具有主备计量和存储的三相电子式电能表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了具有主备计量和存储的三相电子式电能表，包括MCU中央处理器、主通讯电路、AD主计量电路、电压型电流互感器隔离电路、电压取样电路、电流取样电路、主存储电路和主通讯电路的光耦隔离电路，其特征在于：还设有备通讯电路、AD备计量电路、备存储电路和备通讯电路的光耦隔离电路，电压型电流互感器隔离电路分别与AD主计量电路和AD备计量电路连接，电流取样电路分别与AD主计量电路和AD备计量电路连接，AD主计量电路和AD备计量电路分别与MCU连接；主通讯电路的光耦隔离电路和备通讯电路的光耦隔离电路分别与MCU连接；MCU分别与主、备存储电路连接。本实用新型使用方便、安全可靠。
【专利说明】
具有主备计量和存储的三相电子式电能表
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种三相电子式电能表的改进，属于工业仪表技术领域，具体的说是一种具有主备计量和存储的三相电子式电能表，它是基于Cortex-M3内核单片机研发的一款三相电子式电能表，能够在其中一套计量或者存储单元损坏后自动切换到另一套计量、存储单元继续计量存储电能，可广泛适用于油田、工厂、学校等场所。
【背景技术】
[0002]由于三相电子式电能表采用模数化设计，具有体积小、易安装、易组网等优点，广泛应用于各种场合。传统的三相电子式电能表由壳体、MCU电路、时钟电路、液晶显示电路、机械表头电路、电源电路、隔离电源电路、主通讯电路、光耦隔离电路、继电器输出电路、脉冲输出电路、主存储电路、AD主计量电路、电压取样电路、电压型电流互感器隔离电路以及电流取样电路组成。其工作原理为:电源电路以及隔离电源电路是三相电子式电能表的重要组成部分，供电电源通过电源电路变压输出各个电路正常工作所需要的额定电压，这些额定电压通过隔离电源电路进行隔离保护，实现各个电路的供电电源正常稳定，并且当供电电源出现异常时，仍可以保护隔离电源之后的电路不被损坏;MCU电路是三相电子式电能表的数据处理中心，是整个电能表最核心的部分，它用来处理各个电路输入进来的信号，然后根据各个信号的不同，输出不同的信号来让电表正常运转起来，MCU根据时钟电路输入的时钟信号进行相应的时钟处理，及时更新时钟信息，MCU根据主通讯电路输入的信息进行判断、处理，并根据输入指令的内容输出相应的指令给电表的各个电路，使其实现相应的功能，MCU根据AD主计量单元电路输入的信号，进行相应的信号处理(如电压、电流的大小以及电能的累加等等)并把需要存储的电能信息等存储到主存储电路中，同时把实时的电信号参数传递给液晶显示屏电路以及机械表头电路，让其进行相应的显示，如果需要脉冲输出或者继电器输出，MCU会相应的输出给脉冲输出电路以及继电器输出电路信号，让他们进行相应的输出；光耦隔离电路是三相电子式电能表隔离保护的部分，是用来保护电表内部电路，外部信号进入电表后先经过隔离电路处理然后再进入电表内部进行相应的信号处理；时钟电路是三相电子式电能表时间处理的部分，电表的付费率以及日冻结等参数的计算时需要时钟的参与，MCU会向时钟电路输入采集命令，时钟电路会根据采集命令，将相应的时钟信号输出到MCU中；液晶显示屏电路以及机械表头电路是三相电子式电能表重要的人机交互部分，MCU会根据各个电路实时的信息进行相应的处理，然后将需要显示的电参数以及电能等信息实时的输出到液晶显示屏电路进行显示，输出到机械表头电路中进行相应的电能显示；AD主计量电路是三相电子式电能表输入电信号的转换以及一些简单处理的部分，取样处理后的电压以及电流模拟信号进入AD主计量电路，AD主计量电路进行相应的模数转换以及进行一些功率电能的计算，然后将处理后的信号输出到MCU电路中；主存储电路是三相电子式电能表的数据存储中心，MCU电路会将需要存储的数据存储到提前分配的相应的存储位置上，主存储电路能实现没有新数据写入到这些位置上时保证这些数据永久存储，电能表断电时没有存储的数据会丢失，而存储的数据不会丢失，当重新上电后MCU又可以从主存储电路中将这些存储的数据取出，继续进行工作；电压取样电路、电压型电流互感器隔离电路以及电流取样电路是三相电子式电能表进行电信号初步处理的部分，输入的电压信号通过电压取样电路转换成AD主计量电路所需要的电压信号，然后通过电压型电流互感器隔离电路进行隔离保护，防止电压信号突变对AD主计量电路进行的损坏，电压型电流互感器隔离电路将隔离后的电压信号输入到AD主计量电路中，电流信号一般是通过互感器处理之后进入电能表，通过电流取样电路转换成AD主计量电路需要的电流信号输入到AD主计量电路中；脉冲输出电路是为实现三相电子式电能表检表而设计的电路，电能表的计量以及时钟等是否准确是由电能表检表台检测得出，而脉冲输出电路的作用就是为了输出相应电能脉冲以及时钟脉冲，MCU会根据需要输出的脉冲信号输出相应的信号给脉冲输出电路，然后脉冲输出电路输出脉冲;继电器输出电路是三相电子式电能表对外输出的接口，用来控制电能表外的声光报警模块等等;壳体是三相电子式电能表基本组成部分，用来保护电表在运输、使用中不被外力破坏，同时防止电能表的使用者触电。
