[发明专利]基于SOC技术的单相导轨式电能表及电能计量实现方法

权利要求书

1.基于SOC技术的导轨式单相电能表，由壳体和设置在所述壳体内的电流电压采集电路、电能计量芯片、通讯回路、液晶显示器和电源供电部分组成，在所述壳体的背面设置有一导轨槽和一弹性卡钩，所述弹性卡钩将带有导轨槽的电能表卡在35mm标准导轨上；其特征在于，所述电能计量芯片采用SOC单芯片实现数据处理、电能计量和功能控制；所述基于SOC技术的导轨式单相电能表的外型结构依据微型断路器的模数化标准进行设计；

所述基于SOC技术的导轨式单相电能表宽度为微型断路器的模数值的4倍；

电路板分为上板和下板，上板通过插针固定在下板上方，并通过插针连接下板；

下板上集成有电流电压采集电路、通讯电路、电源供电部分；上板上集成有单相SOC电能计量芯片；

所述SOC单芯片为ADE7169单芯片；

所述壳体的正面设置有LCD液晶显示屏、电能脉冲指示灯、峰费率指示灯、平费率指示灯和谷费率指示灯；所述LCD液晶显示屏与所述的SOC单芯片上的LCD驱动模块连接，电能脉冲指示灯、峰费率指示灯、平费率指示灯和谷费率指示灯与所述的SOC单芯片上的I/O口连接；

在所述壳体上设置有RS485通讯接口，所述RS485通讯接口与所述的SOC单芯片上的UART模块接口连接；以便于若干个基于SOC技术的导轨式单相电能表进行组网；

在所述壳体上还设置有有功电能脉冲输出口，该有功电能脉冲输出口接SOC单芯片上的脉冲输出口；以便于校正所述的基于SOC技术的导轨式单相电能表；

在所述壳体的上侧和下侧均设置有压嵌式接线端子；

电流电压采集电路包括电压信号采集电路和电流信号采集电路，所述电压采集电路包括电阻分压取样网络电路、第一RC滤波电路，所述电阻分压取样网络电路的信号输入端接母线电压，所述电阻分压取样网络电路的输出端接所述第一RC滤波电路的输入端，所述第一RC滤波电路的输出端接所述 SOC单芯片的电压输入通道接口；所述电流信号采集电路包括一个电流互感器、取样电阻、第二RC滤波电路，所述电流互感器的一次侧与配电线路上的实时电流耦合，所述电流互感器的二次侧接一取样电阻，所述取样电阻通过所述第二RC滤波电路接所述SOC单芯片的电流通道；

所述基于SOC技术的导轨式单相电能表的接线方式可以采用直接接入方式和通过电流互感器二次接入方式；

所述电源供电部分的输出两路电源，一路电源供通讯回路，另一路电源供SOC单芯片；

该基于SOC技术的导轨式单相电能表采用SOC单芯片进行电能计量，SOC单芯片为ADE7169单芯片，该ADE7169单芯片上集成有电能计量模块、8052核MCU、电源管理模块、带温度补偿RTC模块、LCD驱动模块、UART模块、SPI/I2C外围扩展接口模块和脉冲输出口以及编程在线调试接口，在SPI/I2C外围扩展接口模块上接一铁电存储器FM24CL16；

配电线路上实时电压经过电压信号采集电路中的电阻分压取样网络分压降为合适的小信号，后经第一RC滤波电路滤除杂波干扰后，送入SOC单芯片的电压输入通道；配电线路上实时电流经过表内高精度电流互感器耦合，取样电阻取样后变为合适的小信号，后经第二RC滤波电路滤除杂波干扰后，送入SOC单芯片的电流输入通道；预处理的电压信号和电流信号由SOC单芯片上集成的电能计量模块进行A/D转换，处理、运算后输出电能脉冲；集成于SOC单芯片上的8052核MCU对电能进行累加，根据带温度补偿RTC模块中的时间值参考预先设定的费率时段完成分时电能计量存储于铁电存储器FM24CL16中，并同时通过液晶显示器和指示灯实现显示以及通过RS485通讯接口和有功电能脉冲输出口传输至远程管理计算机。