能表》、中國(guó)專利2009202559222. X《用于三相電子式電能表的全失壓模塊》等提出了很多解決方法，但均不能從根本上解決問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，可以有效解決三相電能表在處理全失壓功能時(shí)，軟件功能復(fù)雜，功耗大問(wèn)題的三相全失壓檢測(cè)電路。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種三相全失壓檢測(cè)電路，其特征是包括電流采樣單元、電流通道選擇單元、信號(hào)放大單元、閾值比較單元及主機(jī)系統(tǒng)；其中信號(hào)由電流采樣單元傳輸至電流通道選擇單元，后傳輸至信號(hào)放大單元，再傳輸至閾值比較單元，最后得到的信號(hào)傳輸給主機(jī)系統(tǒng)。通道選擇單元由主機(jī)系統(tǒng)控制。主機(jī)系統(tǒng)帶有計(jì)量芯片，電流采樣單元輸出信號(hào)同時(shí)供主機(jī)系統(tǒng)計(jì)量芯片所用。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，超低功耗，成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，不需要大量軟件工作，整機(jī)系統(tǒng)可靠性高。以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。圖2為本實(shí)用新實(shí)時(shí)型的電路圖。其中1、電流采樣單元；2、電流通道選擇單元；
3、信號(hào)放大單元；4、閾值比較單元。圖3為本實(shí)用新型的主機(jī)系統(tǒng)軟件采樣中斷處理流程圖。
具體實(shí)施方式如圖I可以看出本實(shí)用新型具有電流采樣單元、電流通道選擇單元、信號(hào)放大單元、閾值比較單元與主機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。其中信號(hào)由電流采樣單元傳輸至電流通道選擇單元，后傳輸至信號(hào)放大單元，再傳輸至閾值比較單元，最后得到的信號(hào)傳輸給主機(jī)系統(tǒng)，通道選擇單元由主機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制。電流采樣單元輸出信號(hào)同時(shí)供主機(jī)系統(tǒng)計(jì)量芯片所用，用于主機(jī)系統(tǒng)電能計(jì)量。如圖2可以看出，本實(shí)用新型的電流采用單元由互感器CT1-CT3、電阻R1-R12、電容C1-C6所構(gòu)成，當(dāng)供電線路上的工頻交流電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電流互感器CT1、CT2與CT3按比例減小后，再被由電阻R1-R12與電容C1-C6組成的電路處理成交流電壓信號(hào)。該信號(hào)被用來(lái)提供給電流通道選擇單元進(jìn)行三相通道選擇切換外，也同時(shí)供給主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行電能計(jì)量。由圖2可以看出，本實(shí)用新型的通道選擇單元是由一低功耗模擬開關(guān)芯片Ul與電阻R13-R18、電容C7-C10構(gòu)成，C7-C9主要用來(lái)隔離直流信號(hào)，傳輸工頻信號(hào)，然后經(jīng)R13-R18進(jìn)行偏置以防止信號(hào)失真，再由主機(jī)系統(tǒng)控制模擬開關(guān)。在三相供電電源均低于臨界電壓時(shí)，主機(jī)系統(tǒng)平時(shí)處于休眠狀態(tài)，以< 60S的時(shí)間為周期，從休眠狀態(tài)自動(dòng)切換至低功耗狀態(tài)，主機(jī)系統(tǒng)在低功耗運(yùn)行模式下通過(guò)控制CHAN_SEL1與CHAN_SEL2兩根信號(hào)線的電平來(lái)切換選擇模擬通道，切換的順序?yàn)锳、B、C三相。每相通道狀態(tài)維持的時(shí)間為20ms。當(dāng)模擬通道維持某相狀態(tài)時(shí)，該相的電流信號(hào)會(huì)變成按比例大小的電壓信號(hào)傳輸給信號(hào)放大單元的輸入端。由圖2可以看出，信號(hào)放大單元由一低功耗運(yùn)算放大器U2、電阻R19-R20、電容C11-C12構(gòu)成，用于將輸入端的工頻交流信號(hào)按比例負(fù)反饋放大。由圖2可以看出，閾值比較單元由一低功耗比較器U3、電阻R21-R24、電容C13-C14構(gòu)成。C13將信號(hào)的直流成分隔離，R21與R22將信號(hào)進(jìn)行偏置，以防失真，然后再與由R23與R24設(shè)置的電壓值進(jìn)行比較，若由信號(hào)放大單元輸出的信號(hào)大于閾值比較單元設(shè)置的電壓閾值，閾值比較單元的V_L0SS_0UT信號(hào)發(fā)出低電平脈沖。反之V_L0SS_0UT維持高電平。主機(jī)系統(tǒng)判斷到低電平發(fā)生時(shí)，便開啟計(jì)量芯片與時(shí)鐘單元，記錄此時(shí)的電流值與發(fā)生時(shí)刻。然后再進(jìn)入休眠狀態(tài)。在軟件設(shè)計(jì)方面，利用主機(jī)系統(tǒng)中的超低功耗的時(shí)鐘單元，每隔60s將主機(jī)系統(tǒng)由休眠狀態(tài)喚醒至低功耗狀態(tài)，喚醒后，軟件直接執(zhí)行全失壓功能模塊。在該模塊中，CPU按照A、B、C三相順序打開信號(hào)通道選擇單元，并同時(shí)判斷對(duì)應(yīng)V_L0SS_0UT (如圖2)的I/O是否為低電平。若為低電平，主機(jī)系統(tǒng)打開計(jì)量芯片與時(shí)鐘系統(tǒng)，將全失壓記錄在存儲(chǔ)單元內(nèi)。軟件流程如圖3所示。
權(quán)利要求1.一種三相全失壓檢測(cè)電路，其特征是包括電流采樣單元、電流通道選擇單元、信號(hào)放大單元、閾值比較單元及主機(jī)系統(tǒng)；其中信號(hào)由電流采樣單元傳輸至電流通道選擇單元，后傳輸至信號(hào)放大單元，再傳輸至閾值比較單元，最后得到的信號(hào)傳輸給主機(jī)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三相全失壓檢測(cè)電路，其特征是通道選擇單元由主機(jī)系統(tǒng)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的三相全失壓檢測(cè)電路，其特征是主機(jī)系統(tǒng)帶有計(jì)量芯片，電流采樣單元輸出信號(hào)同時(shí)供主機(jī)系統(tǒng)計(jì)量芯片所用。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三相全失壓檢測(cè)電路，包括電流采樣單元、電流通道選擇單元、信號(hào)放大單元、閾值比較單元及主機(jī)系統(tǒng)；其中信號(hào)由電流采樣單元傳輸至電流通道選擇單元，后傳輸至信號(hào)放大單元，再傳輸至閾值比較單元，最后得到的信號(hào)傳輸給主機(jī)系統(tǒng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，超低功耗，成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，不需要大量軟件工作，整機(jī)系統(tǒng)可靠性高。
文檔編號(hào)G01R19/175GK202661540SQ201220282370
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者張磊, 郁衛(wèi)聯(lián), 蔡春雷 申請(qǐng)人:江蘇林洋電子股份有限公司