[发明专利]低功耗电能采集装置

说明书

技术领域

本发明属于应用电子产品技术领域，涉及一种是采集民用交流电电能用量的低功耗电能采集装置。

背景技术

目前针对民用交流电能的采集只要分为两种：机械电子式和全电子式。

机械电子式采集装置是交变电流电压通过线圈，形成交变磁场，导磁体转盘位于交变磁场中，类似形成一个电机，交变磁场使转盘转动，转动速度由场强决定，转盘转动圈数作为计量电能的单位。

图1是现有的全电子式电能采集装置的结构框图。如图1所示，全电子式电能采集装置通过电压进行电阻分压，对电流进行小电阻取样，取样得到的等比例电压和电流再进行数字化采样转换。利用专用集成电路完成电压和电流的乘积，以时间单位进行电流电压乘积的积分，依据积分值的大小以脉冲个数的形式正比例输出，最后由脉冲驱动电度计或数字显示器，完成对电能的采集。

但现有的电能采集装置功耗普遍较高，不符合现在绿色环保的要求。且现有的电能采集装置只完成电度计量功能，只适用于有电度计量需求的场合，功能单一。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种精确采集能耗以及采集装置自身功耗低的低功耗电能采集装置。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明的低功耗电能采集装置，包括采集芯片、微处理器、显示器、存储器和电源模块；该装置还包括电压互感器、电流互感器，分别与电压互感器和电流互感器连接的第一低通滤波器和第二低通滤波器；第一低通滤波器和第二低通滤波器与采集芯片连接；微处理器分别与显示器、存储器连接，并通过SPI接口与采集芯片连接；微处理器采用MSP430F149芯片，微处理器在工作过程中的空闲状态进入睡眠模式，定期唤醒完成电能采集过程。

所述的采集芯片采用CS5463芯片，CS5463内部设有多个电能参数采集模块，可采集多种电能参数，包括瞬时电压、电流、功率、视在功率、有功功率、无功功率、有功基波、有功谐波、无功基波、功率因数和交流频率；CS5463芯片的工作模式为低速模式，数据读取采用中断的方式，根据需要开启采集芯片内的电能参数采集模块，关闭无需采集的电能参数采集模块。

所述的微处理器上设置有多个基于485总线的访问接口。

所述的微处理器上连接有一组地址拨码开关，通过外设拨码的方式设置密码及工作模式。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的低功耗电能采集装置，采用低功耗处理器芯片和高集成度电能采集芯片完成对民用交流电能采集，在完成电能采集功能的前提下，把自身的功耗降到最低，实现在追求低功耗运行模式下完成对交流电能的采集功能。同时本装置还设计组网功能，满足后端控制平台对该装置的电能采集与控制。

附图说明

图1是现有技术的全电子式电能采集装置的结构框图；

图2是本发明的低功耗电能采集装置的结构框图；

图3是本发明的低功耗电能采集装置的程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的低功耗电能采集装置做进一步说明。下述各实施例仅用于说明本发明而并非对本发明的限制。

图2是本发明的低功耗电能采集装置的结构框图。如图2所示，本发明的低功耗电能采集装置，包括采集芯片、微处理器、显示器、存储器和电源模块；该装置还包括电压互感器、电流互感器，分别与电压互感器和电流互感器连接的第一低通滤波器和第二低通滤波器；第一低通滤波器和第二低通滤波器与采集芯片连接；微处理器分别与显示器、存储器和继电器连接，并通过SPI接口与采集芯片连接。

在硬件电路上，微处理器采用MSP430F149芯片，MSP430F149具有7种低功耗模式，极低功耗模式下最低工作电流仅需要360nA，可以满足各种低功耗应用场合，该处理器是16位处理器，处理能力较8位处理器处理能力更加强大，有质的提升，同时该处理器内部集成硬件乘法器，能够满足较复杂算法的计算要求。传统电能采集装置只完成电度计量功能，只适用于有电度计量需求的场合，本发明除完成电度计量外，还能够对电能参数进行算法处理，依据电能参数完成例如功率因素的测量、无功功率、电压频率等的测量。