[实用新型]一种电能计量芯片内的电压比较结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在电能计量芯片内的电路结构，尤其涉及一种在电能计量芯片内实现防窃电电能计量设计要求的电压比较结构。

背景技术

当前，电子式电能表的防窃电技术在电能表行业中的地位越来越重要，不同国家、地区的电能表市场都在不同程度上要求电能表的防窃电计量。人们所意识到的窃电现象和防窃电技术的类型在不断增多，而且每年都会针对新的窃电行为，研究出相应的防窃电技术。在电能计量芯片领域，相应地要求芯片具有防窃电检测和计量功能。

与三相电能表比较，单相电能表更加注重于电能表的防窃电技术。图1为没有设计防窃电功能的简单单相电能表模型，它仅能测量火线的电压信号和电能表进线端的电压信号，而对于即使是非常简单的窃电行为也是无能为力的。

通常缺失零线的窃电行为体现为移除电子式电能表1接线中的一路，通常窃电者移除零线，主电压为零，使得电子式电能表1没有电网电压的进入，导致电子式电能表1不能正常计量或不能工作。如图2a所示，除了断开一根导线的连接进行移除主电压窃电行为，窃电者可能会附加二极管、电容、电阻等器件及其组合来干扰对主电压的正常检测。如图2b所示，以附加二极管3为例，实际上这个二极管3可能被电容、电阻以及三者的组合所代替。

实用新型内容

针对上述缺失零线的窃电行为，可用一个低成本的电流互感器，从其余的连接电子式电能表导线中流经的电流上窃取很小的电能给电子式电能表供电，使电子式电能表可以正常工作。同时，采用防窃电电能计量芯片可以进行缺失零线的检测和防窃电测量。

图3是检测零线缺失窃电行为的防窃电单相电能表模型示意图，采用本实用新型的电能计量芯片的电压比较结构的检测零线缺失的防窃电电表模型。在这个方案中，除电池外，电能表的电源供给由两部分组成，一是火线和零线的主电压提供电源，另一部分是供电电流互感器从其余连接电表导线中流经的电流上取得的电源来提供电能表电源，如图3中的电流互感器4。所以当移除主电压时，即零线缺失情况下，供电电流互感器4从电流上取得的电源仍能保持电能表工作，进行防窃电测量。此时，测量的精度不是最终要的指标。由于没有主电压信号存在，功率因素和外部电压的测量已经不可能实现。没有功率因素，最高的电流精度对于电能的计量都是没有意义的，而且主电压的估计值在不同地区，不同电网会有几个百分比的误差，即使在同一个城市误差也依然存在。一般可以使用额定电压作为估计值进行计量，就是在电能计量芯片内预置一个电压值，当检测出零线缺失的窃电行为时，用这个预置的电压值进行计量。

本实用新型的目的在于提供能够实现进行缺失零线的检测和防窃电测量功能的电能计量芯片内的电压比较结构。

本实用新型提供的电能计量芯片内的电压比较结构，包括对输入的电压信号进行采样，转换为数字信号并输出电压采样值的信号采样模块；

根据上述信号采样模块采样得到的电压采样值，取其电压峰值并输出所述电压峰值的取峰值模块；

对所述取峰值模块的取峰值进行计时，并将计时信息反馈到所述取峰值模块的计时模块；

将所述取峰值模块输出的电压峰值与预设的阈值进行比较，并输出窃电指示的阈值比较器，该预置的阈值比正常工作时的电压值要小得多，当取峰值模块输出的电压峰值大于预设的阈值，说明电能计量表工作正常，阈值比较器给出未发现零线缺失的指示；当取峰值模块输出的电压峰值小于预设的阈值，说明电能计量表工作不正常，阈值比较器给出零线缺失的窃电指示。

根据所述阈值比较器输出的窃电指示，输出实际用来计量的电压值的输出选择器。若阈值比较器给出未发现零线缺失的指示，输出选择器根据该指示选择输出信号采样模块采样得到的采样电压值，作为实际用来计量的电压值；若阈值比较器给出零线缺失的窃电指示，输出选择器根据该指示选择输出一预置的电压值，作为实际用来计量的电压值。

本实用新型提供的电能计量芯片内的电压比较结构，由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：通过电压通道的采样，并自动进行电压通道的电压峰值并与预设阈值的比较，输出实际用来计量的电压值，实现缺失零线时的检测和防窃电测量。从而保证了电能计量芯片具有防窃电的功能，大大降低检测零线缺失窃电的电表制造成本；整个电压比较结构的结构简单，易于实现。

附图说明

通过以下对本实用新型的电能计量芯片内的电压比较结构的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1是没有设计防窃电功能的简单单相电能表模型示意图；