[发明专利]带通讯接口的单相导轨式电能表

说明书

技术领域

本发明涉及电能表技术领域，具体地指一种带通讯接口的单相导轨式电能表。

技术背景

现有的带有通讯接口的单相电子式电能表，体积普遍较大，特别是在电能表安装时由于占用面积过大给安装带来了困难，而且过大的体积致使原材料浪费严重，不符合节能环保的理念。针对上述技术问题，人们设计出了导轨式电能表，它相对于传统的电子式电能表具有体积超小，安装方便的优点，其体积与普通的空气开关类似，现主要供应于国外市场。但是现有的导轨式电能表由于受到其体积大小的限制，大多具备的功能较少，一般不带有通讯接口。特别是与1P空气开关大小相近的导轨式电能表，无法将普通变压器放置其中，不能实现485电路与电网的隔离，给实现总线式抄表带来了很大的阻碍。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题提供一种带通讯接口的单相导轨式电能表，使其同时具有小体积、可靠度高和功耗低并且可以通过其内的通讯接口实现总线式集中抄表。

为实现此目的，本发明所设计的一种带通讯接口的单相导轨式电能表，它包括降压电路、计量单元电源电路、电能计量单元、单片机中央处理单元、电能采样模块，所述降压电路输出端连接计量单元电源电路，计量单元电源电路给电能计量单元供电，所述电能采样模块采样的数据经过电能计量单元后传入单片机中央处理单元进行数据处理，它还包括稳压单元、开关电源和通讯接口单元，所述降压电路通过稳压单元连接开关电源，所述开关电源分别给单片机中央处理单元和通讯接口单元供电，通讯接口单元完成外部设备与单片机中央处理单元之间的相互数据通讯。

所述降压电路包括电阻R14、电容C15，稳压单元包括整流桥U1、电解电容C9、电容C10、电阻R20、电容C19和稳压二极管D3，外部交流电通过电阻R14和电容C15降压，接着由整流桥U1整流，再经过电解电容C9和电容C10滤波，最后由电阻R20、电容C19和稳压二极管D3稳压后得到直流电源。

所述电容C10和稳压二极管D3之间连接有电感L1和电感L2用来抑制传导干扰。

所述开关电源包括自激推挽式振荡电路和整流滤波电路，所述自激推挽式振荡电路包括三极管BG2、三极管BG3、电阻R12、电容C20、隔离线圈绕组T1，所述整流滤波电路包括整流组合二极管D6、电容C3和电解电容C4，所述降压电路和稳压单元得到的直流电源，通过三极管BG2、三极管BG3在隔离线圈绕组T1的次级端输出，并经过整流组合二极管D6整流，最后通过并联在整流组合二极管D6输出端的电容C3和电解电容C4滤波后得到单片机中央处理单元电源VDD1，所述电容C20用于调整所述三极管BG2和三极管BG3导通的时间。

所述开关电源和通讯接口单元之间还连接有过流保护电路。

所述过流保护电路包括限流保护组合三极管BGJ1、瞬态抑制器ZX3，所述单片机中央处理单元电源VDD1通过所述限流保护组合三极管BGJ1后得到通讯接口单元的电源VDD2，所述限流保护组合三极管BGJ1用来控制所述通讯接口单元的电源VDD2开断，所述瞬态抑制器ZX3用于防止静电和电磁干扰。

所述限流保护组合三极管BGJ1由第一三极管Q1和第二三极管Q2组成，其中，第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的基极连接后连接于偏置电阻R4的一端，偏置电阻R4的另一端接地GND，第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的发射极相连后连接于偏置电阻R5的一端，偏置电阻R5的另一端接单片机中央处理单元电源VDD1，所述第一三极管Q1的发射极接单片机中央处理单元电源VDD1，所述第二三极管Q2的集电极接通讯接口单元的电源VDD2。

所述单片机中央处理单元还连接有数据存储模块和数据输出模块。

本发明的优点在于：通过采用开关电源分别给单片机中央处理单元和通讯接口单元供电，使得本发明能综合普通带通讯接口电能表和导轨式电能表的优点，采用导轨式电能表的外形和开关电源供电，具有高可靠、低功耗、小体积等特点。带通讯接口的导轨式电能表使用的外壳材料比普通表减少3/4，其端子使用的铜料也只有普通表的1/5，大大降低原材料的消耗，且可通过RS485总线通信进行用电管理，符合电能表节能降耗的发展趋势，有利于推广导轨式电能表的普及。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明中降压电路和稳压单元的电路图；

图3为本发明中开关电源和过流保护电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：