電器的微型耗電量檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于檢測電器用電量的檢測裝置。尤其涉及一種電器的微型耗電量檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的用電器的用電量的檢測計量大多使用電磁式電度表，隨著電子技術(shù)的進步發(fā)展，其用電量的計量檢測等也有電子電度表。但是無論是電子類或電磁線圈式的電度表，其都存在體積大，檢測計量滯后，計量精度低，電路組成復(fù)雜，故障率高，維護維修量大，運行穩(wěn)定性差等不足。特別是其使用功能單一，安裝不方便、占用體積大，影響室內(nèi)整體環(huán)境雅觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種電器的微型耗電量檢測裝置。該電器的微型耗電量檢測裝置能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確檢測電器設(shè)備的功率值和用電量，體積小，重量輕，同時可提供安全隔離的直流電源。
[0004]本發(fā)明電器的微型耗電量檢測裝置的技術(shù)方案包括電器功率和用電量檢測電路，所述電器的功率和用電量檢測電路包括取樣電路，與所述取樣電路連接的測量運算電路，所述測量運算電路包括功率和用電量檢測芯片，所述取樣電路連接于該功率和用電量檢測芯片的相應(yīng)的輸入端，由所述測量運算電路或其功率和用電量檢測芯片分別輸出表示相應(yīng)的電器的功率和用電量信號。
[0005]所述取樣電路包括取樣電阻，所述取樣電阻連接于所述功率和用電量檢測芯片的相應(yīng)的輸入端，所述功率和用電量檢測芯片的輸出端連接有隔離輸出電路，由所述隔離輸出電路的相應(yīng)的輸出端分別輸出表示所述電器的功率和用電量信號。
[0006]所述取樣電路與測量運算電路之間連接有去干擾電路。
[0007]還包括一無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路，該無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路包括開關(guān)電源芯片和開關(guān)變壓器，所述開關(guān)電源芯片與開關(guān)變壓器的初級繞組連接，所述開關(guān)變壓器的一次級繞組構(gòu)成脈沖電壓輸出端，開關(guān)變壓器的另一次級繞組通過相應(yīng)的整流電路與電器功率和用電量檢測電路或其功率和用電量檢測芯片的供電電源端連接。
[0008]所述開關(guān)變壓器的一次級繞組與另一次級繞組的接地端相互分隔。
[0009]所述功率和用電量檢測芯片的型號為HLW8012，所述開關(guān)電源芯片型號為LN1F03A。
[0010]本發(fā)明電器的微型耗電量檢測裝置采用集成電路用電量檢測芯片，及無需光藕反饋的新型開關(guān)電源芯片方案，使用元器件少，組成結(jié)構(gòu)簡單、合理，檢測精度高，檢測速度快，可實現(xiàn)微型化，安裝簡單方便，實時檢測電器的功率、累計用電量。用電量檢測電路供電從開關(guān)電源一次級繞組獲取，實現(xiàn)了交直流隔離，省去了額外的交流到5V直流轉(zhuǎn)化電源，可給微處理器或其他相關(guān)電子設(shè)備供電。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明電器的微型耗電量檢測裝置一實施例電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，本實施例電器的微型耗電量檢測裝置包括用電器的功率和耗電量檢測電路、以及開關(guān)電源電路等。
[0013]開關(guān)電源電路為一無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路。無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路可以輸出其接地端相互分隔的兩路供電電壓，其中一路供電電壓可為微處理器等相關(guān)器件或電器提供工作電源，另一路為電器功率和耗電量檢測電路提供工作電源；兩路供電電源具有不同的接地端，可避免對電器功率和耗電量檢測電路產(chǎn)生干擾。