[0003]在现场应用中由于输入信号没有实验室中那么纯净，现场信号中夹杂着各种干扰，特别在一些高压的应用环境中，这种情况会特别严重，可能会导致电能表AD主计量电路、主存储电路或者主通讯电路损坏，传统的电能表在AD主计量电路、主存储电路其中一个电路损坏后，基本上也就失去了其工作的意义，主通讯电路损坏后，电能表不能与上位机进行实时的通讯，无法实时的反馈现场的各种参数特别是报警参数，由于应用的场景是高压计量场所，电能的消耗量是巨大的，如果发现及时，损失可能会小一点，但是如果没有及时发现，那时电能的损失对电力统计部门来说就是不可想象的，如果发生报警，没有及时处理还会带来更加危险的后果。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种在AD主计量电路、主存储电路以及主通讯电路损坏后无缝的切换到AD备计量电路、备存储电路以及备通讯电路继续进行计量存储通讯的，结构简单、使用方便、安全可靠的具有主备计量和存储的三相电子式电能表。
[0005]为达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是:该具有主备计量和存储的三相电子式电能表，包括M⑶中央处理器、主通讯电路、AD主计量电路、电压型电流互感器隔离电路、电压取样电路、电流取样电路、主存储电路和主通讯电路的光耦隔离电路，其特征在于:还设有备通讯电路、AD备计量电路、备存储电路和备通讯电路的光耦隔离电路，电压取样电路与电压型电流互感器隔离电路连接，电压型电流互感器隔离电路分别与AD主计量电路和AD备计量电路连接，电流取样电路分别与AD主计量电路和AD备计量电路连接，AD主计量电路和AD备计量电路分别与MCU中央处理器连接，三相电压信号依次经过电压取样电路和电压型电流互感器隔离电路的处理后，进入AD主计量电路和AD备计量电路，进行电压信号的处理，三相电流信号经过电流取样电路的处理后，同样进入AD主计量电路和AD备计量电路，进行电流信号处理，经过AD主计量电路和AD备计量电路处理的电压信号与电流信号通过总线输出到MCU中央处理器进行处理;主通讯电路与主通讯电路的光耦隔离电路连接，备通讯电路与备通讯电路的光耦隔离电路连接，主通讯电路的光耦隔离电路和备通讯电路的光耦隔离电路分别与MCU中央处理器连接，用户通过主通讯电路以及主通讯电路的光耦隔离电路或者备通讯电路以及备通讯电路的光耦隔离电路与MCU中央处理器进行交互;MCU中央处理器分别与主存储电路和备存储电路连接，MCU中央处理器根据需求将数据实时的存储到主存储电路以及备存储电路，同时MCU中央处理器也根据需求实时从主存储电路或者备存储电路读取数据。
[0006]所述的AD主计量电路和AD备计量电路相同，都包括电阻、电容和第9号芯片，所述第9号芯片的第4号引脚通过第45号电阻连接A相电流取样信号正端，第5号引脚通过第48号电阻连接A相电流取样信号负端，第4号引脚和第5号引脚之间串联有第46号电容和第47号电容，第46号电容和第47号电容的连接端接电源负端;所述第9号芯片的第7号引脚通过第49号电阻连接B相电流取样信号正端，第8号引脚通过第56号电阻连接B相电流取样信号负端，第7号引脚和第8号引脚之间串联有第52号电容和第54号电容，第52号电容和第54号电容的连接端接电源负端;所述第9号芯片的第10号引脚通过第58号电阻连接C相电流取样信号正端，第11号引脚通过第67号电阻连接C相电流取样信号负端，第10号引脚和第11号引脚之间串联有第56号电容和第57号电容，第56号电容和第57号电容的连接端接电源负端;所述第9号芯片的第12号引脚通过第71号电阻连接A相电压取样信号正端，第13号引脚通过第75号电阻连接A相电压取样信号负端，第12号引脚和第13号引脚之间串联有第62号电容和第63号电容，第62号电容和第63号电容的连接端接电源负端;所述第9号芯片的第14号引脚通过第76号电阻连接B相电压取样信号正端，第15号引脚通过第80号电阻连接B相电压取样信号负端，第14号引脚和第15号引脚之间串联有第67号电容和第70号电容，第67号电容和第70号电容的连接端接电源负端;所述第9号芯片的第16号引脚通过第81号电阻连接C相电压取样信号正端，第17号引脚通过第84号电阻连接C相电压取样信号负端，第16号引脚和第17号引脚之间串联有第72号电容和第73号电容，第72号电容和第73号电容的连接端接电源负端;所述第9号芯片的第3号引脚分别通过第53号电容和第51号电容连接电源负端;所述第9号芯片的第29号引脚、第39号引脚、第42号引脚、第43号引脚、第44号引脚相连接，第29号引脚分别通过第57号电阻、第64号电阻和第66号电阻连接电源负端，第39号引脚分别通过第48号电容和第50号电容连接第38号引脚，第44号引脚通过第43号电容连接第36号引脚，第44号引脚通过第45号电容连接第37号引脚，第36号引脚分别通过第44号电阻和第3号晶振连接第37号引脚，第28号引脚、第40号引脚和第41号引脚相连接，第9号引脚分别通过第5号二极管、第58号电容和第61号电容连接电源负端，第9号引脚通过第70号电阻连接第28号引脚，第40号引脚分别通过第60号电容和第59号电容连接第43号引脚;所述第9号芯片的第35号引脚通过第89号电阻连接电源正端，第35号引脚通过第78号电容连接电源负端，第34号引脚通过第91号电阻连接电源正端，第34号引脚通过第80号电容连接电源负端，第33号引脚通过第90号电阻连接电源正端，第33号引脚通过第79号电容连接电源负端，第32号引脚通过第92号电阻连接电源正端，第32号引脚通过第81号电容连接电源负端，第27号引脚通过第88号电阻连接电源正端，第27号引脚通过第77号电容连接电源负端。
