[發明專利]基于霍爾傳感器的寬量程電能表

有效

• 申請號: 201510020131.0
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104535831B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 劉俊;陳金玲
• 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
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙)43001
• 代理人: 周詠,米中業

1.一種基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，包括霍爾電流檢測模塊、電壓檢測模塊、MCU信號處理控制模塊、計量模塊、顯示報警通信模塊及電源模塊；霍爾電流檢測模塊感應電流變化，將測量結果傳至計量模塊和MCU信號處理控制模塊；電壓檢測模塊測量電壓并將測量結果也傳至計量模塊；計量模塊對信號進行A/D轉換并經過補償校正后輸出信號至MCU信號處理控制模塊；MCU信號處理控制模塊對計量模塊輸出的信號進行溫度補償處理并存儲，再在顯示報警通信模塊進行顯示，并通過霍爾電流檢測模塊中傳來的電壓大小進行電流檢測量程的切換控制；顯示報警通信模塊包含LCD顯示模塊、報警模塊和通信模塊，LCD模塊對消耗電能大小進行實時顯示，報警模塊在電流和/或電壓過大時實行報警并通過繼電器將電源斷開，通信模塊用于與外界實現數據交換，包括遠紅外通信、GPRS通信、載波通信和485通信；電源模塊為霍爾電流檢測模塊、MCU信號處理控制模塊、計量模塊和顯示報警通信模塊供電；所述霍爾電流檢測模塊包括一號霍爾電流傳感器和二號霍爾電流傳感器，兩個霍爾電流傳感器均為開環霍爾傳感器，且二者在PCB板上為垂直方向放置。

2.根據權利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述霍爾電流檢測模塊的PCB板為U型，且在該PCB板下方設有一供檢測電流流過的與該PCB板同樣形狀的金屬塊。

3.根據權利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述一號霍爾電流傳感器的電流檢測范圍大于二號霍爾電流傳感器的電流檢測范圍；二者的量程能由編程器在線修改；且二者均配置有鎳鐵屏蔽罩。

4.根據權利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述一號霍爾電流傳感器配有U型屏蔽罩。

5.根據權利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述二號霍爾電流傳感器配有C型屏蔽罩。

6.根據權利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述霍爾電流檢測模塊包括一號霍爾電流傳感器U1和二號霍爾電流傳感器U2和信號切換控制電路；信號切換控制電路包括一號信號切換控制電路和二號信號切換控制電路；一號信號切換控制電路包括三極管Q202和三極管Q204，二號信號切換控制電路包括三極管Q203和三極管Q205；

一號霍爾電流傳感器U1的檢測電壓管腳VDEC通過電容C1接地；其輸出管腳OUT通過電阻R1接地，該輸出管腳還與一號信號切換控制電路連接，該輸出管腳還通過電容C3接地；一號霍爾電流傳感器U1的電源管腳VDD與電源VCC連接，該管腳還通過電容C2接地；一號霍爾電流傳感器U1的電源負極端VSS和測試管腳TEST均接地；三極管Q202的發射極通過電阻R239與一號霍爾電流傳感器U1的輸出管腳OUT連接，其基極通過電阻R240與三極管Q204的集電極連接，其集電極作為一號信號切換控制電路的輸出端口；三極管Q204的發射極接模擬地，其基極通過電阻R241與MCU的IO端口連接，用于傳遞MCU的切換控制信號；

二號霍爾電流傳感器U2的電路連接結構與一號霍爾電流傳感器U1的相同；二號信號切換控制電路的電路連接結構與一號信號切換控制電路的電路連接結構相同；二號霍爾電流傳感器U2和二號信號切換控制電路的電路連接結構與一號霍爾電流傳感器U1和一號信號切換控制電路的電路連接結構相同；

二號信號切換控制電路的輸出端與一號信號切換控制電路的輸出端相連，輸出信號均通過電阻R245進行采樣，采樣信號通過由電阻R217、電阻R218和電容C209、電容C210組成的濾波網絡濾波后與所述計量模塊連接，電阻R245與電阻R218連接端與模擬地連接，電容C209和電容C210的連接端與模擬地連接。

7.根據權利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述電壓檢測模塊采用電阻分壓網絡對電壓進行檢測，然后將信號輸出到所述計量模塊。

8.根據權利要求1所述的基于霍爾傳感器的寬量程電能表，其特征在于，所述電源模塊采用變壓器、開關電源芯片和線性低壓差穩壓器分別對電能表各模塊進行供電。