[0014]無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路包括開關(guān)電源芯片U3、開關(guān)變壓器M2及其相應(yīng)的外圍元件構(gòu)成的無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路；其外圍元件包括串接于外部220V交流電源與開關(guān)電源電路的初級繞組Np的腳I之間的輸入電阻R3、整流二極管D2，以及并接于開關(guān)變壓器的相應(yīng)的輸入端I的濾波電容Cl、C3等。開關(guān)電源芯片U3U3的型號為LN1F03A。220VAC交流經(jīng)過R3、D2以及濾波L1、Cl和C3等組成的整流濾波電路變成280V左右直流電壓，整流后的280V直流電壓通過開關(guān)變壓器M2的初級繞組的腳I和腳3送到開關(guān)電源芯片U3的腳5和腳6，通過開關(guān)電源芯片U3等產(chǎn)生60KHZ左右開關(guān)信號，進而由開關(guān)電源芯片U3與開關(guān)變壓器等實現(xiàn)電到磁再到電的轉(zhuǎn)化。包括開關(guān)電源芯片U3與開關(guān)變壓器等相應(yīng)的外圍電子元器件構(gòu)成的無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路同時輸出兩路脈沖電壓，其中一路脈沖電壓由開關(guān)變壓器M 2的一次級繞組NS的腳7和腳9輸出，并由與該腳9連接的整流二極管D 7、以及連接于整流二極管D7的負(fù)極和次級繞組Ns的腳7之間的濾波電容器C12等整流濾波后輸出直流5V電壓，可供其他相關(guān)微處理器或其他器件或電器作為工作電源；其中另一路脈沖電壓自開關(guān)變壓器M 2另一次級繞組Na兩端輸出，并通過連接于開關(guān)變壓器M 2的次級繞組Na的腳5與腳4之間整流二極管D 15和電容器C53整流濾波后，自濾波電容器C53的正極輸出直流5V電壓，濾波電容器C53的正極和整流二極管D 15的負(fù)極與開關(guān)電源芯片U3的腳3連接，自濾波電容器C53的正極輸出直流5V電壓至開關(guān)電源芯片U3作為其工作電源；開關(guān)變壓器M 2的次級繞組Na的腳5同時與整流二極管Dl正極連接，整流二極管Dl的負(fù)極與開關(guān)變壓器M 2的次級繞組Na的腳4之間連接有濾波器C4、C5，整流二極管Dl的負(fù)極還與型號為HT7550-1 S0T23-5的線性穩(wěn)壓芯片Ul的腳2連接；開關(guān)變壓器M 2的次級繞組Na的腳5輸出的脈沖電壓還通過整流二極管Dl和濾波器C4、C5等輸出12V直流電壓再經(jīng)線性穩(wěn)壓芯片Ul降壓穩(wěn)壓后、自線性穩(wěn)壓芯片Ul腳3輸出5V到電器功率和耗電量檢測電路作為其工作電源。開關(guān)變壓器M2的次級繞組Na的腳4和次級繞組Ns的腳7分別作為兩路輸出電壓的接地端。開關(guān)變壓器M2的次級繞組Na的腳4構(gòu)成電器功率和耗電量檢測電路和開關(guān)變壓器M2初級繞組的輸入回路的公共地端。
[0015]本開關(guān)電源電路設(shè)有電壓負(fù)反饋電路，負(fù)反饋電路包括開關(guān)電源芯片U3、連接于開關(guān)電源芯片U3的腳4與電器功率和耗電量檢測電路的公共地端之間的反饋電阻R7、串接于開關(guān)變壓器M2的次級繞組Na的腳5與腳4 (電器功率和耗電量檢測電路的公共地端)之間的反饋電阻R12、R13等，開關(guān)電源芯片U3的腳7連接于反饋電阻R12和R13的公共連接點之間。通過反饋電阻R7可調(diào)整設(shè)置開關(guān)電源輸出電流大小。
[0016]其電器的功率和耗電量檢測電路串接于相應(yīng)的電器的負(fù)載回路。電器的功率和耗電量檢測電路包括取樣電路及其測量運算電路，測量運算電路設(shè)有電流和電壓兩路取樣信號輸入端(或輸入回路)，測量運算電路主要包括功率和用電量檢測芯片U2、及其相應(yīng)的外圍電路，功率和用電量檢測芯片U2，功率和用電量檢測芯片U2的型號為HLW8012，
功率和用電量檢測芯片U2的腳2和腳3之間的功率和用電量檢測芯片U2的腳2和腳4為電器的負(fù)載回路的兩接入端AC_L_0UT和AC_L_IN，即電器的功率和耗電量檢測電路自功率和用電量檢測芯片U2的腳2和腳4串接于電器的負(fù)載回路。
[0017]由功率和用電量檢測芯片U2的腳2和腳3、以及腳4構(gòu)成測量運算電路的電流和電壓兩路取樣信號的輸入回路。
[0018]取樣電路包括電流取樣電阻CPS1，電流取樣電阻CPSl的一端與電器的負(fù)載回路的一接入端AC_L_0UT和功率和用電量檢測芯片U2的腳2連接，電流取樣電阻CPSl的另一端與電器功率和耗電量檢測電路的公共地端和功率和用電量檢測芯片U2的腳3連接。