[0007]在AD主计量电路中，AD主计量电路的第9号芯片的第35号引脚连接MCU中央处理器的第85号引脚;第9号芯片的第34号引脚连接MCU中央处理器的第86号引脚;第9号芯片的第33号引脚连接M⑶中央处理器的第87号引脚;第9号芯片的第32号引脚连接M⑶中央处理器的第88号引脚;第9号芯片的第27号引脚连接MCU中央处理器的第89号引脚;第9号芯片的第
26号引脚连接M⑶中央处理器的第77号引脚;第9号芯片的第25号引脚连接M⑶中央处理器的第76号引脚。
[0008]在AD备计量电路中，AD备计量电路的第9号芯片的第35号引脚连接M⑶中央处理器的第90号引脚;第9号芯片的第34号引脚连接MCU中央处理器的第91号引脚;第9号芯片的第33号引脚连接MCU中央处理器的第92号引脚;第9号芯片的第32号引脚连接MCU中央处理器的第93号引脚;第9号芯片的第27号引脚连接MCU中央处理器的第94号引脚;第9号芯片的第26号引脚连接MCU中央处理器的第9号引脚;第9号芯片的第25号引脚连接MCU中央处理器的第8号引脚。
[0009]所述主存储电路和备存储电路相同，都包括电阻、电容和第6号芯片，所述第6号芯片的第I号引脚、第2号引脚、第3号引脚和第4号引脚连接电源负端，第8号引脚连接电源正端，第8号引脚通过第49号电容连接电源负端，第8号引脚通过第51号电阻连接第7号引脚，第8号引脚通过第52号电阻连接第6号引脚，第8号引脚通过第53号电阻连接第5号引脚。
[0010]在主存储电路中，所述第6号芯片的第7号引脚连接MCU中央处理器的第45号引脚，第6号引脚连接MCU中央处理器的第47号引脚，第5号引脚连接MCU中央处理器的第46号引脚。
[0011]在备存储电路中，所述第6号芯片的第7号引脚连接MCU中央处理器的第26脚，第6号引脚连接MCU中央处理器的第24脚，第5号引脚连接MCU中央处理器的第25脚。
[0012]所述主通讯电路和备通讯电路相同，包括电阻、电容和第17号芯片，所述第17号芯片的第2号引脚和第3号引脚相连接，第8号引脚通过第96号电容连接第5号引脚，第8号引脚接5V电源正端，第6号引脚通过第165号电阻接5V电源正端，第6号引脚通过第47号二极管连接第5号引脚，第7号引脚分别通过第50号二极管和第169号电阻连接第5号引脚，第7号引脚分别通过第168号电阻和第48号二极管连接第6号引脚，第6号引脚通过第166号电阻连接A线，第7号引脚通过第170号电阻连接B线，A线通过第49号磁珠连接B线。
[0013]主通讯电路中的第17号芯片的第I号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路中的第27号芯片的第3号引脚，主通讯电路中的第17号芯片的第4号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路中的第28号芯片的第6号引脚，主通讯电路中的第17号芯片的第2号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路中的第26号芯片的第3号引脚，主通讯电路中的第17号芯片的第5号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路中的第28号芯片的第5号引脚。
[0014]备通讯电路中的第17号芯片的第I号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路中的第
27号芯片的第3号引脚，备通讯电路中的第17号芯片的第4号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路中的第28号芯片的第6号引脚，备通讯电路中的第17号芯片的第2号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路中的第26号芯片的第3号引脚，备通讯电路中的第17号芯片的第5号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路中的第28号芯片的第5号引脚。
[0015]所述主通讯电路的光耦隔离电路和备通讯电路的光耦隔离电路相同，包括电阻、电容和第26号芯片、第27号芯片、第28号芯片，所述第26号芯片的第3号引脚通过第163号电阻与第28号芯片的第5号引脚连接，第26号芯片的第4号引脚与5V电源正端相连接，第26号芯片的I号引脚通过第162号电阻连接电源正端;所述第27号芯片的第2号引脚通过第164号电阻与5V电源正端相连接，第27号芯片的第8号引脚接电源正端，第27号芯片的第8号引脚通过第95号电容接电源负端，第27号芯片的第8号引脚通过第167号电阻连接第27号芯片的第6号引脚，第27号芯片的第5号引脚连接电源负端;第28号芯片的第2号引脚通过第171号电阻连接电源正端，第28号芯片的第8号引脚接5V电源正端，第28号芯片的第8号引脚通过第172号电阻连接第28号芯片的第6号引脚，第28号芯片的第8号引脚通过第97号电容连接第28号芯片的第5号引脚。
[0016]主通讯电路的光耦隔离电路中的第26号芯片的第2号引脚连接MCU中央处理器的第95号引脚，主通讯电路的光耦隔离电路中的第27号芯片的第6号引脚连接MCU中央处理器的第99号引脚，主通讯电路的光耦隔离电路中的第28号芯片的第3号引脚连接MCU中央处理器的第98号引脚。
