宽量程直流电能表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽量程直流电能表，包括通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块、存储模块、SOC芯片、直流电流采样模块、直流电压采样模块和工作电源模块；直流电流采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连接，直流电压采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连，工作电源模块为SOC芯片供电。本实用新型专利技术能采集直流电网的电压、电流、功率、电量等信号值；直流电流输入信号支持0~300mV分流器输入，直流电压信号支持0~1200V输入。由于本实用新型专利技术采用SOC方案，大幅降低了元器件数量，降低成本，显著提高运行速度及抗干扰能力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种宽量程直流电能表，包括通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块、存储模块、SOC芯片、直流电流采样模块、直流电压采样模块和工作电源模块；直流电流采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连接，直流电压采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连，工作电源模块为SOC芯片供电。本技术能采集直流电网的电压、电流、功率、电量等信号值；直流电流输入信号支持0~300mV分流器输入，直流电压信号支持0~1200V输入。由于本技术采用SOC方案，大幅降低了元器件数量，降低成本，显著提高运行速度及抗干扰能力。【专利说明】宽量程直流电能表
本技术涉及一种直流电能表，特别涉及一种宽量程直流电能表。
技术介绍
近几年，太阳能、风电等新能源及电动汽车正处于快速发展期，但是其使用的环境也很复杂:直流电压输入范围从几十伏到千多伏变化，直流电流的分流器毫伏信号从零到几百毫伏变化，工作电源也有220VAC、110VDC等多种，环境干扰也很大。由于市场才兴起且新国家标准也处于起草中，所以新的直流电能表产品也处于起步阶段，现有产品都存在较大缺陷:如直流电压输入只有220V等单一规格，直流电流的毫伏信号只有75mV单一规格，工作电源也只能输入市电220VAC。此外，现有产品采用的方案为AD芯片+计量芯片+管理芯片，这种方案成本很高，抗干扰性差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种低成本且高可靠的宽量程直流电能表。本技术提供的这种宽量程直流电能表，包括通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块、存储模块、S0C芯片、直流电流采样模块、直流电压采样模块和工作电源模块；直流电流采样模块的输出端与S0C芯片的输入端连接，直流电压采样模块的输出端与S0C芯片的输入端连，工作电源模块为S0C芯片供电，S0C芯片还分别与通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块和存储模块连接。所述S0C芯片采用单片机。所述直流电流采样模块包括第一保护支路、一个匹配电阻RA和第一滤波支路；第一保护支路包括一个瞬变抑制器T1，瞬变抑制器T1接于直流电流采样端的两端；匹配电阻RA与瞬变抑制器T1并联接于直流电流采样端的两端；第一滤波支路包括电阻R26、电阻R27、电容C22、电容C20和电容C27，电阻R26接于直流电流采样端的正输入端及其对应直流电流采样输出端之间，电阻R27接于直流电流采样端的负输入端及其对应直流电流采样输出端之间；电容C22和电容C20串联后接于直流电流采样输出端的两端之间，此两电容中间的连接点处接地，电容C27接于直流电流采样输出端的两端之间，该直流电流采样输出端与所述S0C芯片的模拟输入端连接。所述直流电压采样模块包括第二保护支路、第二降压支路和第二滤波支路；第二保护支路包括压敏电阻RV2、电感LV+和电感LV-，压敏电阻RV2接于直流电压采样端的两端，直流电压采样端的正端再与电感LV+相连，直流电压采样端的负端与电感LV-相连；第二降压支路包括分压电阻RV16和分压电阻R30 ;第二滤波支路包括电阻R31、电阻R29、电容C25、电容C23和电容C29，第二滤波支路与所述第一滤波支路的电路结构一样；直流电压采样端与第二保护支路相连后，再接入到第二降压支路，第二滤波支路接于第二降压电路和直流电压采样输出端之间，该直流电压采样输出端与所述S0C芯片的模拟输入端连接。所述工作电源模块采用开关电源电路，其包括一个型号为TNY268的单片式开关电源芯片。