[发明专利]一种三相交流电量采集模块

权利要求书

1.一种三相交流电量采集模块，用于可配置模块系列，对电网各种参数的采集和处理，包括电源、主CPU，其特征在于：所述的三相交流电量采集模块还具有信息处理部分，  所述的信息处理包括电压、电流以及频率的信号处理电路、模数转换电路、光耦隔离电路；

上述电路信号传递：电压信号、电流信号通过信号处理及AD模数转换，将采样的数字量经过光耦隔离后进入主芯片，由主芯片计算出各种参数，模块再通过和主控制模块通信便将数据传输出去。

2.如权利要求1所述的三相交流电量采集模块，其特征在于：所述的电源，包括电源1和电源2；电源1采用三端稳压芯片U9，将主控制器所提供的5V变为3.3V用于芯片供电，C35和C36两个电容用于储能作用来减少电源的波动；电源2中的U2为DC/DC的24V转9V隔离模块，R73为TVS管用于抗浪涌，D19用于防止外部电源反接，R41为保险丝，L1和C37分别用于滤波和储能作两者用来减少输入电源的波动，9V再通过三端稳压芯片U10转变为5V，C31用于储能作用来减少电源的波动，两个电源电路间是隔离的。

3.如权利要求1所述的一种电量采集模块，其特征在于：所述的信息处理，三相电网的A、B、C相处理电路，其中A相电压电流的处理电路，电压采集通过R30、R31、R32电阻分压并通过偏置电压2.5V直接将输入的交流相电压信号上移，  R68为TVS管用于抗浪涌，C46用于稳定偏置电压2.5V，分压后面的运放X2D为高速大功率输出运放，用于构成一个电压跟随电路。

4.如权利要求1所述的一种电量采集模块，其特征在于：所述的信息处理频率采集电路，用于测量频率，将输入的偏置上移的交流信号转变为一个周期和交流信号一样的方波，通过监测方波的频率就知道电网的频率了。

5.如权利要求1所述的一种电量采集模块，其特征在于：所述的信息处理，这里选用高精度的基准源芯片U6以确保信号模数转换的准确性，一是作为AD芯片的5V基准源，同时也作为AD芯片的模拟端电源；偏置电压2.5V通过带输出驱动的电压跟随电路实现，这是首先将基准源5V通过两个相等的高精度电阻分压为2.5V，然后通过电压跟随获得一个稳定的偏置电压2.5V；

模数转换主要由一块12位的高速AD转换芯片实现。各路模拟量信号都进入芯片的模拟端口，数字信号的输出通过芯片的SPI口实现。为了对偏置电压2.5V进行实时校准以确保采样的准确，这里也对2.5V进行了模数转换；进入主芯片外部频率采集电路，用于测量频率，将输入的偏置上移的交流信号转变为一个周期和交流信号一样的方波，通过监测方波的频率就知道电网的频率了。

6.如权利要求1所述的一种电量采集模块的软件主程序流程，其特征在于：所述的主程序，其流程如下：从[开始]101，到[初始化]102、[数据处理]103、[通信处理]104、[Eeprom处理]105再返回到[数据处理]103。

7.如权利要求1所述的一种电量采集模块的软件子程序流程，其特征在于：所述的子程序，其流程如下：从[开始]201，到[是否采样完一个电网周期]202，如果否，便[结束]205；如果是，到[各种参数电网的计算]203、[软件滤波]204、[结束]205。

8.如权利要求1所述的一种电量采集模块的软件中断程序流程，其特征在于：所述的中断程序流程，包括采样定时中断、基准定时中断、通信中断、频率采集中断；

所述的采样定时中断，其流程如下：从[开始]301，到[一次AD采样电流和电压]302、如果否[是否采样完一个周期]303进行判断？如果否，便[结束]306；如果是，到[标志采样完一个周期]304、[采样偏置电压]305、[结束]306。

所述的基准定时中断，其流程如下：从[开始]401，到[各个时间标志加1]402、[结束]403。

所述的通信中断，其流程如下：从[开始]501，[接收中断还是发送中断]502进行判断？如果是接收，到[保存接收到的数据并将接收数据个数加1]503、[结束]504；如果是发送，到[如果没有发送完则发送下一个字节，如果发送完则关闭发送中断]505、[结束]504。

所述的频率采集中断，流程如下：从[开始]601，到[是否第一或最后一个中断]602进行判断？如果否，到[中断数加1]603、[结束]604；如果是，分两种，如果是第一个则进入[保存当前时间]605、[结束]604；如果是最后一个则进入[计算时间差得到周期及频率]606、[计算更新定采样的时间间隔]607、[结束]604。