一種帶通訊功能的電能表的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電能表，尤其涉及一種帶通訊功能的電能表。
【背景技術】
[0002]目前的電能表，一般都只有電能計量功能，只能對本地用電量進行計量，由相關工作人員定期上門抄表，再進行計費和收費，費時費力，非常不方便。而且電能表的電源電路相對簡單，采用普通方案實現，紋波略大，穩定性、可靠性略微欠缺，影響整個電能表的性會K。
【發明內容】
[0003]本實用新型主要解決原有電能表只能對本地用電量進行計量，由相關工作人員定期上門抄表，再進行計費和收費，費時費力，非常不方便的技術問題；提供一種帶通訊功能的電能表，其能和管理部門的主控終端進行遠程通訊，把電量、計費量遠程發送給主控終端，無需工作人員定期上門抄表，就能實現遠程計費，省時省力，使用和管理更加方便。
[0004]本實用新型同時解決原有電能表的電源電路相對簡單，采用普通方案實現，紋波略大，穩定性、可靠性略微欠缺，影響整個電能表性能的技術問題；提供一種帶通訊功能的電能表，其對電能表的電源電路進行了改良，對主電源和計量電源進行隔離，計量電源具有更小的紋波，提高穩定性和可靠性。
[0005]本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:本實用新型包括中央處理單元、相序檢測單元、費率控制單元、通訊單元及為整個電能表提供工作電壓的電源單元，相序檢測單元、費率控制單元及通訊單元分別和所述的中央處理單元相連。相序檢測單元的輸入端連接各相電源的前端，對A、B、C三相電壓信號進行采樣，經過處理，將三相過零信號輸送給中央處理單元，實現同步計時，計算出電壓的相角和相序。費率控制單元對外部控制交流電壓進行處理，輸送給中央處理單元，實現信號的檢測，并實現不同費率切換的控制。通過通訊單元將中央處理單元獲得的電能計量值或計費值遠程傳輸給管理部門的服務器和主控終端，管理部門能遠程獲取各用戶的用電量或計費值，無需工作人員定期上門抄表，就能實現遠程計費，省時省力，使用和管理更加方便。
[0006]作為優選，所述的電源單元包括RC恒流電源、全波整流電路、高頻濾波電路、低頻濾波電路、半波整流電路和濾波儲能電路，RC恒流電源既和全波整流電路的輸入端相連又和半波整流電路的輸入端相連，全波整流電路的輸出端經高頻濾波電路和低頻濾波電路的輸入端相連，低頻濾波電路的輸出端輸出主電源電壓，半波整流電路的輸出端和濾波儲能電路的輸入端相連，濾波儲能電路的輸出端輸出計量電源電壓。電源單元采用RC恒流電源供電，采用穩壓二極管筘位電壓，經整流二極管構成的全波整流電路進行全波整流，經過C/L/Cn型濾波網絡構成的高頻濾波電路進行高頻濾波，通過由電解電容構成的低頻濾波電路進行低頻濾波、續流，輸出穩定的DC24V電壓作為主電源電壓。計量部分電源，直接采用穩壓管、二極管筘位，經過半波整流電路和濾波儲能電路，輸出DC6V電壓作為計量電源電壓。本技術方案對主電路、計量部分電路分開進行供電，實現相與相電壓之間的隔1?，而且計量部分電源具有更小的紋波，提高穩定性和可靠性。
[0007]作為優選，所述的相序檢測單元包括A相相序檢測單元、B相相序檢測單元及C相相序檢測單元，C相相序檢測單元包括電阻RC33、電阻RC1、電阻RC3、電阻RC8和光耦EC4、三極管QC1，C相電壓信號經電阻RC33和電阻RCl的串聯電路接地，電阻RC33和電阻RCl的連接點和光耦EC4的輸入端正極相連，光耦EC4的輸入端負極接地，光耦EC4的輸出端正極經電阻RC2和三極管QCl的基極相連，光耦EC4的輸出端負極及三極管QCl的發射極均接地，光耦EC4的輸出端正極又經電阻RC3接電壓VDD，三極管QCl的集電極經電阻RC8接電壓VDD，三極管QCl的集電極和中央處理單元的輸入端C-PULl相連。相序檢測單元的輸入端連接各相電源的前端，對A、B、C三相電壓信號進行采樣，經電阻RC33和電阻RCl分壓、降壓，輸入光耦EC4前端，實現光耦周期性的導通來輸出電壓過零信號，過零信號經過三極管QCl整形實現硬件過零信號的同步跟隨，將三相過零信號輸入到中央處理單元的輸入端C-PULl，實現同步計時，可以計算出電壓的相角和相序。
