能量计量装置制造方法及图纸

本公开提出一种能量计量装置，涉及电能监测技术领域。本公开的一种能量计量装置包括：与被测电源连接，采集被测电路的电流值和电压值的采集装置；与采集装置信号连接的编码单元，将采集装置采集的数据转化为数字信号编码，并发送给判断单元；与编码单元信号连接的判断单元，根据数字信号编码的过零点数量确定激活交流电计量单元或直流电计量单元根据数字信号编码进行能量计量；统计交流电的计量参数的交流电计量单元；和统计直流电的计量参数的直流电计量单元。这样的能源计量装置能够将采集的数据转化为数字信号，并判断确定电源为直流或交流，进而选择对应的能源计量方式，从而能够在能源切换的情况下实时切换计量方式，提高了能源计量的自适应程度。

【技术实现步骤摘要】
能量计量装置
本公开涉及电能监测
，特别是一种能量计量装置。
技术介绍
能源计量一般包括对电能、风能、内能等一系列能量的计量，计量的目的是为了能够实时的获取各种能源的信息，其中电能的计量最为常见。在市场上的主流计量产品大多是对交流220V市电的计量。
技术实现思路
本公开的一个目的在于提高能量计量的自适应能力和扩展应用范围。根据本公开的一个方面，提出一种能量计量装置，包括：与采集装置信号连接的编码单元，将采集装置采集的数据转化为数字信号编码，并发送给判断单元；与编码单元信号连接的判断单元，根据数字信号编码的过零点数量确定激活交流电计量单元或直流电计量单元根据数字信号编码进行能量计量；统计交流电的计量参数的交流电计量单元；和统计直流电的计量参数的直流电计量单元。在一些实施例中，编码单元、判断单元、交流电计量单元和直流电计量单元位于主芯片。在一些实施例中，能量计量装置还包括：与被测电源和主芯片连接的第一供电单元，将被测电源的电压转化为主芯片的工作电压，并提供给主芯片。在一些实施例中，能量计量装置还包括接收交流电计量单元或直流电计量单元的能源计量结果并发送的无线交互模块。在一些实施例中，能量计量装置还包括:位于被测电源的供电电路，控制供电电路通断的开关单元；开关单元的开关控制端与主芯片连接；主芯片还向开关单元发送第一电平或第二电平的电信号，以控制开关单元的通断。在一些实施例中，能量计量装置还包括：与主芯片信号连接信号提供单元，向主芯片发送第一电平或第二电平的电信号；主芯片将来自信号提供电源的电信号发送给开关单元的开关控制端。在一些实施例中，能量计量装置还包括：与被测电源和开关单元连接的第二供电单元，将被测电源的电压转化为开关单元的工作电压，并提供给开关单元。在一些实施例中，开关单元包括：第一N型金属氧化物半导体NMOS晶体管，第一NMOS晶体管的栅极与开关控制端连通，第一NMOS晶体管的漏极与P型金属氧化物半导体PMOS晶体管的栅极连接，第一NMOS晶体管的源极连接第一地；PMOS晶体管，PMOS晶体管的漏极与第一供电电压连接，PMOS晶体管的源极与第二NMOS晶体管的栅极和第三NMOS晶体管的栅极分别连接；第二NMOS晶体管，第二NMOS晶体管的漏极与第一输入端连接，第二NMOS晶体管的源极连接第一地；第三NMOS晶体管，第三NMOS晶体管的漏极与第一输出端连接，第三NMOS晶体管的源极连接第一地，其中，第一输入端与第一输出端之间用于连接负载支路。在一些实施例中，开关单元还包括：隔离信号芯片，信号输入端与开关控制端连接，信号输出端与第一NMOS晶体管的栅极连接，其输入侧接地端与第二地连接，其输出侧接地端与第一地连接。在一些实施例中，隔离信号芯片的电压输入端和电压输出端都与第二供电电压连接，第二供电电压与隔离信号芯片的输入侧接地端和输出侧接地端之间分别接入滤波电容；或，隔离信号芯片的信号输入端与电压输入端之间以及信号输出端与电压输出端之间都接入上拉电阻。在一些实施例中，能量计量装置还包括以下至少一项：第一NMOS晶体管的漏极与PMOS晶体管的漏极之间接入上拉电阻；PMOS晶体管的源极与第二NMOS晶体管的栅极和第三NMOS晶体管的栅极连接后经过下拉电阻接入第一地；第一供电电压与第一地之间接入滤波电容；或负载支路包括串联的电源和负载，电源连接第一输入端，负载连接第一输出端。在一些实施例中，主芯片向开关单元发送第一电平的电信号时，被测电源的供电电路处于导通状态；主芯片向开关单元发送第二电平的电信号时，被测电源的供电电路处于断开状态；其中，第一电平高于第二电平。在一些实施例中，计量参数包括：电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能或无功电能中的一种或多种。这样的能源计量装置能够实时监测采集电压、电流数据，并转化为数字信号，通过过零点数量的判断确定电源为直流或交流，进而选择对应的能源计量方式，从而能够在能源切换的情况下实时切换计量方式，提高了能源计量的自适应程度；能够对直流和交流电进行计量，扩展了设备的应用范围。附图说明此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：图1为本公开的能源计量装置的一些实施例的示意图。图2为本公开的能源计量装置的另一些实施例的示意图。图3为本公开的能源计量装置中开关单元的一些实施例的示意图。图4为本公开的能源计量装置的运行方法的一些实施例的流程图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。本公开的能源计量装置的一些实施例的示意图如图1所示。被测电源可以是交流电源，也可以是直流电源。采集装置1可以为采样电路，采集被测电源的电流、电压值，将采集到的数据发送给与自身信号连接的编码单元2。编码单元2将采集装置1采集的数据转化为数字信号编码，并发送给判断单元3。在一些实施例中，编码单元2中可以存储有电压、电流值与数字信号编码之间的转换关系，通过比较器和存储器的配合实现生成数字信号编码。在一些实施例中，数字信号编码可以为16进制编码，从而提高数据传输速度。判断单元3在收到数字信号编码后，根据数字信号编码的过零点数量确定激活交流电计量单元7或直流电计量单元8根据数字信号编码进行能量计量。在一些实施例中，判断单元3可以通过串口接收数字信号编码，并通过串口助手判断过零点的数量。在一些实施例中，可以以预定频率检测数字信号编码的过零点数量，如以在两个交流电频率周期内检测一次过零点数量。若过零点数量大于等于预定数量阈值，则确定被测电源为交流电源，采用交流计量单元进行能源计量；若过零点数量小于预定数量阈值，则确定被测电源为直流电源，采用直流计量单元进行能源计量。在一些实施例中，预定数量阈值可以为大于等于1的正整数。在一些实施例中，考虑到电源的稳定情况，可以采用直流电源，初始预定数量阈值为0进行测试，根据运行的准确性逐渐增加预定数量阈值。这样的能源计量装置能够实时监测采集电压、电流数据，并转化为数字信号，通过过零点数量的判断确定电源为直流或交流，进而选择对应的能源计量方式，从而能够在能源切换的情况下实时切换计量方式，提高了能源计量的自适应程度；能够应用于直流电或交流电的计量场景下，扩展了设备的应用范围。由于编码单元片能够将采集的电压、电流数据转化为数字信号数据后再由判断单元进行过零点分析数据，降低了设备负担，提高了分析效率，且能够避免偶然抖动造成判断错误，提高了准确度。在一些实施例中，编码单元2、判断单元3、交流计量单元7和直流计量单元可以由主芯片实现，在一些实施例中，主芯片可以通过单片机(如德州仪器的MSP430芯片)实现。在一些实施例中，主芯片10还可以包括无线交互模块，主芯片通过无线交互模块与外界交互，如向显示单元(电脑端)发送能源计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量计量装置，其特征在于，包括：/n与被测电源连接，采集被测电路的电流值和电压值的采集装置；/n与所述采集装置信号连接的编码单元，将所述采集装置采集的数据转化为数字信号编码，并发送给判断单元；/n与所述编码单元信号连接的所述判断单元，根据所述数字信号编码的过零点数量确定激活交流电计量单元或直流电计量单元根据所述数字信号编码进行能量计量；/n统计交流电的计量参数的所述交流电计量单元；和/n统计直流电的计量参数的所述直流电计量单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种能量计量装置，其特征在于，包括：
与被测电源连接，采集被测电路的电流值和电压值的采集装置；
与所述采集装置信号连接的编码单元，将所述采集装置采集的数据转化为数字信号编码，并发送给判断单元；
与所述编码单元信号连接的所述判断单元，根据所述数字信号编码的过零点数量确定激活交流电计量单元或直流电计量单元根据所述数字信号编码进行能量计量；
统计交流电的计量参数的所述交流电计量单元；和
统计直流电的计量参数的所述直流电计量单元。


