對(duì)電壓檢測(cè)檢測(cè)，然后將信號(hào)輸出到計(jì)量模塊。
[0036]如圖4所示，計(jì)量模塊包括計(jì)量芯片U209。計(jì)量芯片U209的模擬電源管腳AVDD與電源AC-3.3V連接，電源AC-3.3V通過電容C206接模擬地；其模擬電源負(fù)極管腳AVSS接模擬地；其參考管腳REF通過電容C215接模擬地；其電壓正管腳UP與電壓檢測(cè)模塊的正輸出端連接，用于傳遞電壓正信號(hào)Vl+ ;其電壓負(fù)管腳UN與電壓檢測(cè)模塊的負(fù)輸出端連接，用于傳遞電壓負(fù)信號(hào)Vl-;其二號(hào)電流負(fù)管腳IBN與霍爾電流檢測(cè)模塊的傳遞二號(hào)電流負(fù)信號(hào)12-端連接；其二號(hào)電流正管腳IBP與霍爾電流檢測(cè)模塊的傳遞二號(hào)電流正信號(hào)12+端連接；其一號(hào)電流負(fù)管腳IAN通過電阻R215與輸入電流正Iin+端連接，用于傳遞一號(hào)電流負(fù)信號(hào)11+ ;其一號(hào)電流負(fù)管腳IAP通過電阻R216與輸入電流負(fù)Iin-端連接，用于傳遞二號(hào)電流負(fù)信號(hào)Il-;其診斷測(cè)試使能管腳DFTEN通過電阻R210接模擬地；其掃描使能管腳SCANEN通過電阻R208接模擬地；其復(fù)位管腳RSTn與二極管D202的陽極連接，該二極管的陰極與MCU的1管腳連接，電源AV-3.3V通過電阻R222也與二極管D202的陽極連接，該復(fù)位管腳還通過電容C221接數(shù)字地；其SPI總線數(shù)字輸出管腳SPDO通過電阻R226與MCU的1管腳連接；其SPI總線數(shù)字輸入管腳SPDI通過電阻R227與二極管D204的陽極連接，該二極管的陰極與MCU的1管腳連接，該MCU的1管腳還與IXD連接，可用于傳輸在IXD顯示的計(jì)量數(shù)據(jù)，電源AV-3.3V通過電阻R222也與二極管D204的陽極連接；其3?1總線時(shí)鐘管腳SPCK通過電阻R225與二極管D203的陽極連接，該二極管的陰極與MCU的1管腳連接，用于傳遞時(shí)鐘信號(hào)ADSCK，電源AV-3.3V通過電阻R224也與二極管D203的陽極連接；其校驗(yàn)脈沖輸出管腳CFl通過電阻R220與三極管Q201的基極連接，該三極管的集電極與電源DVCC連接，該集電極還與發(fā)光二極管LEDI的陰極連接，該發(fā)光二極管的陽極通過電阻Rl59與電源DVCC連接；三極管Q201的發(fā)射極接地；其電源管腳VDD33與電源AV_3.3V連接，該電源AV-3.3V通過電容C201接模擬地；其電源負(fù)極VDSS接模擬地；其數(shù)字電源DCPL管腳通過電容C208接模擬地，該管腳還通過電容C207接模擬地；其SPI總線片選管腳SPCSN通過電阻R209接模擬地；其頻率輸入管腳CTI和其頻率輸出管CTO之間接有一晶振X201。
[0037]計(jì)量模塊采用計(jì)量芯片，對(duì)霍爾電流模塊輸出信號(hào)和電壓檢測(cè)模塊輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并將信號(hào)輸出至MCU信號(hào)處理控制模塊。
[0038]如圖5所示，本實(shí)用新型的MCU信號(hào)處理控制模塊包括液晶驅(qū)動(dòng)電源電路、背光驅(qū)動(dòng)電路、內(nèi)卡電路和復(fù)位電路。
[0039]本實(shí)用新型的MCU信號(hào)處理控制模塊采用MCU芯片。MCU通過對(duì)計(jì)量芯片處理后傳來的霍爾電流檢測(cè)模塊檢測(cè)的電流大小進(jìn)行判斷，對(duì)電流檢測(cè)量程實(shí)施切換控制，實(shí)現(xiàn)
0.05A~200A寬范圍內(nèi)的電流檢測(cè)。MCU信號(hào)處理控制模塊還可以通過校表軟件對(duì)計(jì)量芯片參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0040]本實(shí)用新型的顯示報(bào)警通信模塊包括LCD顯示模塊、繼電器報(bào)警模塊和通信模塊。
[0041]IXD顯示模塊對(duì)消耗電能大小進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0042]報(bào)警模塊的具體操作是:當(dāng)MCU檢測(cè)到電流和/或電壓過大時(shí)，由MCU控制繼電器將電源斷開，并同時(shí)可實(shí)行聲光報(bào)警。
