电表制造技术

公开了一种电表。该电表包括：转换器(19)，其被配置为同步地调制电流测量信号和电压测量信号(12、14)并输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号(34、35)；以及测量模块(20)，其被配置为从转换器接收经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号，并处理该经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号。同步调制的电压测量信号。同步调制的电压测量信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电表


[0001]本专利技术涉及一种电表(electricity meter)，尤其涉及一种能够测量直流(dc)功率的电表。

技术介绍

[0002]可以测量直流(dc)功率而不是交流(ac)功率的电表的重要性随着对直流功率的关注的增加而日益增加。然而，能够广泛部署的直流电表技术不如交流电表发达。此外，现有的交流电表在直流下往往表现不佳。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的第一方面，提供了一种电表，其包括转换器，该转换器被配置为同步地调制电流测量信号和电压测量信号并输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号。该电表还包括测量模块，其被配置为从转换器接收经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号并处理经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号(例如，以便确定功率和/或另一个测量结果)。
[0004]测量模块可以是单个集成电路(例如，处于计量芯片的形式)，或者可以包括两个或更多个集成电路(例如，模数转换器集成电路和数字处理集成电路，例如微控制器或其他ASIC或FPGA)。
[0005]优选地，电表具有零偏移(例如，＜0.1μV)。优选地，电表具有大的动态范围(例如，＞1000∶1)。
[0006]经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号可以通过已知的、恒定的时序偏移来采样。
[0007]电流测量信号和电压测量信号可以是直流电流测量信号和直流电压测量信号、交流电流测量信号和交流电压测量信号、或具有固定的或变化的直流偏移的交流电流测量信号和交流电压测量信号、和/或具有交流纹波的直流电流测量信号和直流电压测量信号。该电表能够产生包括任何非直流元素(element)的总功率。
[0008]转换器可以包括用于同步地调制电流和直流电压测量信号的时变信号的源。时变信号可以具有频率固定的至少一个分量。时变信号可以具有频率变化的至少一个分量。时变信号可以是扩频信号。该源可以被配置为输出脉宽调制信号或混合信号。时变信号可以仅具有一个分量。时变信号可以包括方波和/或正弦波。转换器可以被配置为不以(或“避免以”)16.7Hz、50Hz、60Hz的基频或谐波频率或400Hz进行调制。时变信号可以扫过(scan through)一系列频率，例如40Hz到80Hz。在那种情况下，转换器可以被配置为避免以16.7Hz、50Hz、60Hz的基频(或谐波频率)或400Hz进行调制(或者“跳过16.7Hz、50Hz、60Hz的基频(或谐波频率)或400Hz”)，或者如果它确实通过这些频率，但是平均而言在这些频率处花费的时间比例非常小(例如，少于1％或少于0.1％)。转换器可以被配置为以1Hz与1MHz之间的一个或多个频率进行调制。转换器可以被配置为以51Hz与59Hz之间、61Hz与65Hz之间
和/或67Hz与390Hz之间的一个或多个频率进行调制。
[0009]时变信号的源可以采用晶体振荡器、硬件定时器(hardware timer)或波形发生器的形式，或者可以是用于从外部源接收时变信号的端口。
[0010]电表，可选地转换器，可以包括第一调制器和第二调制器，该第一调制器和该第二调制器被配置为分别同步地调制电流测量信号和电压测量信号，并分别输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一总线(bus)交换开关和第二总线交换开关。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组开关装置和第二组开关装置。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组场效应晶体管和第二组场效应晶体管。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组模拟开关和第二组模拟开关。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组四象限模拟乘法器和第二组四象限模拟乘法器。
[0011]电表，可选地测量模块，可以包括第一模数(analogue
‑
to
‑
digital)转换器和第二模数转换器，用于分别将经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号数字化并输出经数字化的同步调制的电流测量信号和经数字化的同步调制的电压测量信号。第一模数转换器和第二模数转换器可以被包含在单个集成电路中。
[0012]电表，可选地测量模块，可以包括数字计算单元，用于计算电流值、电压值、功率值和/或能量值。数字计算单元可以被配置为通过将经数字化的同步调制的电流测量信号和经数字化的同步调制的电压测量信号相乘来计算功率值。数字计算单元可以包括运行计算机程序以计算电流值、电压值、功率值和/或能量值的微处理器。数字计算单元可以包括硬件逻辑，其用于计算电流值、电压值、功率值和/或能量值。
[0013]电表，可选地测量模块，可以包括至少一个输出装置，其用于提供电流值、电压值、功率值和/或能量值。至少一个输出装置可以包括显示器，其用于显示电流值、电压值、功率值和/或能量值。至少一个输出装置可以包括网络接口，其用于传输电流值、电压值、功率值和/或能量值。
[0014]优选地，电表包括仪表外壳，其包含转换器和测量模块。转换器和测量模块可以被支撑在可包含在仪表外壳中的同一PCB或相应的一个PCB上。
