一种多功能数据电力谐波采集模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能数据电力谐波采集模块，包括型号为STM32F103的微控制器U9，与微控制器U9的串行口PA10、串行口PA9连接的485通信电路，均与微控制器U9连接的存储器电路和运行监测电路，与微控制器U9的串行口PB9和串行口PB8连接的实时时钟模块，与微控制器U9连接、用于采集电路线路电压、电流数据的采集电路，以及分别与微控制器U9、485通信电路、存储器电路、运行监测电路、时时钟模块和采集电路连接的供电电路。通过上述方案，本实用新型专利技术具有结构简单、功能齐全、检测准确等优点，在电力用电在线监测技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

A multi-function data acquisition module of power harmonic

【技术实现步骤摘要】
一种多功能数据电力谐波采集模块
本技术涉及电力用电在线监测
，尤其是一种多功能数据电力谐波采集模块。
技术介绍
电力设备高压数据的实时检测是衡量电力线路质量的重要指标，其根据谐波含量分析线路设备运行状态。目前，在电力线路实时监测中，由于大批量远程在线监测的云端服务运用，在线监测变得更为简单，但是其均为分布式单独布设；目前市面上并未涉及多电测量参数采集的终端；因此，需要提出一种安装简单、接线方便、功能齐全的电力谐波采集模块。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种多功能数据电力谐波采集模块，本技术采用的技术方案如下：一种多功能数据电力谐波采集模块，包括型号为STM32F103的微控制器U9，与微控制器U9的串行口PA10、串行口PA9连接的485通信电路，均与微控制器U9连接的存储器电路和运行监测电路，与微控制器U9的串行口PB9和串行口PB8连接的实时时钟模块，与微控制器U9连接、用于采集电路线路电压、电流数据的采集电路，以及分别与微控制器U9、485通信电路、存储器电路、运行监测电路、时时钟模块和采集电路连接的供电电路；所述采集电路包括与微控制器U9连接、且型号为RN7302的三相电表计量芯片U6，均与三相电表计量芯片U6连接、用于分别采集电力线路的三相电流值、且结构相同的第一电流采集电路、第二电流采集电路和第三电流采集电路，均与三相电表计量芯片U6连接、用于分别采集电力线路的三相电压值、且结构相同的第一电压采集电路、第二电压采集电路和第三电压采集电路，以及与三相电表计量芯片U6的CF3引脚连接的有功电能脉冲隔离输出电路。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术既能检测采集电力线路的电流、电压值，又能利用瞬态抑制二极管剔除瞬态的电流信号脉冲，保证电流值采集可靠；另外，本技术在采集电压、电流值后利用三相电表计量芯片将所得数据传输给微控制器，并利用RS485通信电路予以传输，使所有数据集中处理和实时记录，以便于更好分析设备运行状态；不仅如此，本技术通过设置运行监测电路和时时钟模块，保证设备采集准确、准时。综上所述，本技术具有结构简单、功能齐全、检测准确等优点，在电力用电在线监测
具有很高的实用价值和推广价值。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术的微控制器的电路原理图。图2为本技术的第一电流采集电路原理图。图3为本技术的第二电流采集电路原理图。图4为本技术的第三电流采集电路原理图。图5为本技术的第一电压采集电路原理图。图6为本技术的第二电压采集电路原理图。图7为本技术的第三电压采集电路原理图。图8为本技术的三相电表计量电路原理图。图9为本技术的升压电路原理图。图10为本技术的第一降压转换电路原理图。图11为本技术的交直流转换电路原理图。图12为本技术的三相电表计量输出限流电阻原理图。图13为本技术的开关量输出驱动原理图。图14为本技术的开关量输入驱动原理图。图15为本技术的有功电能脉冲隔离输出电路原理图。图16为本技术的第一接口电路原理图。图17为本技术的第二接口电路原理图。图18为本技术的第三接口电路原理图。图19为本技术的存储器电路原理图。图20为本技术的运行监测电路原理图。图21为本技术的RS485接收电路原理图。图22为本技术的RS485发送电路原理图。图23为本技术的RS485收发控制电路原理图。图24为本技术的数据线数据隔离传输原理图。图25为本技术的实时时钟模块电路原理图。图26为本技术的485通信供电电路原理图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明，本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。实施例如图1至图26所示，本实施例提供了一种多功能数据电力谐波采集模块，其包括型号为STM32F103的微控制器U9，与微控制器U9的串行口PA10、串行口PA9连接的485通信电路，均与微控制器U9连接的存储器电路和运行监测电路，与微控制器U9的串行口PB9和串行口PB8连接的实时时钟模块，与微控制器U9连接、用于采集电路线路电压、电流数据的采集电路，以及分别与微控制器U9、485通信电路、存储器电路、运行监测电路、时时钟模块和采集电路连接的供电电路。需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例的基于结构的改进，并未对芯片使用的程序片段进行改进，本领域的技术人员采用常规的程序片段组合便能实现；不仅如此，本实施例的电气元器件选型计算公式均为现有技术，在此就不予赘述。在本实施例中，通过交直流转换以获得直流+5V，分别通过第一降压转换电路和第二降压转换电路转换成直流3.3V，与此同时，利用升压电路将直流+5V转换成+24V；为了保证通信传输供电可靠，巧妙地设置485通信供电电路，以稳定地向485通信电路供电。具体来说，供电电路包括交直流转换电路，以及均与交直流转换电路连接的第一降压转换电路、485通信供电电路、升压电路和第二降压转换电路。其中，交直流转换电路包括型号为LD05-20B05的DC电源芯片DY，与DC电源芯片DY的输入连接的变压器LT1，以及串联后连接在DC电源芯片DY的输出端之间的电感L3和电容CE3。在此基础上，所述第一降压转换电路包括VIN引脚连接在电感L3与电容CE3之间、且GND引脚接地、且型号为AMS1117-3.3的第一降压芯片U1，以及并联后一端与第一降压芯片U1的OUT引脚连接、且另一端接地的电容C2和电容C4。与第一降压转换电路和第二降压转换电路并行布设的485通信供电电路包括IN+引脚连接在电感L3与电容CE3之间、且IN-引脚接地、且型号为B0505B-2W的电源稳压芯片T2，连接在电源稳压芯片T2的IN+引脚与IN-引脚之间的电容C3，以及连接在电源稳压芯片T2的OUT+引脚与OUT-引脚之间的电容C4。不仅如此，该升压电路包括VIN引脚连接在电感L3与电容CE3之间、且GND引脚接地、且型号为WRF2424S的升压芯片U28，连接在升压芯片U28的VIN引脚与GND引脚之间的电容C102，连接在升压芯片U28的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能数据电力谐波采集模块，其特征在于，包括型号为STM32F103的微控制器U9，与微控制器U9的串行口PA10、串行口PA9连接的485通信电路，均与微控制器U9连接的存储器电路和运行监测电路，与微控制器U9的串行口PB9和串行口PB8连接的实时时钟模块，与微控制器U9连接、用于采集电路线路电压、电流数据的采集电路，以及分别与微控制器U9、485通信电路、存储器电路、运行监测电路、时时钟模块和采集电路连接的供电电路；/n所述采集电路包括与微控制器U9连接、且型号为RN7302的三相电表计量芯片U6，均与三相电表计量芯片U6连接、用于分别采集电力线路的三相电流值、且结构相同的第一电流采集电路、第二电流采集电路和第三电流采集电路，均与三相电表计量芯片U6连接、用于分别采集电力线路的三相电压值、且结构相同的第一电压采集电路、第二电压采集电路和第三电压采集电路，以及与三相电表计量芯片U6的CF3引脚连接的有功电能脉冲隔离输出电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能数据电力谐波采集模块，其特征在于，包括型号为STM32F103的微控制器U9，与微控制器U9的串行口PA10、串行口PA9连接的485通信电路，均与微控制器U9连接的存储器电路和运行监测电路，与微控制器U9的串行口PB9和串行口PB8连接的实时时钟模块，与微控制器U9连接、用于采集电路线路电压、电流数据的采集电路，以及分别与微控制器U9、485通信电路、存储器电路、运行监测电路、时时钟模块和采集电路连接的供电电路；
所述采集电路包括与微控制器U9连接、且型号为RN7302的三相电表计量芯片U6，均与三相电表计量芯片U6连接、用于分别采集电力线路的三相电流值、且结构相同的第一电流采集电路、第二电流采集电路和第三电流采集电路，均与三相电表计量芯片U6连接、用于分别采集电力线路的三相电压值、且结构相同的第一电压采集电路、第二电压采集电路和第三电压采集电路，以及与三相电表计量芯片U6的CF3引脚连接的有功电能脉冲隔离输出电路。