[0017]备通讯电路的光耦隔离电路中的第26号芯片的第2号引脚连接MCU中央处理器的第73号引脚，备通讯电路的光耦隔离电路中的第27号芯片的第6号引脚连接MCU中央处理器的第74号引脚，备通讯电路的光耦隔离电路中的第28号芯片的第3号引脚连接MCU中央处理器的第75号引脚。
[0018]本实用新型的有益效果在于:与目前市场上的三相电子式电能表相比较，由于采用了主备AD计量、存储、通讯电路，实现了在AD主计量电路、主存储电路以及主通讯电路损坏后，能无缝的切换到AD备计量电路、备存储电路以及备通讯电路继续进行计量存储通讯，同时利用通讯上传报警数据，提醒计量统计单位及时维修、更换电能表，结构简单、使用方便、安全可靠。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020]图2为本实用新型的M⑶中央处理器的电路原理图。
[0021]图3为本实用新型的AD主计量电路或AD备计量电路的电路图。
[0022 ]图4为本实用新型的主存储电路或备存储电路的电路图。
[0023]图5为本实用新型的主通讯电路或备通讯电路的电路图。
[0024]图6为本实用新型的光耦隔离电路的电路图。
[0025]图中:1、M⑶中央处理器;2、主通讯电路;3、备通讯电路;4、AD主计量电路;5、AD备计量电路;6、电压型电流互感器隔离电路;7、电压取样电路;8、电流取样电路;9、主存储电路;10、备存储电路;11、主通讯电路的光耦隔离电路;12、备通讯电路的光耦隔离电路。
【具体实施方式】
[0026]参照图1、图2、图3、图4、图5、图6制作本实用新型。该具有主备计量和存储的三相电子式电能表，包括M⑶中央处理器1、主通讯电路2、AD主计量电路4、电压型电流互感器隔离电路6、电压取样电路7、电流取样电路8、主存储电路9和主通讯电路的光耦隔离电路11，其特征在于:还设有备通讯电路3、AD备计量电路5、备存储电路10和备通讯电路的光耦隔离电路12，电压取样电路7与电压型电流互感器隔离电路6连接，电压型电流互感器隔离电路6分别与AD主计量电路4和AD备计量电路5连接，电流取样电路8分别与AD主计量电路4和AD备计量电路5连接，AD主计量电路4和AD备计量电路5分别与MCU中央处理器I连接，三相电压信号依次经过电压取样电路7和电压型电流互感器隔离电路6的处理后，进入AD主计量电路4和AD备计量电路5，进行电压信号的处理，三相电流信号经过电流取样电路8的处理后，同样进入AD主计量电路4和AD备计量电路5，进行电流信号处理，经过AD主计量电路4和AD备计量电路5处理的电压信号与电流信号通过总线输出到M⑶中央处理器I进行处理;主通讯电路2与主通讯电路的光耦隔离电路11连接，备通讯电路3与备通讯电路的光耦隔离电路12连接，主通讯电路的光耦隔离电路11和备通讯电路的光耦隔离电路12分别与M⑶中央处理器I连接，用户通过主通讯电路2以及主通讯电路的光耦隔离电路11或者备通讯电路3以及备通讯电路的光耦隔离电路12与M⑶中央处理器I进行交互;M⑶中央处理器I分别与主存储电路9和备存储电路10连接，MCU中央处理器I根据需求将数据实时的存储到主存储电路9以及备存储电路10，同时MCU中央处理器I也根据需求实时从主存储电路9或者备存储电路10读取数据。
[0027]所述的MCU中央处理器I采用LPC1763FBD100 ；第9号芯片U9为AD-RN8302;第17号芯片U17为JK-ADM487E;第26号芯片G26为P817;第27号芯片G27为6N136;第28号芯片G28为6N136;第6 号芯片U6 为 FM24CL64。
[0028]所述的AD主计量电路4和AD备计量电路5相同，都包括电阻、电容和第9号芯片U9，如图3，所述第9号芯片U9的第4号引脚通过第45号电阻R45连接A相电流取样信号正端Ia+，第5号引脚通过第48号电阻R48连接A相电流取样信号负端Ia-，第4号引脚和第5号引脚之间串联有第46号电容C46和第47号电容C47，第46号电容C46和第47号电容C47的连接端接电源负端;所述第9号芯片U9的第7号引脚通过第49号电阻R49连接B相电流取样信号正端Ib+，第8号引脚通过第56号电阻R56连接B相电流取样信号负端Ib-，第7号引脚和第8号引脚之间串联有第52号电容C52和第54号电容C54，第52号电容C52和第54号电容C54的连接端接电源负端;所述第9号芯片U9的第10号引脚通过第58号电阻R58连接C相电流取样信号正端Ic+，第11号引脚通过第67号电阻R67连接C相电流取样信号负端Ic-，第10号引脚和第11号引脚之间串联有第56号电容C56和第57号电容C57，第56号电容C56和第57号电容C57的连接端接电源负端;所述第9号芯片U9的第12号引脚通过第71号电阻R71连接A相电压取样信号正端Ua+，第13号引脚通过第75号电阻R75连接A相电压取样信号负端Ua-，第12号引脚和第13号引脚之间串联有第62号电容C62和第63号电容C63，第62号电容C62和第63号电容C63的连接端接电源负端;所述第9号芯片U9的第14号引脚通过第76号电阻R76连接B相电压取样信号正端Ub+，第15号引脚通过第80号电阻R80连接B相电压取样信号负端Ub-，第14号引脚和第15号引脚之间串联有第67号电容C67和第70号电容C70，第67号电容C67和第70号电容C70的连接端接电源负端;所述第9号芯片U9的第16号引脚通过第81号电阻R81连接C相电压取样信号正端Uc+，第17号引脚通过第84号电阻R84连接C相电压取样信号负端Uc-，第16号引脚和第17号