[0015]电表还可包括输入端(input)，其用于从远程电流传感器接收电流测量信号。远程电流传感器可以在仪表外壳的内部或外部。
[0016]电表还可包括电流传感器，其被布置为提供电流测量信号。电流传感器可以直流(dc)耦合到用于调制电流测量信号的调制器(例如，第一调制器)。远程电流传感器或电流传感器可以是分流器(shunt)。电表还可以包括第一导体和第二导体，该第一导体和该第二导体用于将来自源的功率传递到负载；其中，远程电流源或电流源被配置为测量流过第一导体的电流。分流器可以设置在负载的前面或负载的后面。第二导体可以是中性导体。电表还可包括用于向分流器提供电流测量信号的第一连接器和第二连接器，以及经由第一连接和第二连接直接连接到分流器的调制器(例如，第一调制器)。分流器与调制器之间的第一连接和第二连接中的至少一个包括与分流器相同的材料。分流器可以包括含有铜、镍和锰的金属合金，可选地锰镍铜合金(Manganin，RTM)，或者包含84％铜、12％锰和4％镍的合金。分流器可以包括下面这样的材料：对于在20℃至50℃之间范围内的温度，电阻的温度系数在0和10
×
10
‑6/K之间或在0和
‑
10
×
10
‑6/K之间或在0和20
×
10
‑6/K之间或在0和
‑
20
×
10
‑6/K
之间。远程电流传感器或电流传感器可以是霍尔效应电流传感器、磁通门电流传感器、各向异性磁阻电流传感器、巨磁阻电流传感器或隧穿磁阻电流传感器。
[0017]电表可以是直流电表和/或测量模块。电表可符合电表的ANSI标准和/或IEC标准。
[0018]根据本专利技术的第二方面，提供了一种系统，其包括电源(electric 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电表，包括：转换器，其被配置为：同步地调制电流测量信号和电压测量信号，并输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号；以及测量模块，其被配置为：从所述转换器接收经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号，并处理所述经同步调制的电流测量信号和所述经同步调制的电压测量信号。2.根据权利要求1所述的电表，其中，所述转换器包括：时变信号的源，其用于同步地调制所述电流测量信号和所述电压测量信号。3.根据权利要求2所述的电表，其中，所述时变信号具有频率固定的至少一个分量。4.根据权利要求2或3所述的电表，其中，所述时变信号具有频率变化的至少一个分量。5.根据权利要求2至4中任一项所述的电表，其中，所述时变信号是扩频信号。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电表，其中，所述转换器被配置为：不以50Hz、60Hz、或16.667Hz的基频或谐波频率或400Hz进行调制，或者以50Hz、60Hz、或16.667Hz的基频或谐波频率或400Hz以平均小于10％的时间进行调制。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电表，其中，所述转换器被配置为以1Hz至1MHz之间的一个或多个频率进行调制。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电表，其中，所述转换器被配置为以在51Hz至59Hz之间、在61Hz至65Hz之间和/或在67Hz至390Hz之间的一个或多个频率进行调制。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电表，包括：第一调制器和第二调制器，其被配置为分别同步地调制所述电流测量信号和所述电压测量信号，并分别输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号。10.根据权利要求9所述的电表，其中，所述第一调制器和所述第二调制器分别包括第一总线交换开关和第二总线交换开关。11.根据权利要求9所述的电表，其中，所述第一调制器和所述第二调制器分别包括第一组开关装置和第二组开关装置。12.根据权利要求11所述的电表，其中，所述第一调制器和所述第二调制器分别包括第一组场效应晶体管和第二组场效应晶体管。13.根据权利要求11所述的电表，其中，所述第一调制器和所述第二调制器分别包括第一组模拟开关和第二组模拟开关。14.根据权利要求11所述的电表，其中，所述第一调制器和所述第二调制器分别包括第一组四象限模拟乘法器和第二组四象限模拟乘法器。15.根据权利要求1至14中任一项所述的电表，其中，所述测量模块包括：第一模数转换器和第二模数转换器，其用于分别对经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号进行数字化并输出经数字化的同步调制的电流测量信号和经数字化的同步调制的电压测量信号。16.根据权利要求15所述的电表，其中，所述第一模数转换器和所述第二模数转换器被包含在单个集成电路中。17.根据权利要求15或16所述的电表，其中，所述测量模块包括：数字计算单元，其用于计算电流值、电压值、功率值和/或能量值。
18.根据权利要求17所述的电表，其中，所述数字计算单元被配置为通过将经数字化的同步调制的电流测量信号和经数字化的同步调制的电压测量信号相乘来计算所述功率值。19.根据权利要求17或18所述的电表，其中，所述数字计算单元包括运行计算机程序以计算所述电流值、所述电压值、所述功率值和/或所述能量值的微处理器。20.根据权利要求17或18所述的电表，其中，所述数字计算单元包括硬件逻辑，其用于计算所述电流值、所述电压值、所述功率值和/或所述能量值。21.根据权利要求1至20中任一项所述的电表，还包括：至少一个输出装置，其用于提供电流值、电压值、功率值和/或能量值。22.根据权利要求21所述的电表，还包括：显示器，其用于显示所述电流值、所述电压值、所述功率值和/或所述能量值。23.根据权利要求21或22所述的电表，其中，所述至少一个输...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：森泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：