专利名称：一种用于国网三相智能电能表的高精度计量电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电能计量装置，具体说是涉及一种高精度三相电能表的计量回路。
背景技术：
目前国家电网公司在“计量、抄表和收费标准化建设研究”项目成果的基础上，按照统一坚强智能电网建设的总体要求，结合国内外计量、通信技术现状以及公司系统生产、 经营、管理对电能表的基本要求，国家电网公司组织编制了智能电能表系列标准。在系列标准中，根据《0. 2S级三相智能电能表技术规范》的要求，高精度0. 2S级也在国家的招投标范围，并进行了规范。国网0.2S级表由于精度要求高，可靠性、稳定要求非常高。目前，很多厂家的方案是高精度ADC+高速DSP的计量方案，此类方案设计复杂，调试周期长并且校表复杂，可批量生产性较差。
发明内容本实用新型要解决的是现有技术存在的上述问题，目的在于提供了一种国网三相智能电能表的高精度计量电路，能使电能表精度达到国网招标0. 2S级标准要求，并且电路设计结构简单、性能可靠，适于批量生产。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，包括计量回路，以及分别与所述计量回路连接的电流采样电路、电压采样电路、电压基准电路、电源复位电路、脉冲校验电路和单片机，其特征在于所述的电流采样电路包括带磁路补偿的电流互感器和I/V变换电路，所述的电压采样电路包括低温漂精密的分压电阻网络，所述的计量回路包括计量芯片ADE7878。根根据本实用新型，所述的电流互感器，其精度符合IEC 60044-10. 02级。根据本实用新型，所述的电压基准芯片为ADR127，为计量芯片ADE7878提供一个稳定、可靠的基准电压。根据本实用新型，所述的电流采样电路由电流互感器作为电流采样前端，所述的 I/V变换电路由跨接在电流互感器次级线圈两端的采样电阻构成。所述的电流采样电路还包括由第一电阻和第二电阻组成的电压偏置回路，以及由第三电阻、第一电容、第四电阻和第二电容组成的抗混叠电路；所述的第一电阻和第二电阻串联后跨接在电流互感器次级线圈两端，两电阻的连接端接地；所述的第三电阻一端接电流互感器次级线圈的一端，另一端接第一电容的一端和计量芯片，第一电容的另一端接第二电容的一端和地，第二电容的另一端接第四电阻的一端和计量芯片，第四电阻的另一端接电流互感器次级线圈的另一端。 根据本实用新型，所述电压采样电路的分压电阻和电流采样电路的采样电阻的精度为的电阻，温度系数分别为10ppm/°C和5ppm/°C。根据本实用新型，所述的脉冲校验电路通过光耦隔离与外界连接。根据本实用新型，所述的电源复位电路包括NPN型三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第三电容，所述的第五电阻的一端接复位开关和第六电阻的一端，第五电阻的另一端接三极管的基极，第六电阻的另一端接三极管的集电极、第三电容的一端和地，第三电容的另一端接三极管的发射极、第七电阻的一端和计量芯片的RESET端，第七电阻的另一端接电源正端。根据本实用新型，所述的计量电路还包括电源模块，用于给各功能电路供电。本实用新型的电能计量电路与现有技术相比，一是具有更高的准确度等级，能够实现0. 2S级的电能计量；设计和校表流程简单，批量生产性好。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型的电路图。图3为本实用新型电流采用电路中的一路电路图。图4为本实用新型的电源复位电路。
具体实施方式
参照图1，本实用新型包括电流采样电路、电压采样电路、计量回路、电压基准电路、电源复位电路、脉冲校验电路、单片机和电源模块。所述的电压采样电路包括低温漂精密的分压电阻网络，所述的计量回路包括计量芯片ADE7878。电流采样电路将电表所要计量的电流通过电流互感器和I/V变换电路变成电压信号，供计量芯片采样用；电压采样电路将输入电压通过精密分压电阻网络变换成低压信号，供计量芯片采样用；电压基准电路为计量芯片提供一个稳定、可靠精密电压源；计量回路是将所采集到的电压、电流信号经过内部DSP模块计算，将计算所得的结果送给单片机 6处理；电流复位电路通过软件复位计量芯片；计量芯片为脉冲校验电路提供有功、无功校验脉冲。图2是本实用新型高精度计量回路的一个个体实施线路图。图中有三个结构相同的电流采样电路1和电压采样电路2分别连接到三相电源端。为了方便理解，只分析其中的一路电流和电压采样信号，其它两路信号的处理过程相同。所述的一路电流采样电路包括带磁路补偿的电流互感器TA1、I/V变换电路、电压偏置回路和抗混叠电路。所述的Ι/ν变换电路由跨接在电流互感器TAl次级线圈两端Si、 S2的采样电阻R530构成。所述的电压偏置回路由第一电阻和第二电阻R531组成，所述的第一电阻和第二电阻R531串联后跨接在电流互感器TAl次级线圈两端Si、S2， 两电阻的连接端接地。所述的抗混叠电路由第三电阻R61、第一电容C46、第四电阻R62和第二电容C47组成，所述的第三电阻R61—端接电流互感器TAl次级线圈的一端Si，另一端接第一电容C46的一端和计量芯片的IAP端，第一电容C46的另一端接第二电容C47的一端和地，第二电容C47的另一端接第四电阻R62的一端和计量芯片的IAN端，第四电阻R62 的另一端接电流互感器TAl次级线圈的另一端S2。参照图3，上述电流采样电路的第一路信号由新型带磁路补偿的高精度、宽量程电流互感器TAl作为电流采样前端，采样电阻R530将电流转换成电压信号，电阻和电阻 R531构成的电压偏置回路将电压信号调整到专用计量芯片ADE7878需要的电压值，由电阻 R61、电容C46和电阻R62、电容C47组成的抗混叠电路将调整后的电压信号进行滤波后输入到专用计量芯片ADE7878。