用于计量电力的电路及使用这种电路的电表制造技术

本实用新型专利技术提供了一种计量电力的电路及使用这种电路的电表。该电路包括：电流检测模块，用于生成与第一电力线上的第一电流对应的第一电流检测信号，以及与第二电力线上的第二电流对应的第二电流检测信号，其中第一和第二电力线中的一个为火线；多路复用器，用于响应于控制信号而周期性地在第一与第二电流检测信号间切换，在每一周期的第一时段输出第一电流检测信号，在每一周期的第二时段输出第二电流检测信号；信号处理模块，用于基于多路复用器的输出以及火线的电压检测信号生成能量累积信号；控制模块，用于向多路复用器提供控制信号，并在第二时段生成第二电流的有效值，该有效值由(ΔE/ΔT)/U确定，其中ΔE/ΔT表示能量累积信号的变化速率，而U表示火线电压的有效值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术一般涉及电子电路，特别涉及用于计量电力的电路以及使用这种电路的电表。
技术介绍
电表(electricity meter)是一种用于测量电能的计量装置，其可以精确测量由电力供应商提供给用户的电能消耗量。由电表测得的电能消耗量一般用于确定用户需要支付给电力供应商的电费账单。根据一些行业或地区标准，一个合格的电表应能够提供很多的工作状态参数，例如零线电流或火线电流的有效值，火线电压的有效值，以及由相应电流产生的电能累积值。 其中，火线电压是指火线与参考电势间的电势差，该参考电势例如为地或零线。特别地，对于具有防窃电功能的电表，通常需要能够同时监控火线电流与零线电流。当这两个电流之间存在显著差值时，电表会发出警示信号，以提示用电异常。为了同时监控零线电流与火线电流，一种传统的电力计量方法采用了两路检测通道，每路检测通道各自包括电流检测器和模数转换器。在该方法中，零线电流与火线电流分别由一路检测通道检测。具体而言，电流检测器用于对电流进行采样，并生成各自的电线上的电流所对应的电流检测信号。而每个检测通道中的模数转换器则用于将该电流检测信号转换为数字信号，进而提供给信号处理模块。模数转换器可以采用具有高精度的Σ -Δ模数转换器。然而，这种方法需要两个模数转换器，因此需要占用更大的芯片面积，并相应增加了功耗及成本。
技术实现思路
为同时监控零线电流与火线电流，另一种传统的电力计量方法采用了两路检测通道，这两路检测通道会周期性地被多路复用器(multiplexer)所切换，从而为后续处理电路提供时分复用的输入信号，该时分复用的输入信号将会由一个模数转换器转换为相应的数字信号。这两路检测通道的复用切换可以由控制模块进行控制，该控制模块例如为微控制器。因而，零线电流与火线电流的电流值可以在不同的时段内被进行检测，其中，该电流值是指零线电流或火线电流在某一时刻的数值。此外，根据检测得到的电流值，可以通过特定的算法来计算电流的有效值，该有效值通常是由随时间变化的电流值在给定时间间隔内的均方根值所确定，该给定时间间隔例如为周期信号的一个周期。对于大多数传统的计量方法，需要基于一段时间内的电流值来计算电流有效值。然而，在零线电流与火线电流间存在显著差值的情况下，多路复用器在两个电流检测通道间进行切换时，其输出的电流检测信号需要较长的时间才能够稳定，这会严重地影响测量精度。因此，需要一种能够在较短时间内精确计量电力的电路。在本技术的一个实施例中，公开了一种电路。该电路包括一种电路，包括 电流检测模块，用于生成与第一电力线上的第一电流对应的第一电流检测信号，以及与第二电力线上的第二电流对应的第二电流检测信号，其中第一和第二电力线中的一个为火线；多路复用器，用于响应于控制信号而周期性地在所述第一电流检测信号与所述第二电流检测信号间切换，在每一周期的第一时段输出所述第一电流检测信号，在每一周期的第二时段输出所述第二电流检测信号；信号处理模块，用于基于所述多路复用器的输出以及火线电压的电压检测信号生成能量累积信号；控制模块，用于向所述多路复用器提供所述控制信号，并在所述第二时段生成所述第二电流的有效值，该有效值由(△ E/ △ T) /U确定， 其中△ E/ △ T表示所述能量累积信号的变化速率，而U表示所述火线电压的有效值。在本技术的另一实施例中，公开了一种电表。该电表包括一种电路，包括电流检测模块，用于生成与第一电力线上的第一电流对应的第一电流检测信号，以及与第二电力线上的第二电流对应的第二电流检测信号，其中第一和第二电力线中的一个为火线； 多路复用器，用于响应于控制信号而周期性地在所述第一电流检测信号与所述第二电流检测信号间切换，在每一周期的第一时段输出所述第一电流检测信号，在每一周期的第二时段输出所述第二电流检测信号；信号处理模块，用于基于所述多路复用器的输出以及火线电压的电压检测信号生成能量累积信号；控制模块，用于向所述多路复用器提供所述控制信号，并在所述第二时段生成所述第二电流的有效值，该有效值由(△ E/ △ T) /U确定，其中 ΔΕ/ΔΤ表示所述能量累积信号的变化速率，而U表示所述火线电压的有效值。