[发明专利]一种防止电表PCB板工频磁场启动的方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电表技术，尤其涉及一种防止电表内PCB板上电气回路工频磁场启动的方法。

背景技术

国网2013年新标准《单相智能电能表技术规范》对0.5mT工频磁场无负载要求：电能表处于工作状态，电流线路无电流，将其放置在0.5mT工频磁场干扰中，电能表的测试输出不应产生多于一个的脉冲。

为了满足国家电网公司2013年新标准《单相智能电能表技术规范》对0.5mT工频磁场无负载要求，本发明目的是提供一种防止电表PCB板工频磁场启动的方法，该技术使得电表PCB板电气组件结构紧凑，生产工艺简单，可抗任意方向工频磁场干扰。

发明内容

本发明实施例提供一种设计电表PCB板的工艺或方法，能够有效抑制或减低工频电磁感应磁场的强度，防止电表焊盘电气组件收到干扰。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：防止电表PCB板工频磁场启动的方法实施例，用于抑制电表内部PCB板上焊盘部分的工频磁场产生部所感生出的磁场，所述的工频磁场产生部包括多个相互连接且构成闭合回路的电子元器件，其改进在于包括下列步骤：在所述的电表中提供N块PCB板，这N块PCB板相互平行安装于此电表内；在每一块PCB板上焊接若干个电子元器件，以构成X个闭合回路；计算出每一个闭合回路的截面积Sx；将此N块PCB板上的X个闭合回路的截面积S_x全部进行相互叠加，使得叠加后的截面积S_n最小。

在一个实施例中，在这X个闭合回路中，其等所感生出的电磁感应磁场强度B满足：

B＝B_msinωt，    （1）

其磁通量满足关系式：

其中N为X个闭合回路总数，Ｓ为此闭合回路的截面积，θ为与截面的法线夹角，其中当工频磁场以垂直方向穿过多个闭合回路时，对于每一个单个闭合回路而言，理想情形下考虑为θ=0时，Sinωt=1，可知磁通量直接取决于截面积S_X。

在一个实施例中，所述电子元器件是焊接在PCB板的正面或反面。

在一个实施例中，焊接在所述的PCB板正面与反面上的电子元器件构成不同的闭合回路，其闭合回路的电流不同，所感生出的磁场在方向上构成相互叠加或抵消，以此抑制工频磁场的强度。

在一个实施例中，所述的工频磁场的强度可以被抑制为零。

在一个实施例中，在所述的电子元器件中包括锰铜引线，其与外接负载构成的闭合回路截面积为S_y。

在一个实施例中，所述的外接负载为内置继电器锰铜电阻。

进一步地，所述的继电器锰铜电阻与锰铜引线以左右或上下对称的方式加以接线，以使得其上产生的工频磁场强度为零。

在一个实施例中，为了控制截面积S_y，定制锰铜引线的长度不超过8mm。

在一个实施例中，根据L＝2πr得知，截面S_y的半径为r≤2.547mm。

具体实施方式

防止电表PCB板工频磁场启动的方法的实施例中包括下列步骤：提供1块PCB板，安装于一个电表内；在PCB板的焊盘上安装电气组件，按照电流I+和I-的流向，形成了例如4个闭合回路；分别计算出这4个闭合回路的截面积S5，S6，S7和Sy；根据式（1）的关系，当θ=0时，Sinωt=1，可知磁通量取决于截面积S；将4个面积进行全部叠加，使得截面积S最小。

在一个实施例中，所述电气组件是焊接在PCB板的正面或反面。由于焊接的方向不同，因此使得焊接后形成的闭合回路中产生了不同的电流方向。其中一个截面S6的电流方向为逆时针方向，而最大的截面S5的电流方向为顺时针方向，同样地，截面S7的电流方向为逆时针，而Sy的闭环电流方向亦为逆时针。因此，因为磁通量的方向不同，且直接取决于S，则这个PCB板上总的局部磁通量取决于Sx＝S5—S6—S7—Sy，按照比例加以设计出的Sx较佳地为0。

在另一方面，提供一种接线端接出的锰铜引线，其具有正负端L+和L-，其中为了防止S_y过大，定制锰铜线开口长度（即前述截面Sy的周长）不能超过8mm。而其中根据周长公式L＝2πr得知，截面Sy的等效半径r≤2.547mm。

在另一方面，给出了另一个PCB板的实施例，其中将电子元器件设计的较为紧凑，形成一个较小的截面积S3和Sn，而S3和Sn的电流方向均为顺时针，因此总的截面积Sx＝S3+Sn。这样虽然会产生工频磁场，但是可以将其控制在一个误差允许的范围内。