本技术具有宽量程、高精度的特点；能采集直流电网的电压、电流、功率、电量等信号值；直流电流输入信号支持OlOOmV分流器输入，直流电压信号支持(T1200V输入。由于本技术采用SOC方案，大幅降低了元器件数量，减少体积，降低成本，显著提高运行速度及抗干扰能力。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的功能框图。图2是本技术SOC芯片的一种【具体实施方式】电路图。图3是本技术的直流电流采样模块的一种【具体实施方式】电路图。图4是本技术的直流电压采样模块的一种【具体实施方式】电路图。图5是本技术的工作电源模块的一种【具体实施方式】电路图。【具体实施方式】如图1所示，本技术包括通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块、存储模块、SOC芯片、直流电流采样模块、直流电压采样模块和工作电源模块。直流电流采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连接，直流电压采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连，工作电源模块为SOC芯片供电，SOC芯片还分别与通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块和存储模块相连。`宽范围直流电压信号(48V、100 V、220 V、400 V、600 V、1000V等多种规格)进入直流电压采样模块、宽范围直流电流信号(OlOOmV)进入直流电流采样模块；由直流电压采样模块和直流电流采样模块采集的信号经过保护、降压、滤波处理后送到SOC芯片，由SOC芯片对输入的信号进行AD采样等处理，然后生成校表后的电压、电流、功率、电量、有功脉冲等数据；电量数据实时保存到存储模块中，确保电能表掉电数据不丢失，从而达到对直流电能的计量。有功脉冲通过电量脉冲模块对外输出。通讯模块支持Modbus和DL/T645通信协议，可以通过通讯设置电能表的各种参数，并抄读正反直流电能、直流电压、直流电流、直流功率等电参数值。本通讯模块可方便的接入其它通讯网络中，组成一个完整的能源监控系统。按键与显示模块包括液晶屏和按键，可显示电量、电压、电流、功率等各种数据。开关量模块包括2路开关量输入和2路开关量输出。变送器模块包括I~4路变送器输出功能(4~20πιΑ、0-20πιΑ、0-24πιν、0-5ν、0-?0ν档位任选)。如图2所示，SOC芯片由单芯片组成，该芯片集成了 AD芯片、计量芯片、管理芯片的功能。本技术的SOC芯片可采用MSP430427系列单片机芯片。如图2和图3所示，直流电流采样模块包括第一保护支路、一个匹配电阻RA和第一滤波支路。第一保护支路包括一个瞬变抑制器Tl，瞬变抑制器Tl接于直流电流采样端的两端；匹配电阻RA与瞬变抑制器Tl并联接于直流电流采样端的两端；第一滤波支路包括电阻R26、电阻R27、电容C22、电容C20和电容C27，电阻R26接于直流电流采样端的正输入端及其对应直流电流采样输出端之间，电阻R27接于直流电流采样端的负输入端及其对应直流电流采样输出端之间；电容C22和电容C20串联后接于直流电流采样输出端的两端之间，此两电容中间的连接点处接地，电容C27接于直流电流采样输出端的两端之间，直流电流采样输出端的正端1+与SOC芯片的4脚连接，该直流电流采样输出端的负端1-与SOC芯片的5脚连接。直流电流采样模块具备(T300mV的宽范围直流电流信号采集能力。如图2和图4所示，直流电压采样模块包括第二保护支路、第二降压支路和第二滤波支路。第二保护支路包括压敏电阻RV2、电感LV+和电感LV-，压敏电阻RV2接于直流电压采样端的两端，直流电压采样端的正端再与电感LV+相连，直流电压采样端的负端与电感LV-相连；第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽量程直流电能表，包括通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块和存储模块，其特征在于，还包括SOC芯片、直流电流采样模块、直流电压采样模块和工作电源模块；直流电流采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连接，直流电压采样模块的输出端与SOC芯片的输入端连，工作电源模块为SOC芯片供电，SOC芯片还分别与通讯模块、开关量模块、变送器模块、电量脉冲模块、按键与显示模块和存储模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建福，张雷，周宣，范成祥，
申请(专利权)人：威胜集团有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43