引脚之间串联有第72号电容C72和第73号电容C73，第72号电容C72和第73号电容C73的连接端接电源负端;所述第9号芯片U9的第3号引脚分别通过第53号电容C53和第51号电容C51连接电源负端;所述第9号芯片U9的第29号引脚、第39号引脚、第42号引脚、第43号引脚、第44号引脚相连接，第29号引脚分别通过第57号电阻R57、第64号电阻R64和第66号电阻R66连接电源负端，第39号引脚分别通过第48号电容C48和第50号电容C50连接第38号引脚，第44号引脚通过第43号电容C43连接第36号引脚，第44号引脚通过第45号电容C45连接第37号引脚，第36号引脚分别通过第44号电阻R44和第3号晶振CRY3连接第37号引脚，第28号引脚、第40号引脚和第41号引脚相连接，第9号引脚分别通过第5号二极管D5、第58号电容C58和第61号电容C61连接电源负端，第9号引脚通过第70号电阻R70连接第28号引脚，第40号引脚分别通过第60号电容C60和第59号电容C59连接第43号引脚;所述第9号芯片U9的第35号引脚通过第89号电阻R89连接电源正端，第35号引脚通过第78号电容C78连接电源负端，第34号引脚通过第91号电阻R91连接电源正端，第34号引脚通过第80号电容C80连接电源负端，第33号引脚通过第90号电阻R90连接电源正端，第33号引脚通过第79号电容C79连接电源负端，第32号引脚通过第92号电阻R92连接电源正端，第32号引脚通过第81号电容C81连接电源负端，第27号引脚通过第88号电阻R88连接电源正端，第27号引脚通过第77号电容C77连接电源负端。
[0029]在AD主计量电路4中，AD主计量电路4的第9号芯片U9的第35号引脚连接MCU中央处理器I的第85号引脚;第9号芯片U9的第34号引脚连接MCU中央处理器I的第86号引脚;第9号芯片U9的第33号引脚连接M⑶中央处理器I的第87号引脚;第9号芯片U9的第32号引脚连接M⑶中央处理器I的第88号引脚;第9号芯片U9的第27号引脚连接M⑶中央处理器I的第89号引脚;第9号芯片U9的第26号引脚连接M⑶中央处理器I的第77号引脚;第9号芯片U9的第25号引脚连接MCU中央处理器I的第76号引脚。
[0030]在AD备计量电路5中，AD备计量电路5的第9号芯片U9的第35号引脚连接M⑶中央处理器I的第90号引脚;第9号芯片U9的第34号引脚连接MCU中央处理器I的第91号引脚;第9号芯片U9的第33号引脚连接M⑶中央处理器I的第92号引脚;第9号芯片U9的第32号引脚连接M⑶中央处理器I的第93号引脚;第9号芯片U9的第27号引脚连接M⑶中央处理器I的第94号引脚;第9号芯片U9的第26号引脚连接MCU中央处理器I的第9号引脚;第9号芯片U9的第25号引脚连接MCU中央处理器I的第8号引脚。
[0031]所述主存储电路9和备存储电路10相同，都包括电阻、电容和第6号芯片U6，如图4，所述第6号芯片U6的第I号引脚、第2号引脚、第3号引脚和第4号引脚连接电源负端，第8号引脚连接电源正端，第8号引脚通过第49号电容C49连接电源负端，第8号引脚通过第51号电阻R51连接第7号引脚，第8号引脚通过第52号电阻R52连接第6号引脚，第8号引脚通过第53号电阻R53连接第5号引脚。
[0032]在主存储电路9中，所述第6号芯片U6的第7号引脚连接M⑶中央处理器I的第45号引脚，第6号引脚连接MCU中央处理器I的第47号引脚，第5号引脚连接MCU中央处理器I的第46号引脚。
[0033]在备存储电路10中，所述第6号芯片U6的第7号引脚连接MCU中央处理器I的第26脚，第6号引脚连接MCU中央处理器I的第24脚，第5号引脚连接MCU中央处理器I的第25脚。
[0034]所述主通讯电路2和备通讯电路3相同，包括电阻、电容和第17号芯片U17，如图5，所述第17号芯片U17的第2号引脚和第3号引脚相连接，第8号引脚通过第96号电容C96连接第5号引脚，第8号引脚接5V电源正端，第6号引脚通过第165号电阻R165接5V电源正端，第6号引脚通过第47号二极管D47连接第5号引脚，第7号引脚分别通过第50号二极管D50和第169号电阻R169连接第5号引脚，第7号引脚分别通过第168号电阻R168和第48号二极管D48连接第6号引脚，第6号引脚通过第166号电阻R166连接A线，第7号引脚通过第170号电阻R170连接B线，A线通过第49号磁珠D49连接B线。
[0035]主通讯电路2中的第17号芯片U17的第I号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路11中的第27号芯片G27的第3号引脚，主通讯电路2中的第17号芯片U17的第4号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路11中的第28号芯片G28的第6号引脚，主通讯电路2中的第17号芯片U17的第2号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路11中的第26号芯片G26的第3号引脚，主通讯电路2中的第17号芯片U17的第5号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路11中的第28号芯片G28的第5号引脚。
