[實用新型]內置TWACS通信功能電路的單相電能表

有效

• 申請號: 201220178185.1
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN202512171U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 陳涌;楊永江;楊曉科;田仲平
• 申請（專利權）人: 威勝集團有限公司
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06;G08C19/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;米中業

技術領域

本實用新型涉及一種適用于內置TWACS通信功能電路的單相電能表。

背景技術

TWACS電力線通信技術，即雙向工頻自動通信系統（Two-Way?Automated?Communications?System），是美國ACLARA公司研發的一種較為先進的電力線通信技術。該技術一次通信成功率高于99.6%。TWACS信號的傳輸距離幾乎無限制，且不需要中繼器或者信號調理設備，而這些卻是一般電力線載波通信技術所需要的。TWACS電力線通信技術與普通的電力線調制載波技術（PLC）相比具有以下優勢：1、無需針對系統或輸電線狀況作精細調整；2、無需專門措施跨接變壓器和電容器池；3、TWACS?可以在長輸電線路上工作?–?架空明線?和?埋地輸電纜；4、不會產生高頻輻射發射。

目前國內只將TWACS電力線通信技術引用于單相兩線電能表。如圖1所示，該款電能表只有一個繼電器，僅能用于進線為一根火線和一根零線的單相兩線電能表，應用范圍過窄，不能適用于相位角仍為180度的單相三線用電環境。此外表計采用變壓器二次側兩路輸出分別做電能計量管理電路和TWACS通信功能電路的電源供給，實現兩種電路的電源系統隔離。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種既能用于兩線又能用于三線的內置TWACS通信功能電路的單相電能表。

本實用新型提供的這種內置TWACS通信功能電路的單相電能表，包括變壓器、繼電器、繼電器控制電路、含有計量管理芯片的電能計量管理電路、TWACS通信功能電路，TWACS通信功能電路與電能計量管理電路之間采用串口通信，繼電器控制電路由電能計量管理電路控制，所述繼電器和繼電器控制電路均有兩個，這兩個繼電器共用電源且經所述繼電器控制電路通過計量管理芯片控制，繼電器共用的電源由變壓器自耦端輸出供給。

為了增強通信成功率，內置的TWACS通信功能電路與所述電能計量管理電路之間連有一個三極管電壓轉換電路。

本實用新型由于采用了兩個繼電器，使該款單相電能表既可用于單相兩線用電環境又可用于單相三線用電環境，應用范圍得到擴大。

附圖說明

圖1是現有技術的兩線單相電能表的結構示意圖。

圖2是本實用新型的結構示意圖。

圖3是繼電器驅動電源電路。

圖4是繼電器的控制電路。

圖5是本實用新型一種實施方式中三極管電壓轉換電路圖。

具體實施方式

從圖2可以看出本實用新型仍有TWACS通信功能電路、電能計量管理電路、繼電器、繼電器控制電路、變壓器，電能計量管理電路中的計量管理芯片采用MAXIM公司的71M6521FE芯片，可以進行A、B兩相電壓電流的采樣及功率計算。TWACS通信功能電路引用ACLARA公司的TWACS電力線通信技術實現電力線雙向通信。繼電器采用兩個繼電器驅動電路電源由變壓器自耦端輸出供給，計量管理芯片通過一個控制電路實現雙繼電器的控制。

繼電器驅動電源由變壓器自耦端輸出供給，計量管理芯片通過一個控制電路實現雙繼電器的控制。本實用新型利用TWACS通信功能電路和計量管理電路可以共同以電源火線做電源參考的特性，將現有技術中的光耦隔離通信更換成三極管電壓轉換電路連接。實現了TWACS通信功能電路電源的高度純凈，增強了通信成功率。

圖3-圖4反映了繼電器驅動電源。

從圖3可以看出從變壓器自耦端與火線UL之間取出驅動高壓，變壓器自耦端UN_RY輸出的電壓略高于繼電器驅動電壓VRY。電源通過對電解電容C1和C2充電后產生繼電器驅動電荷。整流二極管D15和穩壓二極管DZ1將VRY電壓穩壓到直流-24V，電源系統地GNDRY依附在火線UL上。根據前一小節提到的，由于繼電器控制芯片71M6521FE的電源V3P3SYS也同UL相連，所以GNDRY與V3P3SYS為同一電氣點，繼電器控制信號可以直接與繼電器電源系統相連，無需隔離耦合。

圖4反映了繼電器的控制電路。兩個繼電器具有相同的控制電路。從圖5可以看出P4為繼電器線圈接插座。RYON及RYOFF為繼電器控制芯片71M6521FE對繼電器的控制I/O信號。當RYON為高電平，RYOFF為低電平時，RYON與其電源V3P3SYS等電位，即與GNDRY等電位，三極管Q12截止；RYOFF比GNDRY低3.3V，三極管Q16、Q11導通，三極管Q15截止，有正向電流流過繼電器，繼電器閉合；反之，三極管Q12、Q15導通，Q16、Q11截止，有反向電流流過繼電器，繼電器斷開。