专利名称：电能表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能实现高精度计量的电能表。
背景技术：
在日常生活中，每个家庭都要用到电能表，电能表是用于计算电能消耗的工具。按照原理分，电能表可分为感应式和电子式两大类。随着智能电网的不断发展，高速、双向、实时、集成的电网通信系统发展成熟，智能电能表的应用越来越广泛。电子式电能表是运用模数转换器把电压值和电流值转换为相应的数字值，然后用数字电路实现电能计量功能。在风靡全球的智能电网的推动下，如何提高智能电能表的计量精度已经成为电能计量行业内共同追求的目标。智能电能表是通过Σ -Δ模数转换器(Σ -AADC)对模拟电压和模拟电流进行采样并转换成它们的数字形式，以便后面的计量电路来计算电能、功率和有效值等数据。为了提高电能表的精度，一般是通过提高Σ -Δ模数转换器的精度的方法来实现。Σ -Δ模数转换器包括Σ -Δ调制器(Σ - ΔModulator)和滤波器两部分，Σ -Δ调制器能将基带内的量化噪声推向高频，并通过滤波器滤除高频噪声，实现高信噪比。请参阅
图1，其显示了现有技术中电能表的基本结构。如图1所示，电压值U经过电压通道调制器(例如为Σ -Δ调制器)变成数字信号后，经过低通滤波器LPFl和高通滤波器HPF后变成与电压值U相对应的数字值u，同样，电流值I经过调制器(例如为Σ - Δ调制器)变成数字信号后，经过低通滤波器LPFl和高通滤波器HPF后变成与电流值I相对应的数字值i ；将分别代表电压值U和电流值I的数字值u、i相乘后得到瞬时功率ρ ；瞬时功率P经过低通滤波器LPF2滤波后得到平均功率P，计量单元通过平均功率P便能得到电能值。图1中的低通滤波器LPFl的作用为消除电压通道调制器和电流通道调制器产生的高频噪声，高通滤波器HPF的作用为消除数字电压信号和数字电流信号中的偏移值(OFFSET)， 低通滤波器LPF2的作用为消除功率信号中的高频噪声。假设电压u和电流i的表达式分别为
权利要求
1.一种电能表，包括电压通道模数转换单元，包括电压通道调制器、低通滤波器以及高通滤波器； 电流通道模数转换单元，包括电流通道调制器、低通滤波器以及高通滤波器； 功率计算电路，包括用于将所述电压通道模数转换单元输出的电压值与所述电流通道模数转换单元输出的电流值相乘以获得瞬时功率的乘法器；用于对所述乘法器输出的瞬时功率进行滤波以得到平均功率的低通滤波器； 其特征在于，所述电压通道模数转换单元中还包括用于为所述电压通道调制器提供时钟脉冲的第一时钟产生单元；所述第一时钟产生单元产生的时钟脉冲包括第一采样时钟脉冲和第一斩波时钟脉冲，所述第一采样时钟脉冲包括两相不交叠的采样时钟脉冲，所述第二斩波时钟脉冲包括两相不交叠的斩波时钟脉冲；所述电流通道模数转换单元中还包括用于为所述电流通道调制器提供时钟脉冲的第二时钟产生单元；所述第二时钟产生单元产生的时钟脉冲包括第二采样时钟脉冲和第二斩波时钟脉冲，所述第二采样时钟脉冲包括两相不交叠的采样时钟脉冲，所述第二斩波时钟脉冲包括两相不交叠的斩波时钟脉冲；所述第二斩波时钟脉冲与所述第一斩波时钟脉冲不具相关性。
2.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于， 所述第一时钟产生单元包括第一两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出包含两相不交叠的第一采样时钟脉冲；第一伪随机序列发生器及第二两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第一斩波时钟脉冲； 所述第二时钟产生单元包括第三两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第二采样时钟脉冲；第二伪随机序列发生器及第四两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第二斩波时钟脉冲。
3.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于， 所述第一时钟产生单元包括第一两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出包含两相不交叠的第一采样时钟脉冲；伪随机序列发生器及第二两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第一斩波时钟脉冲；所述第二时钟产生单元包括第三两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第二采样时钟脉冲；分频器及第四两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第二斩波时钟脉冲。
4.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于，所述第一时钟产生单元包括第一两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出包含两相不交叠的第一采样时钟脉冲；分频器及第二两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第一斩波时钟脉冲；所述第二时钟产生单元包括第三两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第二采样时钟脉冲；伪随机序列发生器及第四两相不交叠时钟发生器，接收参考时钟脉冲并输出两相不交叠的第二斩波时钟脉冲。
5.根据权利要求2、3、或4所述的电能表，其特征在于，还包括用于产生参考时钟脉冲的参考时钟发生器。
6.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于，所述电压通道调制器和所述电流通道调制器为Σ -Δ调制器。
7.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于，所述电能表包括单相电能表或三相电能表。
全文摘要
本发明提供一种电能表，包括具有电压通道调制器、低通滤波器和高通滤波器的电压通道模数转换单元，具有电流通道调制器、低通滤波器和高通滤波器的电流通道模数转换单元，具有乘法器和低通滤波器的功率计算电路，用于为电压通道调制器提供两相不交叠的采样时钟脉冲和两相不交叠的斩波时钟脉冲的第一时钟产生单元，以及用于为电流通道调制器提供两相不交叠的采样时钟脉冲和两相不交叠的斩波时钟脉冲的第二时钟产生单元。相较于现有技术，本发明的电能表，由于提供给电压通道调制器和电流通道调制器的两个斩波时钟脉冲基本不相关，电压通道调制器和电流通道调制器内的闲噪声的相关性就降低，从而能提高电能表的计量精度。
文档编号G01R22/10GK102565528SQ201210065529
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者佘龙, 朱传森, 萧经华 申请人:钜泉光电科技(上海)股份有限公司