[發(fā)明專利]一種滿足掉零線防竊電應(yīng)用的單相電能計量芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111535659.3
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114113732B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳波
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州萬高科技股份有限公司
• 主分類號: G01R11/24
• 分類號: G01R11/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種滿足掉零線防竊電應(yīng)用的單相電能計量芯片，其特征在于，包括工作模式控制電路、ADC采樣電路、電流有效值測量電路、掉零線竊電判斷電路、電能計量電路和時鐘電路，

所述工作模式控制電路，用于連接主控芯片，接收主控芯片發(fā)送的控制信號，所述控制信號用于判斷主電源是否有電，根據(jù)主電源是否有電選擇所述單相電能計量芯片的工作模式；

所述ADC采樣電路，用于采樣電流信號，獲得數(shù)字信號；

所述電流有效值測量電路，用于測量電流有效值；

所述掉零線竊電判斷電路，用于對數(shù)字信號進行預(yù)判斷，判斷電流回路是否有電流，若有電流，則進行電流有效值精確判斷；若電流有效值超過掉零線防竊電閾值，則判定需要進行掉零線防竊電計量；

所述電能計量電路，用于對所述電流有效值進行能量計算，獲得能量脈沖；

所述時鐘電路，用于為工作模式控制電路、ADC采樣電路、電流有效值測量電路、掉零線竊電判斷電路和電能計量電路提供時鐘源；

所述工作模式包括正常計量模式、低功耗待機模式、定時喚醒工作模式和掉零線防竊電計量模式；

當(dāng)主電源有電時，所述單相電能計量芯片進入正常計量模式；

當(dāng)主電源無電時，所述單相電能計量芯片進入低功耗待機模式，低功耗待機模式下，ADC采樣電路、電流有效值測量電路和掉零線竊電判斷電路處于待機狀態(tài)，電能計量電路處于待機狀態(tài)或工作狀態(tài)；

所述工作模式控制電路包括工作模式控制管腳、控制管腳監(jiān)測電路、低功耗定時器和工作模式切換電路，

所述工作模式控制管腳，用于連接主控芯片，接收主控芯片發(fā)送的控制信號；

所述控制管腳監(jiān)測電路，用于監(jiān)測所述控制信號，當(dāng)主電源有電時，所述單相電能計量芯片進入正常計量模式，當(dāng)主電源無電時，所述單相電能計量芯片進入低功耗待機模式；

所述低功耗定時器，用于在低功耗待機模式下，監(jiān)測是否到達定時喚醒周期T，當(dāng)?shù)竭_定時喚醒周期T時，喚醒所述單相電能計量芯片進入定時喚醒工作模式；時鐘電路為低功耗定時器提供低頻時鐘源；

所述工作模式切換電路，用于低功耗待機模式、定時喚醒工作模式和掉零線防竊電計量模式之間的切換；

所述低功耗待機模式、定時喚醒工作模式和掉零線防竊電計量模式之間的切換包括：

步驟1，主控芯片配置預(yù)設(shè)參數(shù)，所述預(yù)設(shè)參數(shù)包括：

低功耗待機模式切換至定時喚醒工作模式的定時喚醒周期T，

進入定時喚醒工作模式后ADC采樣電路的工作時鐘頻率、掉零線竊電判斷電路的工作時鐘頻率、電流有效值測量電路的工作時鐘頻率和電能計量電路的工作時鐘頻率；

步驟2，所述單相電能計量芯片在低功耗待機模式下，當(dāng)?shù)竭_定時喚醒周期T，進入定時喚醒工作模式，喚醒ADC采樣電路和掉零線竊電判斷電路；

步驟3，ADC采樣電路對電流信號進行采樣，獲得數(shù)字信號；掉零線竊電判斷電路對數(shù)字信號進行預(yù)判斷，判斷電流回路是否有電流；

步驟4，若無電流，則退出定時喚醒工作模式，重新進入低功耗待機模式；若有電流，則喚醒電流有效值測量電路進行電流有效值測量；

步驟5，掉零線竊電判斷電路對電流有效值進行精確判斷，若電流有效值在掉零線防竊電閾值以下，若此時所述單相電能計量芯片也處于掉零線防竊電計量模式，則電能計量電路進入待機狀態(tài)，退出掉零線防竊電計量模式和定時喚醒工作模式，進入低功耗待機模式；若此時不處于掉零線防竊電計量模式，則退出定時喚醒工作模式，進入低功耗待機模式；進入低功耗待機模式后，重復(fù)執(zhí)行步驟2；

若電流有效值超過掉零線防竊電閾值，若此時處于掉零線防竊電計量模式，則執(zhí)行步驟6；否則，喚醒電能計量電路，進入掉零線防竊電計量模式，執(zhí)行步驟6；

步驟6，電能計量電路對所述電流有效值進行能量累加計算，獲得能量脈沖；所述單相電能計量芯片保持掉零線防竊電計量模式，即電能計量電路處于工作狀態(tài)，同時所述單相電能計量芯片進入低功耗待機模式，重復(fù)執(zhí)行步驟2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滿足掉零線防竊電應(yīng)用的單相電能計量芯片，其特征在于，所述步驟3中掉零線竊電判斷電路對數(shù)字信號進行預(yù)判斷，判斷電流回路是否有電流包括：

若所述數(shù)字信號在半個周波時間內(nèi)，有n個以上的連續(xù)采樣點的采樣值超過第一閾值V，則判定電流回路有電流流過，否則判定電流回路無電流流過，所述n的取值根據(jù)數(shù)字信號在一個周波時間內(nèi)的采樣點數(shù)量N和第一閾值V進行設(shè)置；

掉零線竊電判斷電路采用高頻時鐘做時鐘源。