[實用新型]用于電能計量芯片的比較電路

有效

• 申請號: 201320296258.1
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN203299249U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 王祥莉;袁文師
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: G01R11/24
• 分類號: G01R11/24;G01R17/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;劉世杰

技術領域

本實用新型涉及電能計量中的防竊電技術，更具體地，是一種可以對竊電行為進行偵測的用于電能計量芯片的比較電路。

背景技術

當前，電子式電能表的防竊電技術在電能表行業中的地位越來越重要，不同國家、地區的電能表市場都在不同程度上要求電能表的防竊電計量。人們所意識到的竊電現象和防竊電技術的類型在不斷增多，而且每年都會針對新的竊電行為，研究出相應的防竊電技術。在電能計量芯片領域，相應地要求芯片具有防竊電檢測和計量功能。

與三相電能表比較，單相電能表更加注重于電能表的防竊電技術。圖1為沒有設計防竊電功能的簡單單相電能表模型示意圖，它僅能測量火線的電流信號和電能表進線端的電壓信號，而對于即使是非常簡單的竊電行為也是無能為力的。

通常電流不平衡體現為接地模式，實際上電流不平衡包括任何的火線和零線的測量所得到的負載電流不平衡的情況。竊電可能是旁路部分電流，導致電表的測量值小于真實值。如圖2所示，竊電者可能用簡單的金屬楔3打進電表的接線端，這種竊電行為比較容易實施。在讀表計費時，竊電者可以在幾秒內移除旁路電流的金屬楔3，所以很難檢測這種竊電方式。

公布號為CN102749502A，發明名稱為“用于電能計量芯片的雙電流比較電路”的發明專利申請公開了一種可用于防竊電監測的雙電流比較電路。該雙電流比較電路可運用于電能計量芯片中。該雙電流比較電路包括兩個信號采樣模塊，用于分別對火線電流信號和零線電流信號進行采樣，然后分別通過高通濾波和積分處理，進入比較模塊進行比較，再將比較結果輸送入一個閾值比較器和預定閾值進行比較，從而監測兩路電流的不平衡程度，判斷是否有竊電行為發生。

如圖3所示，是此種電能計量芯片的一種應用示例。如圖所示，電表需額外增加一個電流互感器4，以實現零線的電流檢測；由于隔離原因，可以在第一路的電流通道上選用低成本的錳銅電阻，但是另一路就必須使用成本相對較高的電流互感器。在圖3中，電子式電能表1中的電能計量芯片2同時計量經錳銅電阻取樣的火線電流和經電流互感器取樣的零線電流。在正常情況下，漏電流是很小的，所以火線回路和零線回路的電流基本一致，可以給電能計量芯片2預置一個兩電流通道的竊電的百分比值n，當兩個電流值的差值大于預設的百分比值n時，電能計量芯片2判斷兩個電流通道的電流不平衡，表明有竊電行為發生。

另外，授權公告號為CN201589801U的實用新型專利公開了一種雙電流有效值比較電路，與上述電路不同的是，該電路分別對采樣后的火線電流信號和零線電流信號進行有效值計算，然后對兩種有效電流信號進行比較，并輸送差值到閾值比較器，基于上述百分比值判斷電流是否不平衡，以判斷是否有竊電行為發生。

實用新型內容

本實用新型的目的，在于對現有的具有防竊電功能的電路進行改進，從而提供了一種新的用于電能計量芯片的比較電路。

在本實用新型的一個方面，該用于電能計量芯片的比較電路，包括：

第一電流信號采樣模塊，其用于對外部輸入的火線電流信號進行采樣并轉換為數字信號形式的第一采樣電流信號；

第二電流信號采樣模塊，其用于對外部輸入的零線電流信號進行采樣并轉換為數字信號形式的第二采樣電流信號；

電壓信號采樣模塊，其用于對外部輸入的電壓信號進行采樣并轉換為數字信號形式的采樣電壓信號；

分別與該第一電流信號采樣模塊和該電壓信號采樣模塊相連接的第一有功功率模塊，其用于接收該第一采樣電流信號和該采樣電壓信號，并對該第一采樣電流信號和該采樣電壓信號進行相乘處理，獲得第一有功功率值；

分別與該第二電流信號采樣模塊和該電壓信號采樣模塊相連接的第二有功功率模塊，其用于接收該第二采樣電流信號和該采樣電壓信號，并對該第二采樣電流信號和該采樣電壓信號進行相乘處理，獲得第二有功功率值；

分別與該第一有功功率模塊和該第二有功功率模塊相連接的比較模塊，其用于對該第一有功功率值和該第二有功功率值進行比較，并輸出該第一有功功率值和該第二有功功率值之間的功率差值；

與該比較模塊相連接的閾值比較模塊，其用于接收該比較模塊輸出的功率差值，并比較該功率差值與預定閾值；

與該閾值比較模塊相連接的計時模塊，其用于當在預定時間內該功率差值始終大于該預定閾值時，向該閾值比較模塊反饋一個不平衡指示信號。

在本實用新型的另一個方面，該用于電能計量芯片的比較電路，包括：