基于SOC技术的单相导轨式电能表及电能计量实现方法技术

本发明专利技术公开的基于ＳＯＣ技术的导轨式单相电能表，由壳体和设置在所述壳体内的电流电压采集电路、电能计量芯片、通讯回路、液晶显示器和电源供电部分组成，其特征在于，所述电能计量芯片采用ＳＯＣ单芯片进行电能计量，在所述壳体的背面设置有一导轨槽和一弹性卡钩，所述弹性卡钩将所述带有导轨槽的电能表卡在３５ｍｍ标准导轨上。本发明专利技术的基于ＳＯＣ技术的导轨式单相电能表采用了ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ｃｈｉｐ）单芯片的实现方案，具有集成度高，可靠性高，稳定性好，计量精度高、功能丰富、长寿命的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电能表
，具体涉及一种基于soc技术的单相导轨式安装电能表，该单相导轨式安装电能表主要用于实现低压配电终端的电能计量，可广泛应用于楼宇、机场、商场、学校、码头。本专利技术还涉及该单相导轨式安装电能表电能计量的实现方法。
技术介绍
随着电力行业改革深入，尤其是电力管理部门的政策导向，配电终端对单相多功能电能表的需求大量增加。现有较通用的单相电能表的安装方式为壁挂式，安装时需要配备专门的电度表箱，存在体积大，现场安装不便等缺点，并且其实现方案多为多芯片方案(即专用电能计量芯片ASIC+微控制器MCU)，集成度低，故障率高，计量功能相对单一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题第一方面在于提供一种基于soc技术的导轨式单相电能表，具有集成度高，可靠性高，稳定性好，计量精度高、功能丰富、长寿命的特点。本专利技术所要解决的技术问题第二方面在于提供上述导轨式单相电能表的电能计量的实现方法。作为本专利技术第一方面的基于soc技术的导轨式单相电能表，由壳体和设置在所述壳体内的电流电压采集电路、单相soc电能计量芯片、通讯电路、脉冲输出电路、存储部分、显示部分和电源供电部分组成，其特征在于，采用SOC单芯片实现数据处理、电能计量和功能控制；在所述壳体的背面设置有一导轨槽和一弹性卡钩，所述弹性卡钩将带有导轨槽的电能表卡在35mm标准导轨上。电路板分为上板和下板，上板通过插针固定在下板上方，并通过插针连接下板。下板上集成有电流电压采集电路、通讯电路、脉冲输出电路、电源供电部分；上板上集成有单相soc电能计量芯片、显示部分、存储部分。在本专利技术中，所述基于SOC技术的导轨式单相电能表依据微型断路器的模数化标准进行设计，所述基于SOC技术的导轨式单相电能表宽度为模数值的整数倍，优选为模数值的4倍。本专利技术的SOC单芯片为ADE7169单芯片，该ADE7169单芯片上集成有电能计量模块、8052的MCU带16KFLASH功能模块、电源管理模块、带温度补偿RTC模块、LCD驱动模块、UART模块、SPI/I2C外围扩展接口模块和脉冲输出口以及编程在线调试接口 ，在SPI/I2C外围扩展接口模块上接一铁电存储器24CL16。在本专利技术中，所述壳体的正面设置有一 LCD液晶显示屏和电能脉冲指示灯、峰费率指示灯、平费率指示灯和谷费率指示灯；所述LCD液晶显示屏、电能脉冲指示灯、峰费率指示灯、平费率指示灯和谷费率指示灯与所述的SOC单芯片上的LCD驱动接口和I/O 口连接。在本专利技术中，在所述壳体上设置有RS485通讯接口，所述RS485通讯接口与所述的SOC单芯片上的UART模块接口连接；以便于若干个基于SOC技术的导轨式单相电能表进行组网。在本专利技术中，在所述壳体上还设置有有功电能脉冲输出口，该脉冲输出口为无源光耦隔离型输出口，以便于电能校准和用于实现电能远传。在所述壳体的上侧和下侧均设置有接线端子。所述接线端子为压嵌式接线端子。本专利技术的电流电压采集电路包括电压信号采集电路和电流信号采集电路，所述电压采集电路包括电阻分压取样网络、RC滤波电路，所述电阻分压取样网络的电压信号输入端接入母线电压信号，所述分压取样网络电路的输出端接所述RC滤波电路的输入端，所述RC滤波电路的输出端接所述SOC6接口；所述电流信号采集电路包括一个电流互感器、取样电阻、RC滤波电路，所述电流互感器的一次侧将配电线路上的实时电流耦合，所述电流互感器的二次侧输出接一取样电阻，所述取样电阻经所述RC滤波电路滤波后接所述SOC单芯片的电流通道。本专利技术的基于SOC技术的导轨式单相电能表的接线方式可以采用一次直接接入方式和通过电流互感器二次接入两种接线方式。所述电源供电部分包含两路电源输出， 一路电源供通讯回路，另一路电源供SOC单芯片及其外围。作为本专利技术第二方面的基于SOC技术的导轨式单相电能表的电能计量的实现方法，包括如下步骤1. 