[实用新型]用于计量电力的电路及使用这种电路的电表

说明书

技术领域

本实用新型一般涉及电子电路，特别涉及用于计量电力的电路以及使用这种电路的电表。 

背景技术

电表(electricity meter)是一种用于测量电能的计量装置，其可以精确测量由电力供应商提供给用户的电能消耗量。由电表测得的电能消耗量一般用于确定用户需要支付给电力供应商的电费账单。 

根据一些行业或地区标准，一个合格的电表应能够提供很多的工作状态参数，例如零线电流或火线电流的有效值，火线电压的有效值，以及由相应电流产生的电能累积值。其中，火线电压是指火线与参考电势间的电势差，该参考电势例如为地或零线。特别地，对于具有防窃电功能的电表，通常需要能够同时监控火线电流与零线电流。当这两个电流之间存在显著差值时，电表会发出警示信号，以提示用电异常。 

为了同时监控零线电流与火线电流，一种传统的电力计量方法采用了两路检测通道，每路检测通道各自包括电流检测器和模数转换器。在该方法中，零线电流与火线电流分别由一路检测通道检测。具体而言，电流检测器用于对电流进行采样，并生成各自的电线上的电流所对应的电流检测信号。而每个检测通道中的模数转换器则用于将该电流检测信号转换为数字信号，进而提供给信号处理模块。模数转换器可以采用具有高精度的∑-Δ模数转换器。然而，这种方法需要两个模数转换器，因此需要占用更大的芯片面积，并相应增加了功耗及成本。 

实用新型内容

为同时监控零线电流与火线电流，另一种传统的电力计量方法 采用了两路检测通道，这两路检测通道会周期性地被多路复用器(multiplexer)所切换，从而为后续处理电路提供时分复用的输入信号，该时分复用的输入信号将会由一个模数转换器转换为相应的数字信号。这两路检测通道的复用切换可以由控制模块进行控制，该控制模块例如为微控制器。因而，零线电流与火线电流的电流值可以在不同的时段内被进行检测，其中，该电流值是指零线电流或火线电流在某一时刻的数值。此外，根据检测得到的电流值，可以通过特定的算法来计算电流的有效值，该有效值通常是由随时间变化的电流值在给定时间间隔内的均方根值所确定，该给定时间间隔例如为周期信号的一个周期。对于大多数传统的计量方法，需要基于一段时间内的电流值来计算电流有效值。然而，在零线电流与火线电流间存在显著差值的情况下，多路复用器在两个电流检测通道间进行切换时，其输出的电流检测信号需要较长的时间才能够稳定，这会严重地影响测量精度。 

因此，需要一种能够在较短时间内精确计量电力的电路。 

在本实用新型的一个实施例中，公开了一种电路。该电路包括：一种电路，包括：电流检测模块，用于生成与第一电力线上的第一电流对应的第一电流检测信号，以及与第二电力线上的第二电流对应的第二电流检测信号，其中第一和第二电力线中的一个为火线；多路复用器，用于响应于控制信号而周期性地在所述第一电流检测信号与所述第二电流检测信号间切换，在每一周期的第一时段输出所述第一电流检测信号，在每一周期的第二时段输出所述第二电流检测信号；信号处理模块，用于基于所述多路复用器的输出以及火线电压的电压检测信号生成能量累积信号；控制模块，用于向所述多路复用器提供所述控制信号，并在所述第二时段生成所述第二电流的有效值，该有效值由(ΔE/ΔT)/U确定，其中ΔE/ΔT表示所述能量累积信号的变化速率，而U表示所述火线电压的有效值。 

在本实用新型的另一实施例中，公开了一种电表。该电表包括一种电路，包括：电流检测模块，用于生成与第一电力线上的第一电流对应的第一电流检测信号，以及与第二电力线上的第二电流对 应的第二电流检测信号，其中第一和第二电力线中的一个为火线；多路复用器，用于响应于控制信号而周期性地在所述第一电流检测信号与所述第二电流检测信号间切换，在每一周期的第一时段输出所述第一电流检测信号，在每一周期的第二时段输出所述第二电流检测信号；信号处理模块，用于基于所述多路复用器的输出以及火线电压的电压检测信号生成能量累积信号；控制模块，用于向所述多路复用器提供所述控制信号，并在所述第二时段生成所述第二电流的有效值，该有效值由(ΔE/ΔT)/U确定，其中ΔE/ΔT表示所述能量累积信号的变化速率，而U表示所述火线电压的有效值。