专利名称：用于三相电子式电能表的全失压模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电网全失压电路处理模块，尤其涉及一种基于三相电能表的
全失压模块。
背景技术：
电网中各相失压记录情况及失压时的电量，是为了合理地追补电量。全失压是三相电压(单相表为单相电压)均低于电能表的临界电压，且负荷电流大于5%额定(基本)电流的工况。在全失压状态下电子式电能表已失去供电而不能记录全失压数据。目前用电管理部门大部分采用失压记录仪来记录失压发生时间。作为准确计量的一种辅助设备，失压记录仪有效地防止了有意/无意的PT回路断电故障，并使其造成的损失尽可能最小。但是所述计时器只能记录时间，不能记录此时的电流值，以致不能合理地追补电量。此外失压记录仪作为一个单独的设备，不仅占用计量柜空间，增加计量用互感器负荷，而且增加了运行维护工作。

实用新型内容本实用新型的目的在于设计电网处于全失压工况下，准确计量该工况发生和结束的时间以及此时电流值，通过记录这几个基本值来计算的全失压时安时值，以便准确的判断全失压工况的测量检测电路模块。 本实用新型提供的这种用于三相电子式电能表的全失压模块，包括掉电或上电检测电路、电流采样电路、低功耗微控制器MCU、数据存储单元、用于提供电源的电池及电源转换电路，所述电流采样电路主要由电流转换电路、信号调理电路组成，所述MCU对经过电流采样电路调理后的电压信号进行采样、分析，判断是否进入全失压并进入数据存储处理。[0005] 所述电池采用电表低功耗6V电池，电源转换电路将电池6V转换成3. 3V。所述电源转换电路主要由低功耗直流稳压芯片S812C33组成。所述数据存储单元主要由24C04存储芯片组成，该存储芯片作为与三相电子式电能表的接口。 当电能表(以下简称主表)正常工作时，本实用新型停止工作；当主表因掉电不能工作时，本实用新型自动开始工作。本实用新型可以记录全失压发生的起始时间、结束时间和电流值，为用电管理部门提供依据，以便分析是否窃电和及时追补电量。本实用新型可以方便的移植在不同厂家的电能表上，主表只需要留出几个接口 ，便可以实现全失压记录功能。 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点 (l)本实用新型的接口简单，只需要电能表的主表有几个接口 (见图2)就可以，可
移植性好，因此可以广泛移植于不同厂家的电能表上，具有极大的推广价值。
(2)由于本实用新型的采用了低功耗微控制器，同时在软件方面主要的工作(信
号采样、数据处理及保存等)全在中断服务程序中完成，当全失压结束后，MCU处于超低功
耗，极大的降低了电路功耗，延长了电池使用寿命。
3[0010] (3)模块结构简单，成本低，具有极大的价格优势，利于推广。
图1是本实用新型的结构方框图。 图2是本实用新型的电路图。 图3是本实用新型电流采样中断处理流程图。
具体实施方式从图l可以看出本实用新型具有电池及电源转换电路、掉电/上电检测模块、电流 采样模块、MCU、数据存储单元。 从图2可以看出本实用新型的电流采样电路主要由电流转换电路、信号调理电路 组成，电阻R21-电阻R26，和运放LPV324的A部分组成的信号放大电路对输入的A路电流 信号进行差分放大，由电阻R15-电阻R20和运放的B部分组成的信号放大电路对输入的B 路电流信号进行差分放大，由电阻R9——电阻R14和运放的C部分组成的信号放大电路对 输入的C路电流信号进行差分放大，由R7、R8、C5、C6、C7、C8和运放的D部分组成信号的基 准，这四个部分组成电流采样电路模块。这3路信号进入MCU，由MCU来完成电流信号的采 样、计算，以及全失压判断处理。 由二极管和R27组成掉电检测电路，当MCU未加测到主机是掉电状态的时候，MCU 会进入低功耗状态下，在检测到掉电信号后，MCU进入工作状态，开始采集电流，读出24C04 芯片(数据存储单元主要由该芯片组成)中的参数和相关信息，判断系统是否是全失压状 态，然后进行相关处理。然后如果MCU检测到主机是上电状态的时候，MCU会往24C04中保 存的参数和相关信息，重新进入低功耗状态下。 由R1，R2，R3，R4，D3，D4，Q1组成的E2PR0M电路，完成主机和本实用新型的MCU和 主机信息存储和交换。当是MCU处理信息时，由MCU控制IIC总线，当有主机和本实用新型 进行数据交换时候，由主机控制IIC总线。 从图2可以看出电源转换电路主要由Cl、 C2、 C3和低功耗稳压芯片组成，把6V的 直流电源转化为MCU及其他模块电路所需要的电源，以及给存储芯片和采样电路供电，该 电路由低功耗稳压芯片S-812C33实现。 电源转换电路除了上述实施例设计的外，也可由一些等效电路替代。 在软件设计上面，为了使整机功耗降低，主要的工作(信号采样、数据处理及保存 等)全在中断服务程序中完成(见图3)。编制中断服务程序分利用MCU的I/0具有外部中 断的特性，编制软件时采用中断方式，而不采用查询方式，另外，当有定时中断时，只把MCU 唤醒，其余模块仍然处于关断状态。在一段时间内，未检测到全失压时，MCU重新进入低功 耗模式。对模块(芯片)供电进行控制，即根据工作需要接通相应功能模块的电源，当要进 行数据存储时，才给E乍ROM供电，结束存储时立即关断相应部分的电源；当要进行电流采样 时，才给运算放大器供电，结束电流采样时立即关断相应部分的电源。
权利要求一种用于三相电子式电能表的全失压模块，其特征在于包括掉电或上电检测电路、电流采样电路、低功耗微控制器MCU、数据存储单元、用于提供电源的电池及电源转换电路，所述电流采样电路主要由电流转换电路、信号调理电路组成，所述MCU对经过电流采样电路调理后的电压信号进行采样、分析，判断是否进入全失压并进入数据存储处理。
2. 根据权利要求1所述的用于三相电子式电能表的全失压模块，其特征在于电池采用 电表低功耗6V电池，电源转换电路将电池6V转换成3. 3V。
3. 根据权利要求1所述的用于三相电子式电能表的全失压模块，其特征在于电源转换 电路主要由低功耗直流稳压芯片S812C33组成。
4. 根据权利要求1或3所述的用于三相电子式电能表的全失压模块，其特征在于所述 数据存储单元主要由24C04存储芯片组成，该存储芯片作为与三相电子式电能表的接口。
专利摘要本实用新型提供的这种用于三相电子式电能表的全失压模块，包括掉电或上电检测电路、电流采样电路、低功耗微控制器MCU、数据存储单元、用于提供电源的电池及电源转换电路，所述电流采样电路主要由电流转换电路、信号调理电路组成，所述MCU对经过电流采样电路调理后的电压信号进行采样、分析，判断是否进入全失压并进入数据存储处理。本实用新型可以方便的移植在不同厂家的电能表上，主表只需要留出几个接口，便可以实现全失压记录功能。
文档编号G01R19/175GK201522536SQ20092025922
公开日2010年7月7日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者廖迪洪, 扶小飞, 李先怀, 樊坚, 石云烽, 童嵘 申请人:威胜集团有限公司