专利名称：电能表的数据记录及节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据记录及节电装置，特别是一种用于电能表的 数据记录及节电装置，属计量仪器类。
背景技术：
电力系统安全，稳定运行，电力巿场交易的先决条件是可靠准确的电 能计量。而现有技术中的电能计量方式最常用的有感应式，电子式，多功 能全电子式等多种电能表，但这些电能表计量功能单一，精度欠佳，防窃 电功能也不理想。为此，不断研制出精度佳的防窃电电能表。如中国专利
号为Z200720115688. 3 ( —种单相防窃电电能表)，申请号为 200710071547.0 (单相防窃电电能表及防窃电测量方法)等，这些电能表 结构合理，性能可靠，对任何窃电反应灵敏，有窃电行为时能加速计度， 对窃电现象进行惩罚。同时能对当电流不平衡等情况进行防窃电测量与计 量，这些电能表的研制面巿大大改进提高电力行业的工作效率，使一些不 法分子无法达到窃电之目的。但其成本较高，能耗也高，操作也不便，且 停电状态下不能通过掌机抄收数据。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种功耗低，精度高，在停电状态下可通过 掌机抄收记录数据的用于电能表的数据记录及节电装置。
本实用新型是这样实现的它包括红外采样回路、电源管理模块、计 量模块ADE7755、 MCU单片机、备用电池、485通信接口、红外通信接口， 其特征在于红外釆样回路是由红外光敏二极管Dl、电阻R1—R3、电容C1、 场效应管Q构成的，其中红外光敏二极管Dl —端的一路接所述MCU单片机的电源，另 一路经电阻R1接场效管Q的漏极并接所述MCU单片机的输入端， Dl的另一端的一路经电阻R2接地，另一路经电容C1分别接Q的栅极及经 电阻R3接地，Q的源极接地，所述的电源管理模块是由变压器T1、 二极管 D2-D4和D6-D8、稳压二极管D5、电容器C2-C12、 二个集成块78L05和集 成块HT7544、电阻R4-R6构成的，其中变压器Tl的抽头2经二极管D2、 一路经二个并联电容C2、 C3接地，另一路与集成块78L05引脚l相接，其 引脚2接地，引脚3—路经电容C4接地，另一路接所述计量模块ADE7755 的电源，变压器T1的抽头1 一路与零线N相接，另一路接地，变压器T1 的抽头3—路接火线L，另一路接地，变压器T1的抽头4与二极管D4，电 阻R4串接后经稳压二极管D5、电容C9、 C10 —路接地，另一路与集成块 HT7544的引脚3相接，其引脚2接地，引脚l经电容Cll、 C12—路接地， 另一路经二极管D6、 D7接所述MCU单片机的电源后再经二极管D8 —路与 所述备用电池相接，另一路经电阻R5、 R6接地，变压器T1的抽头5经二 极管D3—路经电容C5、 C6并接后接地，另一路与另一集成块78L05的引 脚1相接，其引脚2接地，引脚3与电容C7、 C8并接后一路接地，另一路 与所述的485通信接口的输入端相接，变压器Tl的抽头6接地。 所述的电源管理模块具有三路输出电压。
本实用新型的MCU单片机是釆用MSP430FE425,是TI公司电表专用MCU 芯片，具有以下一些特性(l)工作电压1.8-3.6V; (2)超低功耗活动 模式200uA (2. 2V， lMHz) ; (3)待机模式:1. 1 uA; (4)关闭模式(RAM 保持)0. luA; (5) 5种省电模式从待机模式唤醒少于6微妙。具有丰 富的外围模块，灵活的时钟源，它的这些特性特别适合电池供电，可大大 延长电池寿命。本实用新型与背景技术相比，充分利用单片机MSP430FE425的超低功 耗特性，掉电状态下采用备用电池作为MCU工作的电源，可用掌上电脑通 过红外抄收电表窃电事件记录，这样红外接收管要一直工作，而红外接收管 的工作电流约为5-8MA，1.6AH电池(一节备用电池)200-250h就放完，远 不能满足IO年寿命，本实用新型釆用红外光敏管待机解决该问题。

图l为本实用新型的红外采样回路的电路图。 图2为本实用新型的电源管理模块的电路图。
图3为本实用新型的一实施例即用于电能表的结构框图
具体实施方式
如图3所示，由二个锰铜电阻构成的两路电流釆样回路， 一路的输入 端经计量模块ADE7755接锰铜电阻的两端，锰铜电阻串接在交流零线N上， 其输出端接MCU单片机中电流采样的输入端，另 一路的输入端经分流电阻 接锰铜电阻的两端，锰铜电阻串接在交流火线L上，其输出端接MCU单片 机中电流釆样的输入端。电压釆样回路的电压检测端经分压电阻分别与交 流电火线L和零线N相接，电压信号输出端接MCU单片机中的电压输入端。 由红外光敏管等构成的红外釆样回路的输出端一路接地，另一路与MCU单 片机的输入端相接，其输入端接MCU单片机的电源，电源管理模块的输入 端分别与交流电的火线L和零线N备用电池相接，电源管理模块的输出端 分别接MCU单片机输入端及485通信接口的输出端，MCU单片机的输出端 分别与光电指示装置，LCD显示器、红外通信接口、脉冲输出保护装置， 实时时钟装置相接。将上述各部件一一连接好后，装入表壳(图中没有标 出)内即可。如图1所示，红外光敏二极管D1 —端的一路接所述MCU单片机的电源， 另一路经电阻R1接场效管Q的漏极并接所述MCU单片机的输入端，Dl的 另 一 端的 一 路经电阻R2接地，另 一 路经电容C1分别接Q的栅极及经电阻 R3接地，Q的源极接地。