[0043]如圖6至圖8所示，通信模塊由遠(yuǎn)紅外通信、GPRS通信、載波通信和485通信組成，實(shí)現(xiàn)電能表與外界數(shù)據(jù)通信。
[0044]如圖9所示，本實(shí)用新型的電源模塊對(duì)霍爾電流檢測(cè)模塊、計(jì)量模塊、MCU信號(hào)處理控制模塊和顯示報(bào)警通信模塊進(jìn)行供電。電源模塊包括電池供電電路和電能表電源電路。電源模塊采用變壓器、開關(guān)電源芯片和線性低壓差穩(wěn)壓器分別對(duì)電能表各模塊進(jìn)行供電。
[0045]電能表電源電路包括變壓器Tl、線性低壓差穩(wěn)壓器UlOO和線性低壓差穩(wěn)壓器USOOo交流信號(hào)經(jīng)過變壓器Tl降壓后分為兩路電源電路。一組電源電路經(jīng)過線性低壓差穩(wěn)壓器UlOO生成MCU、計(jì)量、內(nèi)卡、復(fù)位和載波電源；另一路電源電路經(jīng)過線性低壓差穩(wěn)壓器U800生成RS485電源。
[0046]如圖10所示，計(jì)量電源電路包括開關(guān)電源芯片U200 ;該芯片的輸入電壓端與電源模塊連接，其輸出電壓端與模擬電源AV-3.3V連接，用于提供計(jì)量芯片的電源提供。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，包括霍爾電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊、MCU信號(hào)處理控制模塊、計(jì)量模塊、顯示報(bào)警通信模塊及電源模塊；霍爾電流檢測(cè)模塊感應(yīng)電流變化，將測(cè)量結(jié)果傳至計(jì)量模塊和MCU信號(hào)處理控制模塊；電壓檢測(cè)模塊測(cè)量電壓并將測(cè)量結(jié)果也傳至計(jì)量模塊；計(jì)量模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并經(jīng)過補(bǔ)償校正后輸出信號(hào)至MCU信號(hào)處理控制模塊;MCU信號(hào)處理控制模塊對(duì)計(jì)量模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償處理并存儲(chǔ)，再在顯示報(bào)警通信模塊進(jìn)行顯示，并通過霍爾電流檢測(cè)模塊中傳來的電壓大小進(jìn)行電流檢測(cè)量程的切換控制；顯示報(bào)警通信模塊包含LCD顯示模塊、報(bào)警模塊和通信模塊，LCD模塊對(duì)消耗電能大小進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警模塊在電流和/或電壓過大時(shí)實(shí)行報(bào)警并通過繼電器將電源斷開，通信模塊用于與外界實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，包括遠(yuǎn)紅外通信、GPRS通信、載波通信和485通信；電源模塊為霍爾電流檢測(cè)模塊、MCU信號(hào)處理控制模塊、計(jì)量模塊和顯示報(bào)警通信模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述霍爾電流檢測(cè)模塊包括一號(hào)霍爾電流傳感器和二號(hào)霍爾電流傳感器，兩個(gè)霍爾電流傳感器均為開環(huán)霍爾傳感器，且二者在PCB板上為垂直方向放置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述霍爾電流檢測(cè)模塊的PCB板為U型，且在該P(yáng)CB板下方設(shè)有一供檢測(cè)電流流過的與該P(yáng)CB板同樣形狀的金屬塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述一號(hào)霍爾電流傳感器的電流檢測(cè)范圍大于二號(hào)霍爾電流傳感器的電流檢測(cè)范圍；二者的量程能由編程器在線修改；且二者均配置有鎳鐵屏蔽罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述一號(hào)霍爾電流傳感器配有U型屏蔽罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述二號(hào)霍爾電流傳感器配有C型屏蔽罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述霍爾電流檢測(cè)模塊包括一號(hào)霍爾電流傳感器Ul和二號(hào)霍爾電流傳感器U2和信號(hào)切換控制電路；信號(hào)切換控制電路包括一號(hào)信號(hào)切換控制電路和二號(hào)信號(hào)切換控制電路；一號(hào)信號(hào)切換控制電路包括三極管Q202和三極管Q204，二號(hào)信號(hào)切換控制電路包括三極管Q203和三極管Q205 ； 一號(hào)霍爾電流傳感器Ul的檢測(cè)電壓管腳VDEC通過電容Cl接地；其輸出管腳OUT通過電阻Rl接地，該輸出管腳還與一號(hào)信號(hào)切換控制電路連接，該輸出管腳還通過電容C3接地；該霍爾電流傳感器Ul的電源管腳VDD與電源VCC連接，該管腳還通過電容C2接地；該霍爾電流傳感器Ul的電源負(fù)極端VSS和測(cè)試管腳TEST均接地；三極管Q202的發(fā)射極通過電阻R239與一號(hào)霍爾電流傳感器Ul的輸出管腳OUT連接，其基極通過電阻R240與三極管Q204的集電極連接，其集電極作為一號(hào)信號(hào)切換控制電路的輸出端口 ；三極管Q204的發(fā)射極接模擬地，其基極通過電阻R241與MCU的1端口連接，用于傳遞MCU的切換控制信號(hào)； 二號(hào)霍爾電流傳感器U2的電路連接結(jié)構(gòu)與一號(hào)霍爾電流傳感器Ul的相同；二號(hào)信號(hào)切換控制電路的電路連接結(jié)構(gòu)與一號(hào)信號(hào)切換控制電路的電路連接結(jié)構(gòu)相同；二號(hào)霍爾電流傳感器U2和二號(hào)信號(hào)切換控制電路的電路連接結(jié)構(gòu)與一號(hào)霍爾電流傳感器Ul和一號(hào)信號(hào)切換控制電路的電路連接結(jié)構(gòu)相同； 二號(hào)信號(hào)切換控制電路的輸出端與一號(hào)信號(hào)切換控制電路的輸出端相連，輸出信號(hào)均通過電阻R245進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)通過由電阻R217、電阻R218和電容C209、電容C210組成的濾波網(wǎng)絡(luò)濾波后與所述計(jì)量模塊連接，電阻R245與電阻R218連接端與模擬地連接，電容C209和電容C210的不與計(jì)量模塊連接端與模擬地連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述電壓檢測(cè)模塊采用電阻分壓網(wǎng)絡(luò)對(duì)電壓進(jìn)行檢測(cè)，然后將信號(hào)輸出到所述計(jì)量模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述電源模塊采用變壓器、開關(guān)電源芯片和線性低壓差穩(wěn)壓器分別對(duì)電能表各模塊進(jìn)行供電。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于霍爾傳感器的寬量程電能表，包括霍爾電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊、MCU信號(hào)處理控制模塊、計(jì)量模塊、顯示報(bào)警通信模塊及電源模塊；霍爾電流檢測(cè)模塊感應(yīng)電流變化，將測(cè)量結(jié)果傳至計(jì)量模塊和MCU信號(hào)處理控制模塊；電壓檢測(cè)模塊測(cè)量電壓并將測(cè)量結(jié)果也傳至計(jì)量模塊；計(jì)量模塊將處理結(jié)果傳至MCU信號(hào)處理控制模塊；MCU信號(hào)處理控制模塊對(duì)計(jì)量模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行處理并存儲(chǔ)，并通過霍爾電流檢測(cè)模塊中傳來的電流大小進(jìn)行電流檢測(cè)量程的切換控制；顯示報(bào)警通信模塊包含LCD顯示模塊、報(bào)警模塊和通信模塊。電源模塊為上述功能模塊供電。本實(shí)用新型具有直流檢測(cè)和高頻非線性分量檢測(cè)功能并具有較好抗外磁干擾能力。
【IPC分類】G01R22-06
【公開號(hào)】CN204462249
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520027610
【發(fā)明人】劉俊, 陳金玲
【申請(qǐng)人】威勝集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月15日