[0019]測量運算電路與取樣電路之間設(shè)有相應(yīng)的去干擾電路，去干擾電路主要包括連接于電器的負(fù)載回路的一接入端AC_L_0UT與功率和用電量檢測芯片U2的腳2之間的電阻R2、連接于電器功率和耗電量檢測電路的公共地端與功率和用電量檢測芯片U2的腳3之間的Rl、以及分別連接于功率和用電量檢測芯片U2的腳2、腳3與電器功率和耗電量檢測電路的公共地端之間的C7和C9等。
[0020]功率和用電量檢測芯片U2的外圍電路主要包括連接于電器的負(fù)載回路的另一接入端AC_L_IN與功率與用電量檢測芯片的腳4之間的相應(yīng)的隔離電阻、以及連接于功率和用電量檢測芯片U2的腳4與電器功率和耗電量檢測電路的公共地端之間回路電阻R9和電容器ClO等。
[0021]電器的負(fù)載回路的接入端AC_L_0UT輸入的負(fù)載電流信號通過去干擾電路后，一路送到功率和用電量檢測芯片U2的腳2，另一路流經(jīng)電流取樣電阻CPSl產(chǎn)生電壓取樣信號送到功率和用電量檢測芯片U2的腳3，由功率和用電量檢測芯片U2將獲取到的電流和電壓采樣信號經(jīng)過計算獲取到表示電器的功率和用電量的脈沖信號自腳6和腳7輸出。
[0022]測量運算電路的功率或用電量檢測芯片U2的輸出端連接有隔離電路，隔離電路由分別連接于功率和用電量檢測芯片U2的腳2和3腳隔離器件U4和U6，由隔離器件U4和U6將分別表示電器的功率和用電量的脈沖信號做安全隔離后輸出。
【主權(quán)項】
1.一種電器的微型耗電量檢測裝置，包括電器功率和用電量檢測電路，其特征是所述電器的功率和用電量檢測電路包括取樣電路，與所述取樣電路連接的測量運算電路，所述測量運算電路包括功率和用電量檢測芯片，所述取樣電路連接于該功率和用電量檢測芯片的相應(yīng)的輸入端，由所述測量運算電路或其功率和用電量檢測芯片分別輸出表示相應(yīng)的電器的功率和用電量信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電器的微型耗電量檢測裝置，其特征是所述取樣電路包括取樣電阻，所述取樣電阻連接于所述功率和用電量檢測芯片的相應(yīng)的輸入端，所述功率和用電量檢測芯片的輸出端連接有隔離輸出電路，由所述隔離輸出電路的相應(yīng)的輸出端分別輸出表示所述電器的功率和用電量信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電器的微型耗電量檢測裝置，其特征是還包括一無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路，該無光藕反饋電路的開關(guān)電源電路包括開關(guān)電源芯片和開關(guān)變壓器，所述開關(guān)電源芯片與開關(guān)變壓器的初級繞組連接，所述開關(guān)變壓器的一次級繞組構(gòu)成脈沖電壓輸出端，開關(guān)變壓器的另一次級繞組通過相應(yīng)的整流電路與電器功率和用電量檢測電路或其功率和用電量檢測芯片的供電電源端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電器的微型耗電量檢測裝置，其特征是所述功率和用電量檢測芯片的型號為HLW8012，所述開關(guān)電源芯片型號為LN1F03A。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電器的微型耗電量檢測裝置。包括電器功率和用電量檢測電路，所述電器的功率和用電量檢測電路包括取樣電路，與所述取樣電路連接的測量運算電路，所述測量運算電路包括功率和用電量檢測芯片，所述取樣電路連接于該功率和用電量檢測芯片的相應(yīng)的輸入端，由所述測量運算電路或其功率和用電量檢測芯片分別輸出表示相應(yīng)的電器的功率和用電量信號。該電器的微型耗電量檢測裝置能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確檢測電器設(shè)備的功率值和用電量，體積小，重量輕，同時可提供安全隔離的直流電源。
【IPC分類】G01R22-10
【公開號】CN104678168
【申請?zhí)枴緾N201510063896
【發(fā)明人】肖小金, 徐永凱, 黎浩榮, 宋春平
【申請人】宜春市脈恩多能科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月8日