2.根据权利要求1所述的能量计量装置，其特征在于，其中，所述编码单元、所述判断单元、所述交流电计量单元和所述直流电计量单元位于主芯片。


3.根据权利要求2所述的能量计量装置，其特征在于，还包括：
与所述被测电源和所述主芯片连接的第一供电单元，将所述被测电源的电压转化为所述主芯片的工作电压，并提供给所述主芯片。


4.根据权利要求1所述的能量计量装置，其特征在于，还包括接收所述交流电计量单元或所述直流电计量单元的能源计量结果并发送的无线交互模块。


5.根据权利要求2或3所述的能量计量装置，其特征在于，还包括:
位于所述被测电源的供电电路，控制所述供电电路通断的开关单元；
所述开关单元的开关控制端与所述主芯片连接；
所述主芯片还向所述开关单元发送第一电平或第二电平的电信号，以控制所述开关单元的通断。


6.根据权利要求5所述的能量计量装置，其特征在于，还包括：
与所述主芯片信号连接信号提供单元，向所述主芯片发送所述第一电平或所述第二电平的电信号；
所述主芯片将来自所述信号提供电源的电信号发送给所述开关单元的开关控制端。


7.根据权利要求5所述的能量计量装置，其特征在于，还包括：
与所述被测电源和所述开关单元连接的第二供电单元，将所述被测电源的电压转化为所述开关单元的工作电压，并提供给所述开关单元。


8.根据权利要求5所述的能量计量装置，其特征在于，其中，所述开关单元包括：
第一N型金属氧化物半导体NMOS晶体管，第一NMOS晶体管的栅极与开关控制端连通，第一NMOS晶体管的漏极与P型金属氧化物半导体PMOS晶体管的栅极连接，第一NMOS晶体管的源极连接第一地；
PMOS晶体管，PMOS晶体管的漏极与第一供电电压连接，PMOS晶体管的源极与第二NMOS晶体管的栅极和第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁其墙，叶王建，任鹏，任鑫鑫，廖冠尧，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44