專利名稱：一種可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力儀表技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表。背景技術(shù)：
到目前為止，在電力領(lǐng)域內(nèi)，進(jìn)行電力輸送時都對電網(wǎng)的電壓、電流參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，以保證工作人員準(zhǔn)確、實時了解電力輸送情況。通常普遍使用數(shù)字電力儀表為用戶提供遙測和遙控，為用戶的實時監(jiān)測提供了極大的便利。但是，目前現(xiàn)有的數(shù)字電力儀表的模擬采樣輸入的電壓部分零線在接入系統(tǒng)時會經(jīng)過四個合起來阻值為1.496ΜΩ的電阻，這樣，當(dāng)電壓模擬采樣輸入通道零線接入導(dǎo)線只要處于懸空狀態(tài)時很容易在零線引入干擾，導(dǎo)致模擬采樣輸入的電壓部分輸入為零時三相電壓都有電壓顯示，沒有接入電壓的情況下電壓也會出現(xiàn)不穩(wěn)定數(shù)據(jù)，從而不能正確的采樣計量。
實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種可解決引入零線干擾的問題，電路合理、優(yōu)化和簡化，生產(chǎn)難度和成本低的多功能數(shù)字電力儀表。本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，包括有主控芯片、用于與三相電源電網(wǎng)連接并進(jìn)行三相電壓信號和三相電流信號采集的信號采集電路模塊、實時時鐘、內(nèi)部信息存儲器、顯示控制模塊、用于與遠(yuǎn)端監(jiān)控機連接并實時上傳數(shù)據(jù)的通信接口和與各組成部分電連接并供給工作電源的電源模塊，所述信號采集電路模塊、實時時鐘、內(nèi)部信息存儲器、顯示控制模塊和通信接口均與所述主控芯片導(dǎo)通連接；其中，
·[0009]所述信號采集電路模塊一端通過電壓模擬采樣通道和電流模擬采樣通道與所述三相電源電網(wǎng)連接，另一端與所述主控芯片連接，且所述電壓模擬采樣通道中的零線直接接入系統(tǒng)的地。進(jìn)一步地，所述信號采集電路模塊主要由三相電網(wǎng)電壓衰減分壓電路和三相電流互感器以及用于放大和電平轉(zhuǎn)換的運放電路組成。進(jìn)一步地，所述主控芯片是集成有AD轉(zhuǎn)換電路、聞頻晶振電路和低頻晶振電路的芯片，所述低頻晶振電路自帶有補償電容，而且所述主控芯片的主頻輸入端僅連接有一低頻晶振。進(jìn)一步地，所述主控芯片是MSP430F5438A芯片，所述低頻晶振是振蕩頻率為32768Hz的晶振。進(jìn)一步地，所述顯示控制模塊與所述主控芯片之間設(shè)有抗EFT模塊，所述抗EFT模塊由多個電容組成，所述電容的數(shù)量與所述顯示控制模塊和主控芯片之間的通訊信號線的數(shù)量一致，且所述電容的一端與所述通訊信號線一對一地導(dǎo)通連接，另一端均接地。進(jìn)一步地，所述顯示控制模塊和主控芯片之間設(shè)有四根通訊信號線，所述抗EFT模塊由四個電容Cl C4組成，所述四個電容的一端分別與四根通訊信號線一對一地導(dǎo)通連接，另一端均接地。[0015]進(jìn)一步地，所述電容Cl、C3和C4的電容值為10000P，所述電容C2的電容值為3300P。進(jìn)一步地，所述電源模塊的輸入端與AD-DC輔助電源連接，設(shè)有5V電源輸出端、
3.3V電源輸出端和隔離的5V電源輸出端，所述5V電源輸出端與所述信號采集電路模塊連接，所述3.3V電源輸出端與所述主控制芯片、實時時鐘、內(nèi)部信息存儲器和顯示控制模塊連接，所述隔離的5V電源輸出端與所述通信接口連接，供給工作電源。本實用新型的有益效果如下:本實用新型通過上述技術(shù)方案，即可解決引入零線干擾的問題，而且省去了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在零線上四個電阻，電路更加合理、更加優(yōu)化和簡化，同時可降低生產(chǎn)難度和成本；而且，工作時其顯示控制模塊與主控芯片之間設(shè)有的抗EFT模塊即可對每根通訊信號線進(jìn)行保護(hù)，改善效果非常顯著，可輕松通過4kV的抗EFT干擾測試，整個產(chǎn)品的抗EFT能力極強，且容易改變存儲器內(nèi)容；同時，由于主控芯片的振蕩頻率是32768Hz的低頻，不容易受外界特別是靜電的干擾，抗干擾能力強，工作性能穩(wěn)定，解決了 15kV非接觸式放電靜電測試不能通過的問題，同時采用32768Hz的晶振分頻后產(chǎn)生的秒時鐘所做的系統(tǒng)軟時鐘穩(wěn)定和準(zhǔn)確，且可省去外部的AD轉(zhuǎn)換電路和兩個補償電容，電路結(jié)構(gòu)簡化。
