[发明专利]三相电子式多费率电能表

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域的电度表，具体是一种三相电子式多费率电能表。

背景技术

现有的电度表一般都是机械式计数，在人工抄表时容易造成读数误差，且无法实现远程数据传输和分段多费率的计费，机械结构还容易造成器件磨损。

最接近现有电度表：对电量脉冲的采样都是采用脉冲跳变触发，不能很好的滤除一些干扰信号，容易发生电量的多计、少计现象。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供一种三相电子式多费率电能表。采用三相电子式电能表加装单片机芯片组成的电路进行分段多费率的计费，具有LCD显示、红外线和RS-485通讯功能，电路结构简单，可靠性高，大大方便了各时段的计费。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：电能采集单元和费率单元，电能采集单元包括3块电能采集芯片，费率单元包括：单片机芯片、电平转换芯片、存储芯片、时钟芯片、LCD驱动芯片、调制解调芯片，其中：

单片机芯片为费率单元的核心，单片机芯片分别与三块电能采集芯片、电平转换芯片、存储芯片、时钟芯片、LCD驱动芯片、调制解调芯片相连。

三个电能采集芯片分别负责将三相电路分别输入的交流电流信号和交流电压信号转换为电量脉冲信号即功率信号输出给单片机；

单片机芯片的三个采样引脚分别对三个电能采集芯片传输过来的电量脉冲信号进行高速采样，完成电量的累计功能，同时单片机确认三片电能采集芯片的功率是否反向；

单片机芯片从调制解调芯片接收红外通讯信号，并对红外通讯信号进行解析；在通讯信号符合规约的情况下单片机芯片发出调制信号进行红外数据发送；

电平转换芯片负责单片机芯片和外接通讯设备通信信号的转换；

存储芯片中存储两费率8时段的计费参数、电能表初始化参数、时段电量等，以供单片机芯片调用；

时钟芯片为电能表提供实时的时间，为计费时段的切换提供依据；

LCD驱动芯片由单片机芯片控制，控制液晶显示屏显示平谷电量、ABC三相是否缺相、电池是否不足等信息。

所述费率单元，还包括电池、滤波电容、二极管D4、短路块，其中：电池正极通过一个短路块与二极管D4正极相连，与主电路的VCC电源通过二极管D2构成不相互充电与漏电的VDD电源，以保证上电时由VCC电源供电，掉电时由电池电源供电。

所述调制解调器，其电源端和接地端之间接有一电容C33，电容C33为滤波电容。

所述存储芯片，其中多次备份两费率8时段的计费编程、电能表初始化参数、时段电量，保证了重要数据的安全性，对电量保存进行多存储空间的写入，保证的EEPROM的使用寿命。

本发明在缺相检测时，可以通过对其中一相电能采集芯片输出的脉冲周期计量的同时对比其他两相电能采集芯片周期的方式进行检测，这种方式不仅能在三相电压回路接法正常的情况下对缺失的电压作出正确的判断，而且也能在三相电压回路接错接乱的情况下能对电压回路的缺失作出准确的判断，避免判误的发生。

本发明复费率电能表通常设置多个费率和时段，通过分时段价格措施来达到峰平谷的效果，平衡用电的时间分配，这非常符合解决当前中国电力供求矛盾的需要，具有重要推广意义。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的电路结构简单，可靠性高，具有LCD显示、红外线和RS-485通讯功能，可分时段多费率进行计费，大大方便了复费率的计算，尤其对脉冲采集采用了软件高速采样和实时消抖滤波技术，确保电量脉冲信号不丢失，可靠性大大提高；

2、单片机对电能脉冲进行高速采样的同时对电能采集芯片也进行信号采样确认功率是否反向。现有的电度表中对电量脉冲的采样都是采用脉冲跳变触发，不能很好的滤除一些干扰信号，容易发生电量的多计、少计现象。本发明在脉冲采集方面采用了单片机芯片进行高速采样并进行实时消抖滤波，确保电量脉冲信号不丢失和可靠性；

3、单片机芯片接收从调制解调芯片的红外信号进行转换；单片机芯片的18脚发出调制信号经三极管Q1电流放大后通过二极管D6进行红外数据发送；

4、电平转换芯片完成单片机和上位机485通信信号的转换，存储芯片设有两费率8时段的计费编程，时钟芯片为系统提供实时的时间；

5、可以设置时钟芯片秒脉冲输出，用于检定电表的时钟准确率；

6、存储芯片的参数采用多次备份，保证了重要数据的安全性，对电量保存进行多存储空间的写入，保证的存储芯片的使用寿命。

附图说明

图为本发明的结构示意图。