[發明專利]電力計量裝置

有效

• 申請號: 201280016635.X
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN103460060A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 宮村雄介;鹽川明實;水野洋二;湯淺裕明;一村省互;永利英昭
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G01R21/133
• 分類號: G01R21/133
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種對電壓和電流的信號進行采樣并進行AD變換來對電力進行計量的電力計量裝置。

背景技術

以往已知有如下一種采樣式電表(例如參照專利文獻1)：利用將模擬信號變換為數字信號的AD(Analog?Digital：模擬數字)變換器，對輸入電壓波形和輸入電流波形進行采樣，通過將各采樣結果相乘來對有效電力進行計量。

參照圖13說明以往的采樣式電表。圖13是表示以往的采樣式電表的內部結構的框圖。在采樣式電表110中，輸入到輸入端子T1的模擬電壓信號e通過AD變換器131被變換為數字信號。另外，輸入到輸入端子T2的模擬電流信號i通過AD變換器132被變換為數字信號。

兩個AD變換器131、132將由時鐘發生器113輸出的信號作為共通的時鐘信號，與該時鐘信號的發生定時同步地對模擬電壓信號e、模擬電流信號i分別進行采樣，變換為數字信號。

因而，從兩個AD變換器131、132輸出作為同一時刻的采樣值的電壓信號e(t)、電流信號i(t)。此外，電壓信號e(t)、電流信號i(t)是離散的時刻t時的值。

這樣在每次產生時鐘信號時將時刻t=t1、t2、···時的采樣值的組合(e(t1),i(t1))、(e(t2),i(t2))、···從兩個AD變換器131、132輸出到運算器111。

運算器111根據被輸入的該數字值(e(t),i(t))將電壓值和電流值相乘，計算在時刻t時的瞬時電力W(t)。并且，運算器111進行對多個瞬時電力求平均的平均化運算來計算有效電力(平均電力)。此外，運算器111例如由DSP(Digital?Signal?Processor：數字信號處理器)或CPU(Central?Processing?Unit：中央處理單元)等構成。計算出的有效電力由顯示器112顯示。

專利文獻1：日本特開平04-109173號公報

然而，在上述以往的電力計量裝置中存在如下問題。在電力運算中，在取入高次諧波等高頻率的信號的情況下，需要根據該頻率成分縮短時鐘信號的周期。因此，在電力運算中，采樣頻率變高，采樣數增加。

為了進行這樣的高速采樣，針對AD變換器和CPU(微型計算機)必須使用高性能的設備，從而電力計量裝置的制造成本增加。也就是說，在廉價地構成電力計量裝置的情況下，很難高精度地對高頻的電力進行計量。

發明內容

本發明是鑒于上述以往的情形而完成的，提供一種不使采樣數增加就進行高頻率的信號的AD變換并高精度對電力進行計量的電力計量裝置。

本發明的一個實施方式的電力計量裝置對從電源向負載提供的電力進行計量，該電力計量裝置具備：AD變換單元，其對被提供上述電力的負載的電壓和電流的信號進行采樣并進行AD變換；運算單元，其將由上述AD變換單元進行AD變換后的電壓和電流的值相乘來運算電力；以及切換單元，其將上述AD變換單元的采樣周期m分割成n等分，以m/n為間隔設定進行采樣的定時，將在第一個定時進行采樣的期間設為第一期間，將在第n個定時進行采樣的期間設為第n期間，按規定的時間寬度對上述第一期間～第n期間進行切換，其中，上述AD變換單元在由上述切換單元切換后的期間的定時進行采樣。

另外，優選的是，對上述運算單元用來運算電力的電壓和電流中的任一個進行采樣的期間至少是上述規定的時間寬度的n倍的期間。

另外，優選的是，上述規定的時間寬度是電源周期的自然數倍。

另外，優選的是，上述切換單元在以規定的順序切換上述第一期間～第n期間之后，在下一次使切換上述第一期間～第n期間的順序為與前次不同的順序來進行切換。

另外，優選的是，上述切換單元按照排列改變上述第一期間～第n期間的切換順序。

另外，優選的是，上述切換單元不規則地改變上述第一期間～第n期間的切換順序。

另外，優選的是，上述n為2。

另外，優選的是，上述規定的時間寬度是上述電壓和電流的各信號的半波期間。

另外，優選的是，上述切換單元以與對上述第一期間和第二期間進行了切換的順序相反的順序，在下一次對上述第一期間和第二期間進行切換。

另外，優選的是，上述AD變換單元按第二時間寬度將上述采樣周期m的開始定時調整為上述信號從負向正變化或從正向負變化的零交叉定時。

另外，優選的是，在上述AD變換單元分時地進行上述電壓和電流的信號的AD變換的情況下，上述切換單元按第三時間寬度替換AD變換的順序，即對上述電壓和電流的哪一個先進行。