在本技术的又一实施例中，公开了一种方法。该方法包括下述步骤检测第一电力线上的第一电流与第二电力线上的第二电流，并生成电流检测信号，其中第一或第二电力线中的一个为火线，该电流检测信号周期性地在每一周期的第一时段与所述第一电流相关并且在每一周期的第二时段与所述第二电流相关；提供火线电压的电压检测信号以及所述火线电压的有效值；基于所述电流检测信号与所述火线电压的电压检测信号生成能量累积信号；以及在第二时段生成所述第二电流的有效值，该有效值由(ΔΕ/ΔΤ)/υ确定，其中Δ E/ △ T表示能量累积信号的变化速率，而U表示火线电压的有效值。上文已经概括而非宽泛地给出了本
技术实现思路
的特征。本
技术实现思路
的附加特征将在此后描述，其形成了本技术权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式，作为修改和设计其他结构或者过程的基础，以便执行与本技术相同的目的。本领域技术人员还应当理解，这些等同结构没有脱离所附权利要求书中记载的本技术的主旨和范围。附图说明为了更完整地理解本技术以及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中，图1示出了根据本技术一个实施例的电路100 ；图2示出了根据本技术一个实施例，能量累积信号变化速率的示例性计算过程；图3示出了根据本技术另一实施例的电路300 ；图4示出了根据本技术一个实施例的包括图1所示的电路100的电表400 ；图5示出了根据本技术另一实施例的包括图3所示的电路300的电表500 ；图6示出了根据本技术又一实施例的方法的流程图；除非指明，否则不同附图中的相应标记和符号一般表示相应的部分。绘制附图是为了清晰地示出本
技术实现思路
的实施方式的有关方面，而未必是按照比例绘制的。为了更为清晰地示出某些实施方式，在附图标记之后可能跟随有字母，其指示相同结构、材料或者过程步骤的变形。具体实施方式下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本技术的特定方式，而非限制本技术的范围。图1示出了根据本技术一个实施例的电路100。该电路100可以被用于例如测量电力。该电路100包括电流检测模块101、多路复用器102、信号处理模块103以及控制模块104。电流检测模块101用于生成与第一电力线20上的第一电流对应的第一电流检测信号23，以及与第二电力线21上的第二电流对应的第二电流检测信号22，其中第一或第二电力线中的一个为火线。在一个实施例中，第一电力线20可以是火线，而第二电力线21 可以是零线。在另一实施例中，第一电力线20可以是零线，第二电力线21可以是火线。在一个实施例中，电流检测模块101具有两路检测通道，每一检测通道包括一个电流检测装置，该电流检测装置用于对电流进行采样。该电流检测模块101可以是，例如电流互感器 (current transformer) 0由电流检测模块101生成的电流检测信号会随各自所检测的电流在不同时刻电流值的变化而相应变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电路，其特征在于，包括：电流检测模块（１０１），用于生成与第一电力线上的第一电流对应的第一电流检测信号，以及与第二电力线上的第二电流对应的第二电流检测信号，其中第一和第二电力线中的一个为火线；多路复用器（１０２），用于响应于控制信号而周期性地在所述第一电流检测信号与所述第二电流检测信号间切换，在每一周期的第一时段输出所述第一电流检测信号，在每一周期的第二时段输出所述第二电流检测信号；信号处理模块（１０３），用于基于所述多路复用器（１０２）的输出以及火线电压的电压检测信号生成能量累积信号；控制模块（１０４），用于向所述多路复用器（１０２）提供所述控制信号，并在所述第二时段生成所述第二电流的有效值，该有效值由（ΔＥ／ΔＴ）／Ｕ确定，其中ΔＥ／ΔＴ表示所述能量累积信号的变化速率，而Ｕ表示所述火线电压的有效值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓先，
申请(专利权)人：意法半导体中国投资有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31