圖1是本實用新型所述可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表實施例的結(jié)構(gòu)原理示意框圖；圖2是本實用新型所述可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表實施例中的信號采集電路模塊的結(jié)構(gòu)電路示意圖；圖3是本實用新型所述可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表實施例中的主控芯片與低頻晶振的結(jié)構(gòu)電路示意圖；圖4是本實用新型所述可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表實施例中的顯示控制模塊與主控芯片的結(jié)構(gòu)電路示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1和圖2中所示:本實用新型所述的一種可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，包括有主控芯片
1、信號采集電路模塊2、實時時鐘3、內(nèi)部信息存儲器4、顯示控制模塊5、通信接口 6和電源模塊7，且所述信號采集電路模塊2、實時時鐘3、內(nèi)部信息存儲器4、顯示控制模塊5和通信接口 6均與主控芯片I導(dǎo)通連接，所述電源模塊7與各組成部分電連接并供給工作；其中，所述信號采集電路模塊2主要由三相電網(wǎng)電壓衰減分壓電路和三相電流互感器以及用于放大和電平轉(zhuǎn)換的運放電路組成，其一端通過電壓模擬采樣通道21和電流模擬采樣通道22與三相電源電網(wǎng)連接，另一端與主控芯片I連接，且該電壓模擬采樣通道21中的零線直接接入系統(tǒng)的地(如圖2)，主要用于對三相電源電網(wǎng)的三相電壓信號和三相電流信號進(jìn)行米集。而且，所述主控芯片I主要用于對各組成部分的控制和數(shù)據(jù)信號的處理，所述信號采集電路模塊2其兩端分 別與三相電源電網(wǎng)和主控芯片I連接，所述通信接口 6為RS485接口，主要用于與遠(yuǎn)端監(jiān)控機連接并實時上傳數(shù)據(jù)；所述電源模塊7的輸入端與AD-DC輔助電源連接，其設(shè)有5V電源輸出端、3.3V電源輸出端和隔離的5V電源輸出端，所述5V電源輸出端與信號采集電路模塊2連接，所述3.3V電源輸出端與主控制芯片1、實時時鐘3、內(nèi)部信息存儲器4和顯示控制模塊5連接，所述隔離的5V電源輸出端與通信接口 6連接，供給工作電源。這樣，本實用新型所述的多功能數(shù)字電力儀即可解決引入零線干擾的問題，而且省去了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在零線上四個電阻，電路更加合理、更加優(yōu)化和簡化，同時可降低生產(chǎn)難度和成本。如圖3中所示，作為本實用新型一優(yōu)選實施方案，所述主控芯片I是集成有AD轉(zhuǎn)換電路、高頻晶振電路和低頻晶振電路的芯片，該低頻晶振電路自帶有補償電容，如:MSP430F5438A芯片，內(nèi)部集成有兩個補償電容，而且主控芯片I的主頻輸入端僅連接有一低頻晶振11，該低頻晶振11是振蕩頻率為32768Hz的晶振。這樣，本實用新型所述的多功能數(shù)字電力儀表工作時，由于主控芯片的振蕩頻率是32768Hz的低頻，不容易受外界特別是靜電的干擾，抗干擾能力強，工作性能穩(wěn)定，解決了 15kV非接觸式放電靜電測試不能通過的問題，而且由于主控芯片I內(nèi)部集成有補償電容，從而可以省去外部的兩個晶振電路補償電容，電路結(jié)構(gòu)得以簡化，同時采用32768Hz的晶振分頻后產(chǎn)生的秒時鐘所做的系統(tǒng)軟時鐘更穩(wěn)定和更準(zhǔn)確，計量部分的ADC采樣時鐘同樣穩(wěn)定。如圖4中所示，作為本實用新型又一優(yōu)選實施方案，所述顯示控制模塊5與主控芯片I之間設(shè)有抗EFT模塊8，所述抗EFT模塊8由多個電容組成，所述電容的數(shù)量與顯示控制模塊5和主控芯片I之間的通訊信號線的數(shù)量一致，且電容的一端與通訊信號線一對一地導(dǎo)通連接，另一端均接地，具體可以為:所述顯示控制模塊5和主控芯片I之間設(shè)有四根通訊信號線9，所述抗EFT模塊8由四個電容Cl C4組成，所述四個電容的一端分別與四根通訊信號線9 一對一地導(dǎo)通連接，另一端均接地，且所述電容Cl、C3和C4的電容值為10000P，所述電容C2的電容值為3300P。