电压采样电路的第一路信号由温度系数为10ppm/°C以上的精密电阻组成电阻分压网络，将电压采样信号分压后输入到专用计量芯片ADE7878 ；专用计量芯片ADE7878将电流、电压端采集到的信号进行计算并与单片机6进行数据交换；脉冲校验电路5通过光耦隔离来与外界连接；电压基准电路7由基准电压芯片ADR127构成，并为计量回路3提供基准参考电压。参照图4，电源复位电路包括NPN型三极管V28、第五电阻R122、第六电阻R123、第七电阻R50和第三电容C52，所述的第五电阻R122的一端接复位开关和第六电阻R123的一端，第五电阻R122的另一端接三极管V28的基极，第六电阻R123的另一端接三极管M8的集电极、第三电容C52的一端和地，第三电容C52的另一端接三极管V28的发射极、第七电阻R50的一端和计量芯片的RESET端，第七电阻R50的另一端接电源正端。本实用新型的高精度计量电路的性能指标如下准确度等级有功0. 2S级电压频率50Hz参比电压3Χ57·7/100V电流规格1.5(6) A仪表常数20000imp/kffh工作电压范围0. 7Un 1. 2Un工作温度范围-25 65°C电压线路功耗有功功耗小于2W，视在功耗小于IOVA电流线路功耗彡IVA实测基本误差
权利要求1.一种用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，包括计量回路，以及分别与所述计量回路连接的电流采样电路、电压采样电路、电压基准电路、电源复位电路、脉冲校验电路和单片机，其特征在于所述的电流采样电路包括带磁路补偿的电流互感器(TAl)和I/V 变换电路，所述的电压采样电路包括低温漂精密的分压电阻网络，所述的计量回路包括计量芯片ADE7878。
2.根据权利要求1所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征在于所述的电流互感器的精度符合IEC 60044-10. 02级。
3.根据权利要求1所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征是在所述的电压基准电路的电压基准芯片为ADRl27。
4.根据权利要求1所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征是在所述的电压采样电路的分压电阻精度为的电阻，温度系数分别为10ppm/°C和5ppm/°C。
5.根据权利要求1所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征在于所述的电流采样电路由电流互感器(TAl)作为电流采样前端，所述的I/V变换电路由跨接在电流互感器(TAl)次级线圈两端(S1、S2)的采样电阻(R530)构成。
6.根据权利要求5所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征是在所述的电流采样电路的采样电阻精度(R530)为的电阻，温度系数为5ppm/°C。
7.根据权利要求6所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征在于所述的电流采样电路还包括由第一电阻(R529)和第二电阻(R531)组成的电压偏置回路，以及由第三电阻(R61)、第一电容(C46)、第四电阻(R6》和第二电容(C47)组成的抗混叠电路；所述的第一电阻(R529)和第二电阻(R531)串联后跨接在电流互感器(TAl)次级线圈两端(S1、S2)，两电阻的连接端接地；所述的第三电阻(R61) —端接电流互感器(TAl)次级线圈的一端(Si)，另一端接第一电容(C46)的一端和计量芯片，第一电容(C46)的另一端接第二电容(C47)的一端和地，第二电容(C47)的另一端接第四电阻￠6 的一端和计量芯片，第四电阻(R62)的另一端接电流互感器(TAl)次级线圈的另一端(S2)。
8.根据权利要求1所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征在于所述的脉冲校验电路通过光耦隔离与外界连接。
9.根据权利要求1所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路，其特征在于所述的电源复位电路包括NPN型三极管(M8)、第五电阻(R122)、第六电阻(R123)、第七电阻 (R50)和第三电容(C52)，所述的第五电阻(R122)的一端接复位开关和第六电阻(R123)的一端，第五电阻(R12》的另一端接三极管(V28)的基极，第六电阻(R12!3)的另一端接三极管(M8)的集电极、第三电容(C52)的一端和地，第三电容(C52)的另一端接三极管(M8) 的发射极、第七电阻(R50)的一端和计量芯片的RESET端，第七电阻(R50)的另一端接电源正端。
10.根据权利要求1-9任何一项所述的用于国网三相智能电能表的高精度计量电路， 其特征在于所述的计量电路还包括电源模块。
专利摘要本实用新型公开了一种国网0.2S级三相智能电能表的高精度计量电路，包括新型带磁路补偿的高精度、宽量程电流互感器、高精度专用计量芯片、高精度电压基准芯片、低温漂精密电阻器组成。本实用新型能使电能表精度达到国网招标0.2S级标准要求，并且电路设计结构简单、性能可靠。
文档编号G01R19/00GK202305663SQ201120400988
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者余钟林, 金可有 申请人:浙江正泰仪器仪表有限责任公司