一种直接接入式直流电能表制造技术

本发明专利技术公开了一种直接接入式直流电能表，属于电能计量技术领域。现有的内置式分流器实现，为了便于信号准确采集，通常采用大阻值的分流电阻，导致流通大电流时，会产生较多热量，影响电能表计量精度。本发明专利技术的一种直接接入式直流电能表，包括壳体、分流器、多芯模组。本发明专利技术设置一种具有35μΩ

【技术实现步骤摘要】
一种直接接入式直流电能表


[0001]本专利技术涉及一种直接接入式直流电能表，属于电能计量


技术介绍

[0002]中国专利(CN202153235 U)公开了一种双向直流电能表，它包括计量单元、CPU控制单元、液晶屏和电源电路，所述计量单元、CPU控制单元均与电源电路相连，它还包括均与CPU控制单元相连的第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路，所述第一RS485通讯电路和第二RS485通讯电路还均与电源电路相连。
[0003]此专利适合电压范围宽，适用于额定电压750V以内的直流电能的计量，且整机出厂后无需调整，应用于电动汽车充电站、充电桩。
[0004]上述专利所述的双向直流电能表，电流采样依赖于外置分流器，整体的计量精度受限于电能表和分流器两个部件的精度，检定的时候也需要分开进行检验，导致整体的计量精度受限于电能表和分流器两个部件的精度，这样会造成整体误差偏大。并且分流器为阻性采样元件，在大电流时发热损耗大。同时使用起来及其不方便，制造安装成本也偏高。
[0005]如果采用内置式分流器方案，但现有的内置式分流器，为了实现信号准确采集，通常采用大阻值的分流电阻，因此当大电流流通时，会产生较多热量；并且由于分流器和电路模块被封闭在狭小的空间内，会导致电能表内的温度急剧升高，进而影响电路芯片的性能，最终影响电能表计量精度。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的一在于提供一种内置式分流器，分流器采用35μΩ
‑
45μΩ分流电阻；同时设置至少具有0.1级精度的模数转换芯片，实现所述分流器信号的准确计量采集，进而能有效降低分流器热损耗，提高整体电能计量准确度的直接接入式直流电能表。
[0007]本专利技术的目的二在于提供一种相邻分流器设有TMR传感器，用以对负极电流值进行采集，和能采集正极电流值的分流器配合，形成正负双极电流监测结构；当发生漏电情况时，可以及时发出报警信息，从而提高了直流供电系统安全可靠性的直接接入式直流电能表。
[0008]为实现上述目的之一，本专利技术的技术方案为：
[0009]一种直接接入式直流电能表，
[0010]包括壳体、分流器、多芯模组；
[0011]所述壳体，具有容纳腔，其上端部装配一端盖；
[0012]所述分流器，设有35μΩ
‑
45μΩ的分流电阻，用于减少分流器的热损耗，其安装在壳体的装配空间内；
[0013]所述多芯模组，相邻分流器装配，用以实现电压、电流的计量和管理，其包括计量芯和管理芯，其与分流器之间设有用于热量挥发的散热空间；
[0014]所述计量芯设有AD芯片，所述AD芯片为至少具有0.1级精度的模数转换芯片，实现分流器信号的准确计量采集。
[0015]本专利技术经过不断探索以及试验，设置一种具有35μΩ
‑
45μΩ分流电阻的分流器，同时设置至少具有0.1级精度的模数转换芯片，实现所述分流器信号的准确计量采集，进而能有效降低分流器热损耗，提高整体电能计量的准确度。
[0016]进一步，一般传统的分流器输出电压为75mV，其自身的额定热损耗等于额定电流乘以75mV，例如300A/75mV规格分流器，在300A时的损耗为22.5W。
[0017]当本专利技术采用的分流器阻值为40μΩ欧姆时，300A电流对应的电压值为12mV，此时分流器的损耗为3.6W，较传统分流器大大降低了热损耗，因此本专利技术的方案简单、实用，切实可行。
[0018]进一步，由于本专利技术分流器输出电压信号非常小，因此为了能准确采集到本专利技术的分流器输出电压信号，采用至少具有0.1级精度的模数转换芯片，在10000:1动态范围内，实现分流器信号的准确计量采集。
[0019]进一步，相对于传统直流电能计量模块，本专利技术的分流器内置组装，充分利用装置内部空间，分流器与多芯模组进行空间隔离，有效降低分流器温升对于电路工作的影响，进而能有效提升电能表的计量精度。
[0020]作为优选技术措施：
[0021]所述分流器一接口设有用于与正极电流相接通的采样端，另一接口依次通过瞬态抑制电路、抗零漂干扰电路、抗混叠网络电路，与AD芯片电连接。
[0022]作为优选技术措施：
[0023]所述瞬态抑制电路，设有瞬态抑制二极管TVS，用以抑制电路中瞬间高能量冲击；
[0024]所述抗零漂干扰电路，设有电阻R55、电阻R57、电阻R59；
