全失压检测电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种全失压检测电路。本实用新型专利技术的目的是提供一种实时性高、功耗低的全失压检测电路，以达到降低电池功耗、延长电池寿命的目的。本实用新型专利技术的技术方案是：全失压检测电路，其特征在于：它包括根据输入的三相电流采样所得模拟信号来选择检测信号的开关模块，该开关模块的输出端连接放大器，该放大器的输出端连接比较器。本实用新型专利技术适用于智能电表中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种全失压检测电路，主要适用于智能电表中。
技术介绍
由于用电现场电网拓扑布局复杂，往往会出现有意或无意的PT回路断路、用户端计量侧的电压回路故障，导致用电异常，引发设备损坏、电量损失等一系列问题，给电网的管理和可靠运行带来了困难。在近两年国家大力推进智能电网的大背景下，要求智能电表能对用户端进行智能监控和管理，其中就包括有实时监控全失压工况。全失压工况的电能表存在两种工作状态1、电能表的市电电源低于临界电压仍能正常工作(简称为“市电模式”)，或者电能表的工作电源由辅助电源供电。2、电能表的工作电源低于电能表的正常工作电压(简称“电池模式”)，电能表改由电池供电同时进入低功耗工作模式。现有技术中，电池模式下检测全失压，绝大多数都是通过计量芯片主动采集电网数据，单片机(CPU)判断是否符合全失压的条件，造成时域上的大量浪费，而且计量芯片在采集电网数据时自身功耗很大，这种操作方式会增加电池功耗，减短电池寿命，因此现在的智能电表在停电后只检测一次电流，以区分是全失压还是掉电，之后就不再检测，直到电能表正常上电后，再判断全失压。这在一定程度上也为人为窃电创造了机会，降低了难度系数，增加了控制风险。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种实时性高、功耗低的全失压检测电路，以达到降低电池功耗、延长电池寿命的目的。本技术所采用的技术方案是全失压检测电路，其特征在于它包括根据输入的三相电流采样所得模拟信号来选择检测信号的开关模块，该开关模块的输出端连接放大器，该放大器的输出端连接比较器。所述开关模块的信号输入引脚上电连接有用于滤除直流分量的电容。所述电容与开关模块的信号输入引脚之间电连接有上拉电阻和下拉电阻。所述开关模块的型号为SGM3005。所述放大器的型号为SGM8521。所述比较器的型号为SGM8701。本技术的有益效果是1、开关模块、放大器和比较器均采用超低UA级别功耗的1C，同时外围的偏置电阻和反馈网络均采用高精度的兆级电阻，使得整个全失压检测电路的Iq (静态电流)为12uA，从而降低了电路整体功耗，进而降低了电池功耗，延长了电池寿命。2、全失压检测由硬件电路实现，较之现有技术，其实时性更高。3、比较器输出产生电平翻转才会将CPU唤醒，其余时间CPU均处于低功耗模式(功耗为20uA)，大大降低了电池的功耗，从而保证智能电表停电后仍然具备实时全失压检测的功能。附图说明图1是本技术的结构框图。图2是本技术的电路原理图。图3是本技术在实际应用中的结构框图。具体实施方式要实现电池模式下的全失压检测，就需要一套低功耗的触发机制电路(即全失压检测电路)，让智能电表的CPU在绝大多数时间都处于低功耗模式(睡眠模式)，保证智能电表停电后较长的一段时间或长期具备实时全失压检测的功能，如图1所示，本实施例全失压检测电路包括开关模块I (型号为SGM3005)，其输出端连接放大器2 (型号为SGM8521)，该放大器的输出端连接比较器3 (型号为SGM8701);其中开关模块I用于选择检测信号，放大器2用于对信号进行放大处理，以便后续比较，比较器3用于将放大后的信号与设定的全失压起动电流阀值比较，该阀值可通过电阻R194、R195、R196灵活设置。如图2所示，所述开关模块I (U6)的引脚2、引脚5和引脚10作为三相电流采样所得模拟小信号的输入引脚，引脚9作为输出引脚与放大器2 (U3)的引脚3电连接，放大器2的引脚I作为输出引脚与比较器3 (U12)的引脚4电连接，比较器3的引脚3通过外围电阻R194、R195、R196设置全失压起动的电流阀值，比较器3的引脚I连接至电表CPU的I/O 口，用于唤醒CPU实现全失压功能，本例中该I/O 口采用沿中断方式，当比较器3的引脚I输出产生电平翻转，则CPU被唤醒。由于电流采样得到的模拟小信号存在直流偏置，本例在开关模块I的引脚2、引脚5和引脚10上分别电连接有电容C87、C88和C89进行隔直处理，滤除直流分量；同时由于放大器2自身存在失调电压，本例在开关模块I的引脚2上电连接上拉电阻R188和下拉电阻R189，在引脚5上电连接上拉电阻R190和下拉电阻R191，在引脚10上电连接上拉电阻R186和下拉电阻R187，将隔直处理后的信号调制到基准直流分量上，以提高检测精度。本实施例的工作原理如下电流采样得到的模拟小信号经隔直处理后调制到基准直流分量上，然后通过开关模块I选择检测信号，并经放大器2放大处理后输出至比较器3，比较器3将放大处理后的信号和设定的全失压起动电流阀值比较，当该信号大于全失压起动电流阀值时，比较器3的输出会产生电平翻转，唤醒电表CPU实现电表的全失压功能。如图3所示，要实现完整的全失压功能(包括事件记录、追补电量等)，需要CPU、计量芯片、电流采样回路(包括A相电流采样、B相电流采样和C相电流采样)和电源管理模块的配合，其具体工作流程如下电流采样回路将用户侧的电流转换为便于模块电路处理的有效信号；本例全失压检测电路将采样得到的有效电流信号放大后，与设定的全失压起动电流阀值比较，当该信号小于全失压起动电流阀值时，直接滤除屏蔽；当该信号大于全失压起动电流阀值时，比较器3的输出会产生电平翻转，唤醒CPU ；CPU被唤醒后，控制电源管理模块给计量芯片供电，并与计量芯片通信；计量芯片获取电网数据，回传给CPU ；CPU记录全失压发生时间、全失压次数、电压、电流、功率因数，然后关闭计量芯片电源，返回睡眠模式。具体应用中，在软件上采用定时扫描的方式切换三路电流(A相、B相和C相)，触发机制由硬件来实现(即通过本例全失压检测电路实现)，无需软件处理，而唤醒CPU的I/O 口采用沿中断方式，只有比较器输出产生电平翻转才会将CPU唤醒，其余时间CPU均处于低功耗模式(CPU的静态功耗为20uA)，大大降低了电池功耗，同时更重要的是为实现实时监控全失压工况提供了电源保障。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全失压检测电路，其特征在于：它包括根据输入的三相电流采样所得模拟信号来选择检测信号的开关模块（1），该开关模块的输出端连接放大器（2），该放大器的输出端连接比较器（3）。

【技术特征摘要】
1.一种全失压检测电路，其特征在于它包括根据输入的三相电流采样所得模拟信号来选择检测信号的开关模块(1)，该开关模块的输出端连接放大器(2)，该放大器的输出端连接比较器(3)。2.根据权利要求1所述的全失压检测电路，其特征在于所述开关模块(I)的信号输入引脚上电连接有用于滤除直流分量的电容。3.根据权利要求2所述的全失压检测电路，其特征在于所述电容与开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：周良璋，陈宏，
申请(专利权)人：杭州海兴电力科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：