2.根据权利要求1所述的一种多功能数据电力谐波采集模块，其特征在于，所述第一电流采集电路包括连接在电流互感器的输出端子上、且用于抑制瞬时电流信号脉冲的瞬态抑制二极管TVS3，串联后连接在瞬态抑制二极管TVS3的两端之间的电阻R3和电阻R31，以及串联后连接在瞬态抑制二极管TVS3的两端之间的电阻R60、电容C5、电容C6和电阻R62；所述电阻R3与电阻R31之间、电容C5与电容C6之间均接地；所述三相电表计量芯片U6的IAP引脚连接在电阻R60与电容C5之间，且三相电表计量芯片U6的IAN引脚连接在电阻R62与电容C6之间。


3.根据权利要求1所述的一种多功能数据电力谐波采集模块，其特征在于，所述第一电压采集电路包括依次连接后一端与电压互感器的输出端子连接、且另一端与三相电表计量芯片U6的VAN引脚连接的电阻R8、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R33，一端连接在电阻R12与电阻R13之间、且另一端接地的电容C10，以及一端与三相电表计量芯片U6的VAN引脚连接、且另一端接地的电容C11；所述电阻R13与电阻R33之间接地；所述三相电表计量芯片U6的VAP引脚连接在电阻R12与电阻R13之间。


4.根据权利要求1所述的一种多功能数据电力谐波采集模块，其特征在于，所述有功电能脉冲隔离输出电路包括基极经电阻R91与三相电表计量芯片U6的CF3引脚连接、发射极接地的三极管Q2，以及输出阴极与三极管Q2的集电极连接、且输入阳极经电阻R94与供电电路连接的光电隔离器。


5.根据权利要求1～4任一项所述的一种多功能数据电力谐波采集模块，其特征在于，所述供电电路包括交直流转换电路，以及均与交直流转换电路连接的第一降压转换电路、485通信供电电路、升压电路和第二降压转换电路；所述第一降压转换电路和第二降压转换电路的结构相同。


6.根据权利要求5所述的一种多功能数据电力谐波采集模块，其特征在于，所述交直流转换电路包括型号为LD05-20B05的DC电源芯片DY，与DC电源芯片DY的输入连接的变压器LT1，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雪芹，王新坡，毛植坚，
申请(专利权)人：珠海易赛特电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44