[0036]备通讯电路3中的第17号芯片U17的第I号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路12中的第27号芯片G27的第3号引脚，备通讯电路3中的第17号芯片U17的第4号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路12中的第28号芯片G28的第6号引脚，备通讯电路3中的第17号芯片U17的第2号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路12中的第26号芯片G26的第3号引脚，备通讯电路3中的第17号芯片U17的第5号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路12中的第28号芯片G28的第5号引脚。
[0037]所述主通讯电路的光耦隔离电路11和备通讯电路的光耦隔离电路12相同，包括电阻、电容和第26号芯片G26、第27号芯片G27、第28号芯片G28，如图6，所述第26号芯片G26的第3号引脚通过第163号电阻R163与第28号芯片G28的第5号引脚连接，第26号芯片G26的第4号引脚与5V电源正端相连接，第26号芯片G26的I号引脚通过第162号电阻R162连接电源正端;所述第27号芯片G27的第2号引脚通过第164号电阻R164与5V电源正端相连接，第27号芯片G27的第8号引脚接电源正端，第27号芯片G27的第8号引脚通过第95号电容C95接电源负端，第27号芯片G27的第8号引脚通过第167号电阻R167连接第27号芯片G27的第6号引脚，第27号芯片G27的第5号引脚连接电源负端；第28号芯片G28的第2号引脚通过第171号电阻R171连接电源正端，第28号芯片G28的第8号引脚接5V电源正端，第28号芯片G28的第8号引脚通过第172号电阻R172连接第28号芯片G28的第6号引脚，第28号芯片G28的第8号引脚通过第97号电容C97连接第28号芯片G28的第5号引脚。
[0038]主通讯电路的光耦隔离电路11中的第26号芯片G26的第2号引脚连接M⑶中央处理器I的第95号引脚，主通讯电路的光耦隔离电路11中的第27号芯片G27的第6号引脚连接M⑶中央处理器I的第99号引脚，主通讯电路的光耦隔离电路11中的第28号芯片G28的第3号引脚连接MCU中央处理器I的第98号引脚。
[0039]备通讯电路的光耦隔离电路12中的第26号芯片G26的第2号引脚连接M⑶中央处理器I的第73号引脚，备通讯电路的光耦隔离电路12中的第27号芯片G27的第6号引脚连接M⑶中央处理器I的第74号引脚，备通讯电路的光耦隔离电路12中的第28号芯片G28的第3号引脚连接MCU中央处理器I的第75号引脚。
[0040]传统三相电子式电能表无法在主通讯、AD主计量、主存储任意一个电路损坏的情况下仍能进行工作，本实用新型实现了在其中一个电路损坏的情况下仍然可以正常工作，并且给用户发送报警信息，提醒用户及时进行维修或者更换，设计中采用了主备电路，两套AD计量单元、两套存储电路、两套通讯电路，MCU中央处理器会对各个部分进行实时的检测，当发现其中任何一部分出现问题时，会无缝切换到另一套系统中继续进行工作，由于存储电路以及AD计量电路直接与MCU相连，当其中一个损坏时，MCU在芯片内部自动切换，当通讯接口损坏时，MCU中央处理器通过控制继电器进行通讯电路的切换，此处的继电器控制同样是通过光耦隔离进行控制。
【主权项】
1.具有主备计量和存储的三相电子式电能表，包括MCU中央处理器(I)、主通讯电路(2)、AD主计量电路(4)、电压型电流互感器隔离电路(6)、电压取样电路(7)、电流取样电路(8)、主存储电路(9)和主通讯电路的光耦隔离电路(11)，其特征在于:还设有备通讯电路(3)、AD备计量电路(5)、备存储电路(10)和备通讯电路的光耦隔离电路(12)，电压取样电路(7)与电压型电流互感器隔离电路(6)连接，电压型电流互感器隔离电路(6)分别与AD主计量电路(4 )和AD备计量电路(5 )连接，电流取样电路(8 )分别与AD主计量电路(4 )和AD备计量电路(5)连接，AD主计量电路(4)和AD备计量电路(5)分别与MCU中央处理器(I)连接;主通讯电路(2)与主通讯电路的光耦隔离电路(11)连接，备通讯电路(3)与备通讯电路的光耦隔离电路(12)连接，主通讯电路的光耦隔离电路(11)和备通讯电路的光耦隔离电路(12)分别与MCU中央处理器(I)连接;MCU中央处理器(I)分别与主存储电路(9)和备存储电路(10)连接。2.根据权利要求1所述的具有主备计量和存储的三相电子式电能表，其特征在于:所述的AD主计量电路(4)和AD备计量电路(5)相同，都包括电阻、电容和第9号芯片(U9)，第9号芯片(U9)为AD-RN8302，所述第9号芯片(U9)的第4号引脚通过第45号电阻(R45)连接A相电流取样信号正端(Ia+)，第5号引脚通过第48号电阻(R48)连接A相电流取样信号负端(Ia-)，第4号引脚和第5号引脚之间串联有第46号电容(C46)和第47号电容(C47)，第46号电容(C46)和第47号电容(C47)的连接端接电源负端;所述第9号芯片(U9)的第7号引脚通过第49号电阻(R49)连接B相电流取样信号正端(Ib+)，第8号引脚通过第56号电阻(R56)连接B相电流取样信号负端(Ib-)，第7号引脚和第8号引脚之间串联有第52号电容(C52)和第54号电容(C54)，第52号电容(C52)和第54号电容(C54)的连接端接电源负端;所述第9号芯片(