电压信号采集电路采集的电压信号送入SOC单芯片的电压输入通道；2. 电流信号采集电路采集的电流信号送入SOC单芯片的电流输入通道；3. 输入的电压信号和电流信号由SOC单芯片上集成的电能计量模块进行A/D转换，处理、运算后输出电能脉冲；4. 集成于SOC单芯片上的8052核MCU对电能脉冲进行累加，根据内部RTC中的时间值，参考预设定的费率时段完成分时电能计量，并将电能存储于铁电存储器FM24CL16中，同时通过液晶显示器和指示灯实现显示以及通过RS485通讯接口和有功电能脉冲输出口传输至远程管理计算机。本专利技术的基于SOC技术的导轨式单相电能表采用了 SOC (System onchip)单芯片的实现方案，具有集成度高、可靠性高、计量精度高、功能丰富的特点。由于采用的SOC单芯片片内集成了强大的功能模块并且具备丰富的接口技术，因此本专利技术的导轨式单相电能表的外围设计十分简洁，可以最大限度地减少PCB板的面积，从而縮小了整个导轨式单相电能表的体积，使导轨式单相电能表做到微型化。本专利技术的导轨式单相电能表可采用35mm标准导轨安装方式进行安装，其外型结构依据微型断路器的模数化标准进行设计，以便于与微型断路器一同安装于终端配电箱内，具有体积小巧、外型美观、现场安装改造方便的优点。应用本专利技术所述导轨式单相电能表，可大大简化终端配电系统的设计，降低设备成本，减少使用者投资，并且美化布局，方便使用者的使用和检修。本专利技术的基于SOC技术的导轨式单相电能表具有灵活的接线方式，既可一次直接接入，具有最大直接接入电流达80A、接线简 单的优点，可直接应用于终端配电箱；又可通过外置电流互感器实现二次接 入，具有电压电流相互隔离、安全和计量精度高的特点，可应用于电气开关 柜。本专利技术的基于SOC技术的导轨式单相电能表除了具备电能计量功能(完 成正反向有功电能计量、功率潮流方向自动识别和指示)，还带有分时复费率 功能(日时段可设三费率、八时段，时段区间内的最小时间单位为l分钟)、 按月冻结转存功能(可统计上上月、上月及本月的用电量和分时电量，用于 月用电费的结算及监测用电情况)和实时监测功能(可提供电压、电流、频 率、功率、功率因数的测量，并可参与显示或借用通讯协议读出)。其丰富的 功能利于用户对用电情况实施监测，引导用户合理有效用电。并且为用电管 理自动化提供了便捷。 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。附图说明图1为本专利技术基于soc技术的导轨式单相电能表的正视图。图2为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表的侧视图。 图3为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表的后视图。 图4为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表一次直接接入的接线示 意图。图5为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表经CT 二次接入的接线 示意图。图6为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表的面板示意图。 图7为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表的原理框图。 图8为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表的电压采集电路的电原 理图。图9为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表的电流信号采集电路的 电原理图。图10a-图10j为本专利技术基于SOC技术的导轨式单相电能表显示示意图。8具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体图本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＳＯＣ技术的导轨式单相电能表，由壳体和设置在所述壳体内的电流电压采集电路、电能计量芯片、通讯回路、液晶显示器和电源供电部分组成，其特征在于，采用ＳＯＣ单芯片实现数据处理、电能计量和功能控制；在所述壳体的背面设置有一导轨槽和一弹性卡钩，所述弹性卡钩将带有导轨槽的电能表卡在３５ｍｍ标准导轨上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜龙，周中，陈建锋，
申请(专利权)人：上海安科瑞电气有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]