[实用新型]模块化电子电能表

说明书

本实用新型涉及一种电测量仪表，尤其是将电表中计量电路部分实现模块化的电子式电能表。

电能表分为机械式和电子式两大类。电子式是新近出现的一类电能表，电子式电能表日益显现出其特有的优势，但是如何提高电子式电能表整体可靠性成为一个突出的难题。

本实用新型的目的是，以提高电子式电能表可靠性为主要目标，对传统电子式电能表的基础电路加以改进，通过将影响整个电能表可靠性的计量电路进行模块化处理，并此模块化基础上调整电表内电子线路元器件的物理布局，从而提高电子式电能表整体的可靠性和工艺性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是，它由表座、表壳、表架、计度器及电子线路构成，计度器和电子线路印制板固定于表架，其特征在于：电子线路中电能计量部分模块化，电子线路中的电源电路、误差调整电路、脉冲输出电路、取样电路及计度器均与该计量模块相连接。

计量模块采用绝缘材料包封，以解决防水、防霉变、防氧化等直接影响电能表长期使用可靠性的问题。

另外，本技术方案在电能表内元器件的排布上也做了相应调整，即将计量模块垂直于电路印制板排布焊接，取样电阻也垂直固定于电子线路印制板上，并以柔性金属导线引出连接线。

本实用新型的优点是，计量电路的模块化解决了电子线路的电磁兼容、防水、防霉变、防氧化等问题，有效地提高了该电子式电能表的可靠性；模块化使得该表外围电路的元器件数目大为减少、再加之该模块垂直排布、取样电阻垂直固定在印制板上，这些都大大提高了整表的工艺性。此外，计量电路模块也为其它类电能表如分时、载波等提供了通用可靠的核心组件。

附图1是本实用新型电子线路结构框图。

附图2是本实用新型实施例一的内部各元器件结构装配示意图。

附图3是本实用新型实施例一的电路原理图。

附图4是本实用新型计量模块电路原理图。

附图5是本实用新型实施例二的电路原理图。

下面结合附图介绍本实用新型的两个实施例。

实施例一：本实例给出的是一种单相5(20)A电子式电能表，该表内各元器件的排布结构如附图2所示，其中1是表架，2是计度器，3是印刷线路板，4是变压器，5是二极管，6是电阻，7是光耦器件，8是电容，9是计量模块，10是锰铜取样电阻，11是柔性金属导线，12是连接块。本实例的电原理图如附图3所示，其中，JM是计量模块，M1是计度器。计量模块中的电原理图如附图4所示，其中，IC2为YN1999，模块化电路采用树脂包封，经高温处理工艺，使整个模块的防水、防霉、防氧化方面的性能大为提高。

本实例电路对传统电子电能表的电源部分做了改进，使本电子电能表抗电网电压波动能力得到增强。以往的电能表电路中均采用稳压管并联稳压，该电路有很多缺陷，如电压稳定性不够理想、稳压管自身功耗过大，需配置大容量滤波电容等，最终造成整个表计性能下降，无法将核心部件的性能充分发挥。而本实用新型的电源稳压部分由V4、V5、V6、V7、V8、V9等组成，其中V4、V5、R8、R9四个元件产生了±5．6V基准电压，V6、V7为射极跟随器电路，从而使芯片得到了稳定的±5V电压。因为R8、R9两个电阻取值较大，所以一方面稳压管V4、V5自身功耗极小，另一方面改善了稳压管的稳压性能。又因为采用了串联稳压电路，有了较宽的输入电压范围，所以在电路设计时可考虑使用较高的输入电压和降低滤波电容C1、C2的容量，使得整抗电网电压波动的能力得到增强，同时降低了生产成本。经样表测试证明，当C1、C2容量为470μF时，电网电压在50％Un-190％Un(Un为电网额定电压)范围内样表均能正常工作。

我们知道，在电子式电能表中，因雷击造成表计损坏的途径主要有两条，一是通过电源电路窜入后级电路，另一个是通过电压取样回路直接进入计量芯片。为此本实例电路电源部分采用变压器降压，而变压器对电网呈感性，对雷击等高频瞬变脉冲呈现出极高的阻抗，可将输出电压限制在稳压电路可承受的范围内。而电压取样回路的防雷击性能主要在由电阻R4的高阻值和计量芯片内部的钳位二极管来保证。在本实施例中，R4的阻值为1MΩ，在雷击电压为10KV时，钳位二极管只须流过0．01A的电流就可将雷击电压限制在芯片的极限输入电压范围内。

在本实例中，由于锰铜取样电阻直接焊接在电路板上，而核心电路又进行了模块化处理，使得高阻抗输入电路和微弱信号回路的连线大大缩短，从而提高了抗电场、磁场辐射的能力。对于通过电源引入干扰抑制的原理与抗雷击相同。

本实例能达到以下主要技术指标：

1、误差：          ±0．2％；