[0025]所述抗混叠网络电路，设有电阻R56、电阻R58、电容C70、电容C71。
[0026]为实现上述目的二，本专利技术的技术方案为：
[0027]相邻分流器设有TMR传感器，用以对负极电流值进行采集，实现漏电监测比较，形成正负双极电流监测结构；
[0028]所述TMR传感器通过分压滤波网络电路与CPU芯片电连接；
[0029]所述分压滤波网络电路包括电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C66，其与CPU芯片RN2025的B相电流采集通道相接通，实现负极电流的监测。
[0030]本专利技术相邻分流器设有TMR传感器，用以对负极电流值进行采集，和能对正极电流值进行采集的分流器配合，形成正负双极电流监测结构；当发生漏电情况时，可以及时发出报警信息，从而提高了直流供电系统的安全可靠性，方案简单实用。
[0031]作为优选技术措施：
[0032]所述计量芯还包括CPU芯片，用以管理AD芯片；
[0033]所述CPU芯片的型号为RN2025，其包括直流电压管理模块、电流采样模块、直流功率计算模块、直流电能计算模块、费率管理模块、校准系数管理模块；
[0034]由于分流器输出电压信号非常小，本专利技术AD芯片的型号为ADS131M04，用以实现内部64倍的可编程增益放大器PGA增益放大，在10000:1动态范围内实现0.1级精度。
[0035]作为优选技术措施：
[0036]所述管理芯为微控制单元HT6025，其设有通信显示模块、数据存储模块；
[0037]所述微控制单元HT6025与管理芯之间的隔离通讯通过容隔离芯片ISO7742FDW实现。
[0038]作为优选技术措施：
[0039]还包括电阻分压电路；
[0040]所述电阻分压电路包括电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R46、电阻R47、电容C59、电容C60，其与AD芯片电连接，用于实现直流电压的分压采样；
[0041]所述R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44依次串联在一起；
[0042]电阻R46、电容C59并联；
[0043]电阻R47、电容C60并联。
[0044]作为优选技术措施：
[0045]所述壳体的背面设有滑槽，所述滑槽内嵌接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接接入式直流电能表，其特征在于，包括壳体、分流器、多芯模组；所述壳体，具有容纳腔，其上端部装配一端盖；所述分流器，设有35μΩ
‑
45μΩ的分流电阻，用于减少分流器的热损耗，其安装在壳体的装配空间内；所述多芯模组，相邻分流器装配，用以实现电压、电流的计量和管理，其包括计量芯和管理芯，其与分流器之间设有用于热量挥发的散热空间；所述计量芯设有AD芯片，所述AD芯片为至少具有0.1级精度的模数转换芯片，实现分流器信号的计量采集。2.如权利要求1所述的一种直接接入式直流电能表，其特征在于，所述分流器一接口设有用于与正极电流相接通的采样端，另一接口依次通过瞬态抑制电路、抗零漂干扰电路、抗混叠网络电路，与AD芯片电连接。3.如权利要求2所述的一种直接接入式直流电能表，其特征在于，所述瞬态抑制电路，设有瞬态抑制二极管TVS，用以抑制电路中瞬间高能量冲击；所述抗零漂干扰电路，设有电阻R55、电阻R57、电阻R59；所述抗混叠网络电路，设有电阻R56、电阻R58、电容C70、电容C71。4.如权利要求2所述的一种直接接入式直流电能表，其特征在于，相邻分流器设有TMR传感器，用以对负极电流值进行采集，实现漏电监测比较，形成正负双极电流监测结构；所述TMR传感器通过分压滤波网络电路与CPU芯片电连接；所述分压滤波网络电路包括电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电容C66，其与CPU芯片的B相电流采集通道相接通，实现负极电流的监测。5.如权利要求1所述的一种直接接入式直流电能表，其特征在于，所述计量芯还包括CPU芯片，用以管理AD芯片；所述CPU芯片的型号为RN2025，其包括直流电压管理模块、电流采样模块、直流功率计算模块、直流电能计算模块、费率管理模块、校准系数管理模块；所述AD芯片的型号为ADS131M04，用以实现内部64倍的可编程增益放大器PGA增益放大，在10000:1动态范围内实现0.1级精度。6.如权利要求1所述的一种直接接入式直流电能表，其特征在于，所述管理芯为微控制单元HT6025...

【专利技术属性】
技术研发人员：李熊，姚力，章江铭，刘炜，陆春光，肖涛，王朝亮，李亦龙，蒋群，宋磊，黄荣国，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：