[0008]作為優選，所述的費率控制單元包括電阻R67?電阻R71、壓敏電阻RV2、電容C49、光耦E8和二極管D32，外部電壓輸入正端IN+經電阻R71、電阻R70、電阻R69和電阻R68的串聯電路和光親E8的輸入端正極相連，外部電壓輸入負端IN-和光親E8的輸入端負極相連，壓敏電阻RV2的兩端連接在外部電壓輸入正端IN+和外部電壓輸入負端IN-之間，二極管D32的正極和光親E8的輸入端負極相連，二極管D32的負極和光親E8的輸入端正極相連，電容C49和電阻R67串聯連接，并且電阻R67的另一端接電壓VDD，電容C49的另一端接地，光耦E8的兩個輸出端和電容C49并聯連接，且光耦E8的輸出端正極和中央處理單元的輸入端SIGll相連。費率控制單元通過電阻R68?電阻R71對外部控制交流電壓進行分壓，同時通過壓敏電阻RV2進行過壓保護，并通過光耦ES隔離接入中央處理單元的I/O 口以實現信號的檢測，并實現不同費率切換的控制。
[0009]作為優選，所述的通訊單元包括485芯片U6、TVS管DTl和熱敏電阻PTC1、熱敏電阻PTC2，485芯片U6的I腳經電阻R12接電壓VDD，485芯片U6的4腳經電阻R25接電壓VDD, 485芯片U6的2腳及3腳相連并且經電阻R32接地，485芯片U6的I腳、4腳分別和中央處理單元的RX485腳、TX485腳相連，485芯片U6的2腳及3腳均和中央處理單元的DIR腳相連，485芯片U6的5腳接地，485芯片U6的8腳接電壓VDD并且經電容C20接地，485芯片U6的7腳經電阻Rl7接地，485芯片U6的6腳經電阻R33接電壓VDD，TVS管DTl連接在485芯片U6的7腳和6腳之間，電阻R5和TVS管DTl并聯，485芯片U6的6腳經熱敏電阻PTCl和485接口 J4的A線相連，485芯片U6的7腳經熱敏電阻PTC2和485接口 J4的B線相連。本技術方案中通訊單元采用485通訊單元，采用RS485通訊接口，485芯片U6選用高速UM3483EESA485芯片，可以達到IMbpS，每秒抄讀表內數據，可以做到實時刷新數據。采用熱敏電阻PTC1、熱敏電阻PTC2和TVS管DTl配合保護，對485接口 A、B線進行過壓保護，提尚可靠性。
[0010]本實用新型的有益效果是:具備遠程通訊功能，電能管理部門能遠程獲取各用戶的用電量或計費值，無需工作人員定期上門抄表，就能實現遠程計費，省時省力，使用和管理更加方便。通過對電源電路進行改良，電能表的主電路、計量部分電路分開進行供電，并實現相與相電壓之間的隔離，而且計量部分電源具有更小的紋波，提高整個電能表的穩定性和可靠性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的一種電路原理連接結構框圖。
[0012]圖2是本實用新型中電源單元的一種電路原理連接結構框圖。
[0013]圖3是本實用新型中C相相序檢測單元的一種電路原理圖。
[0014]圖4是本實用新型中費率控制單元的一種電路原理圖。
[0015]圖5是本實用新型中通訊單元的一種電路原理圖。
[0016]圖中1.中央處理單元，2.相序檢測單元，3.費率控制單元，4.通訊單元，5.電源單元，6.RC恒流電源，7.全波整流電路，8.高頻濾波電路，9.低頻濾波電路，10.半波整流電路，11.濾波儲能電路，12.主電源電壓，13.計量電源電壓。
【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0018]實施例:本實施例的一種帶通訊功能的電能表，如圖1所示，包括中央處理單元1、相序檢測單元2、費率控制單元3、通訊單元4及為整個電能表提供工作電壓的電源單元5，相序檢測單元2、費率控制單元3及通訊單元4分別和中央處理單元I相連。中央處理單元I采用單片機及其外圍電路實現。相序檢測單元2包括結構相同的A相相序檢測單元、B相相序檢測單元及C相相序檢測單元，在此以C相相序檢測單元為例進行具體描述，A相、B相相序檢測單元的結構不再多