如图2所示，变压器T1的抽头2经二极管D2、 一路经二个并联电容 C2、 C3后接地，另一路与集成块78L05的引脚l相接，其引脚2接地，引 脚3—路经电容C4接地，另一路接计量模块ADE7755的电源(VCC1)。变 压器T1的抽头1一路经Z2与零线N相接，另一路接地。变压器T1的抽头 3—路经Z1接火线L，另一路接地。变压器T1的抽头4与二极管D4，电 阻R4串接后经稳压二极管D5、电容C9、 C10—路接地，另一路与集成块 HT7544的引脚3相接。引脚2接地，引脚l经电容Cll、 C12 —路接地， 另一路经二极管D6、 D7接MCU单片机的电源(VCC)后再经二极管D8 —路 经连接器Jl与备用电池BAT1相接，另 一路经电阻R5后一路接MCU单片机 输入端，另一路经R6接地。变压器T1的抽头5经二极管D3与电容C5、 C6并接后一路接地，另一路与另一集成块78L05的引脚l相接，其引脚2 接地，引脚3与电容C7、 C8并接后一路接地，另一路与上述的485通信接 口的输入端相接，变压器T1的抽头6接地。
如图l、图2、图3所示，在停电状态下，采用备用电池BAT1作为MCU 单片机工作的电源，MCU单片机处于睡眠模式，在没有红外抄收时，这时， 红外通信接口中的红外接收管处于睡眠状态(红外接收管不工作)，釆用微 功耗红外光敏管Dl待机，当接收到红外讯号时，红外光敏管Dl激活MCU单 片机，此时MCU单片机处于工作状态，MCU单片机激活红外通讯接口中的 红外接收管工作，红外接收管工作时可通过手掌机抄收MCU单片机中记录
6的数据，当通信结東后红外接收管又处于睡眠状态(停止工作)，从而达到
节电目的，这样一节备用电池足可以工作io年寿命。
本实用新型由于釆用上述结构，故其具有能检测，计量火线和零线 两路电流不平衡；零线失电情况下安时数；能存储电流不平衡时的事件记 录，零线掉电时窃电的安时数，窃电时间，次数，累计窃电的安时数；同 时在停电状态下可用手掌机抄收上述数据，处理完毕后还可清除累计安时 数，而分次窃电安时数不清除能自动上移转存，异常指示等功能。
权利要求1.一种电能表的数据记录及节电装置，包括红外采样回路、电源管理模块、计量模块ADE7755、MCU单片机、备用电池、485通信接口、红外通信接口，其特征在于所述的红外采样回路是由红外光敏二极管D1、电阻R1-R3、电容C1、场效应管Q构成的，其中红外光敏二极管D1一端的一路接所述MCU单片机的电源，另一路经电阻R1接场效管Q的漏极并接所述MCU单片机的输入端，D1的另一端的一路经电阻R2接地，另一路经电容C1分别接Q的栅极及经电阻R3接地，Q的源极接地，所述的电源管理模块是由变压器T1、二极管D2-D4和D6-D8、稳压二极管D5、电容器C2-C12、二个集成块78L05和集成块HT7544、电阻R4-R6构成的，其中变压器T1的抽头2经过二极管D2、一路经二个并联电容C2、C3接地，另一路与集成块78L05引脚1相接，其引脚2接地，引脚3一路经电容C4接地，另一路接所述计量模块ADE7755的电源，变压器T1的抽头1一路与零线N相接，另一路接地，变压器T1的抽头3一路接火线L，另一路接地，变压器T1的抽头4与二极管D4，电阻R4串接后经稳压二极管D5、电容C9、C10一路接地，另一路与集成块HT7544的引脚3相接，引脚2接地，引脚1经电容C11、C12一路接地，另一路经二极管D6、D7接所述MCU单片机的电源后再经二极管D8一路与所述备用电池相接，另一路经电阻R5、R6接地，变压器T1的抽头5经二极管D3一路经电容C5、C6并接后接地，另一路与另一集成块78L05的引脚1相接，其引脚2接地，引脚3与电容C7、C8并接后一路接地，另一路与所述的485通信接口的输入端相接，变压器T1的抽头6接地。
2. 根据权利要求1所述的电能表的数据记录及节电装置，其特征在于所 述的电源管理模块具有三路输出电压。
专利摘要本实用新型涉及一种电能表的数据记录及节电装置，包括红外采样回路、电源管理模块、计量模块ADE7755、MCU单片机、备用电池、485通信接口、红外通信接口等，而红外采样回路是由红外光敏管、电阻、电容、场效应管构成的，电源管理模块是由变压器、稳压管、二极管、电容、电阻、集成块构成的且具有三路电压输出，红外采样回路、电源管理模块分别与MCU单片机的输入端、计量模块ADE7755、485通信接口、备用电池相接，本实用新型的电能表的数据记录及节电装置结构简单，使用方便，适用于各种型号的电能表，广泛用于电力系统的防窃电领域。
文档编号G01R11/00GK201425605SQ20092007311
公开日2010年3月17日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者姚光德, 张永法, 徐继宏, 汤智俊, 琨 许, 金德章 申请人:上海金陵智能电表有限公司;上海电力表计技术服务公司