[发明专利]电能计量方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电能计量芯片，具体地说，涉及一种电能计量芯片的低功耗电能计量方法。

背景技术

电能计量的任务是将用户的瞬时功率精确累加成能量，为发电企业、输配电企业、电力用户之间进行结算提供依据，它的准确与否直接影响三者的利益和交易的合理性。电表是常用的电能计量仪表，电表中最关键的部件是片上系统（System on Chip，SOC）电能计量芯片。

图10示出了常用SOC电能计量芯片的基本结构。如图10所示，SOC电能计量芯片总体上包括：模数转换器、电能计量模块、脉冲生成单元、处理器和程序存储器。SOC电能计量芯片从电流和电压通道采样获得的采样信号首先被模数转换器离散化后，输入到电能计量模块，电能计量模块根据处理器的指令，对离散化的数据进行计算，获得有功功率、无功功率和视在功率，这些功率被输入到脉冲生成单元，生成脉冲，脉冲的持续发出实现对电能的计量，其中，处理器根据预先存储在程序存储器中的程序指令运行。

用于对电能进行计量的SOC电能计量芯片连接在电路中，芯片的系统供电来自于所连接的电路。

然而，当发生电路断相或窃电时，SOC电能计量芯片无法再从所连接的电路中获得电能。为了能够继续维持SOC电能计量芯片的基本操作，例如保存所计量的数据等，SOC电能计量芯片通常被设计成具有另外一种备份的取电方式，例如，从安装于芯片上的电池或取电线圈取电。这里所述的备份取电方式是指SOC电能计量芯片不从所连接的电路中进行取电的方式。于是，当SOC电能计量芯片不能从所连接的电路中获取自身所需的电能时，会自动切换到从电池或取电线圈取电，供自身运行所使用。无论是内部电池还是取电线圈，其电能都是有限的，为了防止它们的能量耗尽，需要尽可能减少SOC电能计量芯片的功耗。于是，SOC电能计量芯片会停止对电能的计量，直到系统电源恢复。

显然，停止计量的做法会导致无法对停止计量时间段内的电能进行计量。这造成了电能计量的不准确，对发电企业、输配电企业显失公平。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种低频计量方式，当发生电路断相或窃电的情况时，在降低整个电能计量芯片功耗的同时，可以在降低计量精度的条件下继续对电能进行计量。

具体地，本发明的电能计量方法包括如下步骤：

检测用于电能计量的电能计量芯片是否发生掉电；

在掉电时，将所述电能计量芯片的系统供电切换到备份的取电方式；

将所述电能计量芯片的电能计量时钟切换到低频时钟；以及

在预先设定的时间段内对电能进行计量。

进一步地，上述方法还可以包括：将所述电能计量芯片的系统时钟切换到低频时钟。

其中，所述预先设定的时间段是间隔的多个时间段；并且所述预先设定的时间段是根据所述低频时钟设定的。

其中，所述预先设定的时间段是所述低频时钟的脉冲间隔的X倍，所述X是整数。

进一步地，上述方法还可以包括：调整电能计量时所使用的滤波器系数。

本发明提供的计量方案，即使在电路断相或窃电的模式下，依然可以在降低功耗的同时，对电流进行有效值的计算，并提供视在功率和视在功率脉冲的输出，更重要的是，不需要依赖于特定的工艺或器件的支持，非常有利于布局布线，还可以保证电能计量芯片上的必要信息不丢失。

附图说明

图1是SOC电能计量芯片的基本结构示意图。

图2A、2B、2C是EMU进行电能计量的基本算法流程示意图。

图3是SOC电能计量芯片与外围电源电路的连接示意图。

图4是图3中取电部分的示意图。

图5是根据本发明实施例的低频计量方式的流程图。

图6是断相窃电模式下取电部分的示意图。

图7是本发明的时钟发生器的基本结构示意图。

图8是本发明的低频计量方式的示意图。

图9是本发明的低频计量方式下计算视在功率的算法流程示意图。

图10是常用SOC电能计量芯片的示意性框图。

具体实施方式

本发明针对目前断相窃电情况下SOC电能计量芯片不能对电能进行计量的问题，提出一种低频计量方式，使得可以在降低整个电能计量芯片的功耗的同时，依然对电能进行计量。

下面，结合附图，对本发明的低频计量方案进行详细描述。