這樣，本實用新型 所述的多功能數(shù)字電力儀表工作時，所述顯示控制模塊5與主控芯片I之間設(shè)有的抗EFT模塊8即可對每根通訊信號線進(jìn)行保護(hù)，改善效果非常顯著，可輕松通過4kV的抗EFT干擾測試，整個產(chǎn)品的抗EFT能力極強，且容易改變存儲器內(nèi)容。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:包括有主控芯片(I)、用于與三相電源電網(wǎng)連接并進(jìn)行三相電壓信號和三相電流信號采集的信號采集電路模塊(2)、實時時鐘(3)、內(nèi)部信息存儲器(4)、顯示控制模塊(5)、用于與遠(yuǎn)端監(jiān)控機連接并實時上傳數(shù)據(jù)的通信接口(6)和與各組成部分電連接并供給工作電源的電源模塊(7)，所述信號采集電路模塊(2)、實時時鐘(3)、內(nèi)部信息存儲器(4)、顯示控制模塊(5)和通信接口(6)均與所述主控芯片(I)導(dǎo)通連接；其中， 所述信號采集電路模塊(2)—端通過電壓模擬采樣通道(21)和電流模擬采樣通道(22)與所述三相電源電網(wǎng)連接，另一端與所述主控芯片(I)連接，且所述電壓模擬采樣通道(21)中的零線直接接入系統(tǒng)的地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:所述信號采集電路模塊(2 )主要由三相電網(wǎng)電壓衰減分壓電路和三相電流互感器以及用于放大和電平轉(zhuǎn)換的運放電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:所述主控芯片(I)是集成有AD轉(zhuǎn)換電路、聞頻晶振電路和低頻晶振電路的芯片，所述低頻晶振電路自帶有補償電容，而且所述主控芯片(I)的主頻輸入端僅連接有一低頻晶振。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:所述主控芯片(I)是MSP430F5438A芯片，所述低頻晶振是振蕩頻率為32768Hz的晶振。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:所述顯示控制模塊(5 )與所·述主控芯片(I)之間設(shè)有抗EFT模塊(8 )，所述抗EFT模塊(8 )由多個電容組成，所述電容的數(shù)量與所述顯示控制模塊(5)和主控芯片(I)之間的通訊信號線的數(shù)量一致，且所述電容的一端與所述通訊信號線一對一地導(dǎo)通連接，另一端均接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:所述顯示控制模塊(5)和主控芯片(I)之間設(shè)有四根通訊信號線(9)，所述抗EFT模塊(8)由四個電容Cl C4組成，所述四個電容的一端分別與四根通訊信號線(9)一對一地導(dǎo)通連接，另一端均接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:所述電容C1、C3和C4的電容值為10000P，所述電容C2的電容值為3300P。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6或7所述的可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，其特征在于:所述電源模塊(7)的輸入端與AD-DC輔助電源連接，設(shè)有5V電源輸出端、3.3V電源輸出端和隔離的5V電源輸出端，所述5V電源輸出端與所述信號采集電路模塊(2)連接，所述3.3V電源輸出端與所述主控制芯片(I)、實時時鐘(3)、內(nèi)部信息存儲器(4)和顯示控制模塊(5)連接，所述隔離的5V電源輸出端與所述通信接口(6)連接，供給工作電源。
專利摘要本實用新型提供了一種可消除零線干擾的多功能數(shù)字電力儀表，包括有包括有主控芯片，和與該主控芯片連接的信號采集電路模塊、實時時鐘、內(nèi)部信息存儲器、顯示控制模塊、通信接口，以及供給工作電源的電源模塊；其中，所述信號采集電路模塊一端通過電壓模擬采樣通道和電流模擬采樣通道與所述三相電源電網(wǎng)連接，另一端與所述主控芯片連接，且所述電壓模擬采樣通道中的零線直接接入系統(tǒng)的地。這樣，本多功能數(shù)字電力儀表即可解決引入零線干擾的問題，而且省去了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在零線上四個電阻，電路更加合理、更加優(yōu)化和簡化，同時可降低生產(chǎn)難度和成本。
文檔編號G01R19/25GK203101498SQ20132000609
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者郭毅, 李山德, 朱志偉, 朱云垣, 張海洋, 錢偉健, 全柯喬, 李福麟 申請人:珠海萬力達(dá)電氣股份有限公司