[發明專利]一種電子式智能電能表

在審

• 申請號: 201510946205.3
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105548685A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 彭江蓮
• 申請（專利權）人: 彭江蓮
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域：

本發明涉及電能計量技術，具體而言，涉及一種電子式智能電能表。

背景技術：

為了實施可持續發展，解決環境與發展的矛盾，世界許多國家正在積極探 索綠色能源來減少傳統發電方式對環境的污染和不可再生資源的損耗，或為了 節省投資，降低能耗，提高系統安全性和靈活性，采用大電網系統和分布式發 電系統相結合的供電方式。經過系統科學地設計和電能市場合理地規劃，分布 式的小規模供電系統不僅可以解決居民的能源問題而且可以把富余的電能反饋 到電網，以實現以電償電，從而減輕供電系統的負擔，減少不可再生資源的消 耗。

目前，許多國家規定用戶自己的發電系統產生并入電網的電能可以等價換 取等量電網的電能。雖然在我們國家還沒有開始實施，但這是一種發展方向。 為了滿足這種應用需要，必須設計一種可以計量用戶消耗電能(即正向電能) 又可以計量用戶反饋到電網的電能(即反向電能)的電能表，即雙向電能表。

發明內容：

本發明所解決的技術問題：用戶自己的發電系統產生并入電網的電能可以 等價換取等量電網的電能，如此，需要一種既能計量用戶消耗電能(即正向電 能)又可以計量用戶反饋到電網的電能的雙向電能表。

本發明提供如下技術方案：一種電子式智能電能表，包括電源模塊、顯示 模塊、LED指示模塊、通訊模塊、鍵盤控制模塊、微控制單元、電能計量芯片、 時鐘模塊、存儲器和前端電路調理模塊。所述前端電路調理模塊與電能計量芯 片連接，所述LED指示模塊與電能計量芯片連接，所述微控制單元與電能計量 芯片連接，所述顯示模塊、通訊模塊、鍵盤控制模塊、時鐘模塊、存儲器分別 與微控制單元連接。所述電能計量芯片為CS5460A芯片，所述顯示模塊(50) 選擇為LM32019TFW型芯片，所述微控制器為單片機或ARM。

按上述技術方案，本發明所述的電子式智能電能表主要由電源模塊、顯示 模塊、LED指示模塊、通訊模塊、鍵盤控制模塊、MCU模塊、電能計量芯片、時 鐘模塊、存儲器模塊和前端電路調理模塊部分組成。作為本發明的一種優選， 所述前端電路調理模塊包括電子式電流型電壓互感器、電流互感器、精密電阻 電路。電子式電流型電壓互感器、電流互感器和精密電阻電路變換電壓電流信 號以差模電壓的形式接到電能計量芯片，取樣電阻的阻值由被測信號的最大值 決定，然后經電能計量芯片轉換后將電壓、電流、功率、電能等信號傳給微控 制單元，微控制單元控制所有芯片的工作、截止及計算和模塊的顯示。顯示模 塊正常顯示當前測量的電能值、日期、時間。LED指示模塊可以指示電能方向和 用電功率大小。通訊模塊實現電能表遠程通信。時鐘模塊為電能表提供時間基 準，為實現多費率打下基礎，存儲模塊為電能表提供數據存儲，可以做到掉電 不丟失數據，還可以實現電力系統參數的實時記錄。

通過本發明所述的電能表，可以實現對電能等電參量測量、顯示及采集處 理的目的。

作為本發明的進一步改進，所述電源模塊包括電源電路，所述電源電路包 括電源變壓器、與電源變壓器連接的橋式整流電路、與橋式整流電路連接的固 定式三端穩壓器電路、與固定式三端穩壓器連接的三端穩壓器電路。電源電路 是整個電能表能穩定工作的前提和關鍵，電能表中的各個單元電路都需要使用 直流電源供電，特別是為電壓互感器提供正負15V工作電源，保證電壓的順利 采集。本發明采用自制電源供電方式，將220V交流市電通過電源變壓器變換成 交流低壓，再經過橋式整流電路整流和濾波，在固定式三端穩壓器的兩端形成 一個并不十分穩定的直流電壓，此直流電壓經過三端穩壓器的穩壓和電容的頻 率補償，便在穩壓電源的輸出端產生了精度高、穩定度好的直流輸出電壓。得 到15V，5V，3.3V直流電源，為互感器，電能計量芯片，MCU等模塊提供穩定 的工作電源。

附圖說明：

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

圖1為本發明一種電子式智能電能表的結構框圖；

圖2為本發明所述的電子式智能電能表的電源模塊的電源電路的原理圖。

圖中符號說明：

A－電壓信號；

B－電流信號；

C－經前端電路調理模塊調理后的電壓信號；

D－經前端電路調理模塊調理后的電流信號；

11－電流型電壓互感器；12－電流互感器；

20－電能計量芯片；

30－LED指示模塊；