U9)的第10号引脚通过第58号电阻(R58)连接C相电流取样信号正端(Ic+)，第11号引脚通过第67号电阻(R67)连接C相电流取样信号负端(Ic-)，第10号引脚和第11号引脚之间串联有第56号电容(C56)和第57号电容(C57)，第56号电容(C56)和第57号电容(C57)的连接端接电源负端;所述第9号芯片(U9)的第12号引脚通过第71号电阻(R71)连接A相电压取样信号正端(Ua+)，第13号引脚通过第75号电阻(R75)连接A相电压取样信号负端(Ua-)，第12号引脚和第13号引脚之间串联有第62号电容(C62)和第63号电容(C63)，第62号电容(C62)和第63号电容(C63)的连接端接电源负端;所述第9号芯片(U9)的第14号引脚通过第76号电阻(R76)连接B相电压取样信号正端(Ub+)，第15号引脚通过第80号电阻(R80)连接B相电压取样信号负端(Ub-)，第14号引脚和第15号引脚之间串联有第67号电容(C67)和第70号电容(C70)，第67号电容(C67)和第70号电容(C70)的连接端接电源负端;所述第9号芯片(U9)的第16号引脚通过第81号电阻(R81)连接C相电压取样信号正端(Uc+)，第17号引脚通过第84号电阻(R84)连接C相电压取样信号负端(Uc-)，第16号引脚和第17号引脚之间串联有第72号电容(C72)和第73号电容(C73)，第72号电容(C72)和第73号电容(C73)的连接端接电源负端;所述第9号芯片(U9)的第3号引脚分别通过第53号电容(C53)和第51号电容(C51)连接电源负端;所述第9号芯片(U9)的第29号引脚、第39号引脚、第42号引脚、第43号引脚和第44号引脚相连接，第29号引脚分别通过第57号电阻(R57)、第64号电阻(R64)和第66号电阻(R66)连接电源负端，第39号引脚分别通过第48号电容(C48)和第50号电容(C50)连接第38号引脚，第44号引脚通过第43号电容(C43)连接第36号引脚，第44号引脚通过第45号电容(C45)连接第37号引脚，第36号引脚分别通过第44号电阻(R44)和第3号晶振(CRY3)连接第37号引脚，第28号引脚、第40号引脚和第41号引脚相连接，第9号引脚分别通过第5号二极管(D5)、第58号电容(C58)和第61号电容(C61)连接电源负端，第9号引脚通过第70号电阻(R70)连接第28号引脚，第40号引脚分别通过第60号电容(C60)和第59号电容(C59)连接第43号引脚;所述第9号芯片(U9)的第35号引脚通过第89号电阻R89连接电源正端，第35号引脚通过第78号电容(C78)连接电源负端，第34号引脚通过第91号电阻(R91)连接电源正端，第34号引脚通过第80号电容(C80)连接电源负端，第33号引脚通过第90号电阻(R90)连接电源正端，第33号引脚通过第79号电容(C79)连接电源负端，第32号引脚通过第92号电阻(R92)连接电源正端，第32号引脚通过第81号电容(C81)连接电源负端，第27号引脚通过第88号电阻(R88)连接电源正端，第27号引脚通过第77号电容(C77)连接电源负端； 在AD主计量电路(4)中，AD主计量电路(4)的第9号芯片(U9)的第35号引脚连接M⑶中央处理器(I)的第85号引脚;第9号芯片(U9)的第34号引脚连接MCU中央处理器(I)的第86号引脚;第9号芯片(U9)的第33号引脚连接MCU中央处理器(I)的第87号引脚;第9号芯片(U9)的第32号引脚连接MCU中央处理器(I)的第88号引脚;第9号芯片(U9)的第27号引脚连接MCU中央处理器(I)的第89号引脚;第9号芯片(U9)的第26号引脚连接MCU中央处理器(I)的第77号引脚;第9号芯片(U9)的第25号引脚连接MCU中央处理器(I)的第76号引脚； 在AD备计量电路(5)中，AD备计量电路(5)的第9号芯片(U9)的第35号引脚连接MCU中央处理器(I)的第90号引脚;第9号芯片(U9)的第34号引脚连接MCU中央处理器(I)的第91号引脚;第9号芯片(U9)的第33号引脚连接MCU中央处理器(I)的第92号引脚;第9号芯片(U9)的第32号引脚连接MCU中央处理器(I)的第93号引脚;第9号芯片(U9)的第27号引脚连接MOT中央处理器(I)的第94号引脚;第9号芯片(U9)的第26号引脚连接mj中央处理器(I)的第9号引脚;第9号芯片(U9)的第25号引脚连接MCU中央处理器(I)的第8号引脚。3.根据权利要求1所述的具有主备计量和存储的三相电子式电能表，其特征在于:所述主存储电路(9)和备存储电路(10)相同，都包括电阻、电容和第6号芯片(U6)，第6号芯片(U6)为FM24CL64，所述第6号芯片(U6)的第I号引脚、第2号引脚、第3号引脚和第4号引脚连接电源负端，第8号引脚连接电源正端，第8号引脚通过第49号电容(C49)连接电源负端，第8号引脚通过第51号电阻(R51)连接第7号引脚，第8号引脚通过第52号电阻(R52)连接第6号引脚，第8号引脚通过第53号电阻(R53)连接第5号引脚； 在主存储电路(9)中，主存储电路(9)的第6号芯片(U6)的第7号引脚连接MCU中央处理器(I)的第45号引脚，第6号芯片(U6)的第6号引脚连接MCU中央处理器(I)的第47号引脚，第6号芯片(U6)的第5号引脚连接MCU中央处理器(I)的第46号引脚； 在备存储电路(10)中，备存储电路(10)的第6号芯片(U6)的第7号引脚连接MCU中央处理器(I)的第26脚，第6号芯片(U6)的第6号引脚连接M⑶中央处理器(I)的第24脚，第6号芯片(U6)的第5号引脚连接MCU中央处理器(I)的第25脚。4.根据权利要求1所述的具有主备计量和存储的三相电子式电能表，其特征在于:所述主通讯电路(2)和备通讯电路(3)相同，包括电阻、电容和第17号芯片(U17)，第17号芯片(U17)为JK-ADM487E，所述第17号芯片(U17)的第2号引脚和第3号引脚相连接，第8号引脚通过第96号电容(C96)连接第5号引脚，第8号引脚接5V电源正端，第6号引脚通过第165号电阻(R165)接5V电源正端，第6号引脚通过第47号二极管(D47)连接第5号引脚，第7号引脚分别通过第50号二极管(D50)和第169号电阻(R169)连接第5号引脚，第7号引脚分别通过第168号电阻(R168)和第48号二极管(D48)连接第6号引脚，第6号引脚通过第166号电阻(R166)连接A线，第7号引脚通过第170号电阻(R170)连接B线，A线通过第49号磁珠(D49)连接B线； 在主通讯电路2中，主通讯电路(2)中的第17号芯片(U17)的第I号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路(11)中的第27号芯片(627)的第3号引脚，第27号芯片(627)为6~136，主通讯电路(2)中的第17号芯片(U17)的第4号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路(11)中的第28号芯片(G28)的第6号引脚，第28号芯片(G28)为6N136，主通讯电路(2)中的第17号芯片(U17)的第2号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路(11)中的第26号芯片(G26)的第3号引脚，第26号芯片(G26)为P817，主通讯电路(2)中的第17号芯片(U17)的第5号引脚连接主通讯电路的光耦隔离电路(11)中的第28号芯片(G28)的第5号引脚； 在备通讯电路(3)中，备通讯电路(3)中的第17号芯片(U17)的第I号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路(12)中的第27号芯片(G27)的第3号引脚，备通讯电路(3)中的第17号芯片(U17)的第4号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路(12)中的第28号芯片(G28)的第6号引脚，备通讯电路(3)中的第17号芯片(U17)的第2号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路(12)中的第26号芯片(G26)的第3号引脚，备通讯电路(3)中的第17号芯片(U17)的第5号引脚连接备通讯电路的光耦隔离电路(12)中的第28号芯片(G28)的第5号引脚。5.根据权利要求1所述的具有主备计量和存储的三相电子式电能表，其特征在于:所述主通讯电路的光耦隔离电路(11)和备通讯电路的光耦隔离电路(12)相同，包括电阻、电容和第26号芯片(G26)、第27号芯片(G27)、第28号芯片(G28)，所述第26号芯片(G26)的第3号引脚通过第163号电阻(R163)与第28号芯片(G28)的第5号引脚连接，第26号芯片(G26)的第4号引脚与5V电源正端相连接，第26号芯片(G26)的I号引脚通过第162号电阻(R162)连接电源正端;所述第27号芯片(G27)的第2号引脚通过第164号电阻(R164)与5V电源正端相连接，第27号芯片(G27)的第8号引脚接电源正端，第27号芯片(G27)的第8号引脚通过第95号电容(C95)接电源负端，第27号芯片(G27)的第8号引脚通过第167号电阻(R167)连接第27号芯片(G27)的第6号引脚，第27号芯片(G27)的第5号引脚连接电源负端;第28号芯片(G28)的第2号引脚通过第171号电阻(R171)连接电源正端，第28号芯片(G28)的第8号引脚接5V电源正端，第28号芯片(G28)的第8号引脚通过第172号电阻(R172)连接第28号芯片(G28)的第6号引脚，第28号芯片(G28)的第8号引脚通过第97号电容(C97)连接第28号芯片(G28)的第5号引脚； 主通讯电路的光耦隔离电路(11)中的第26号芯片(G26)的第2号引脚连接M⑶中央处理器(I)的第95号引脚，主通讯电路的光耦隔离电路(11)中的第27号芯片(G27)的第6号引脚连接M⑶中央处理器(I)的第99号引脚，主通讯电路的光耦隔离电路(11)中的第28号芯片(G28)的第3号引脚连接MCU中央处理器(I)的第98号引脚； 备通讯电路的光耦隔离电路(12)中的第26号芯片(G26)的第2号引脚连接M⑶中央处理器(I)的第73号引脚，备通讯电路的光耦隔离电路(12)中的第27号芯片(G27)的第6号引脚连接M⑶中央处理器(I)的第74号引脚，备通讯电路的光耦隔离电路(12)中的第28号芯片(G28)的第3号引脚连接MCU中央处理器(I)的第75号引脚。
【文档编号】G01R22/10GK205539190SQ201620069989
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】王寿涛, 宋振东, 李增杰, 刘炳琪, 李哲, 魏灿浩
【申请人】山东力创科技股份有限公司