一种接线方式自适应的三相智能电能表的制作方法

本技术涉及电能表，尤其涉及一种接线方式自适应的三相智能电能表。

背景技术：

1、智能电表作为智能电网建设的关键终端产品之一，在国内渗透率达到90%以上。智能电表的推广应用关系到智能电网的稳定运行和工业民用用户的用电体验。根据负载类型的不同，三相智能电表一般分为两种计量方式：经电压互感器接入的高压计量、直接接入的低压计量。低压计量电压规格有3x57.7/100v和3x100v，其中3x57.7/100v为三相四线接线方式、3x100v为三相三线接线方式。高压计量电压规格为3x220/380v，为三相四线接线方式。现有的电能表只满足单一的接线方式的计量，为满足用电现场不同电压规格、不同接线方式的计量需求，需配备不同规格的电能表，电能表分类存储和管理成本高。

技术实现思路

1、本实用新型提出了一种接线方式自适应的三相智能电能表，其目的是：实现电能表的接线方式自适应切换，使电能表满足用电现场不同电压规格、不同接线方式的计量需求，从而降低电能表分类存储和管理成本。

2、本实用新型技术方案如下：

3、一种接线方式自适应的三相智能电能表，包括三相电压采集电路、三相电流采集电路、计量芯片、mcu和接线切换模块，电能表的三相电压采集端通过所述三相电压采集电路与所述计量芯片相连接，电能表的三相电流采集端通过所述三相电流采集电路与所述计量芯片相连接，所述计量芯片与所述mcu相连接；

4、所述接线切换模块包括磁保持继电器k1，所述磁保持继电器k1的公共触点与电能表的b相电压采集端相连接，磁保持继电器k1的常闭触点悬空，磁保持继电器k1的常开触点与n线相连接；磁保持继电器k1的第二线圈接线端与第一电源端iso12v相连接，所述第一电源端iso12v通过并联的电容c54和电解电容c81接地；磁保持继电器k1的第一线圈接线端和第二线圈接线端之间连接有二极管v26，二极管v26的电流导通方向为由所述第一线圈接线端指向第二线圈接线端；磁保持继电器k1的第一线圈接线端与光耦e2的输出端集电极相连接，光耦e2的输出端发射极通过电阻r38接地，光耦e2的输入端正极与系统电源端vsys相连接，光耦e2的输入端负极与mcu的控制输出端rly_ck相连接。

5、进一步地，所述光耦e2的输入端负极与mcu的控制输出端rly_ck之间设有自锁按键sw1。

6、进一步地，所述电能表还包括电源管理模块，所述电源管理模块用于为所述计量芯片和mcu供电，所述电源管理模块包括整流滤波电路和供电电路，所述整流滤波电路的输入端与电能表的三相电压采集端相连接，整流滤波电路的输出端与所述供电电路的输入端相连接，所述第一电源端iso12v作为供电电路的输出端。

7、进一步地，所述整流滤波电路包括整流桥、第一滤波网络和第二滤波网络，所述整流桥的三相输入端分别通过热敏电阻r7、热敏电阻r16和热敏电阻r24与电能表的三相电压采集端相连接，电能表的三相电压采集端分别通过压敏电阻rv1、压敏电阻rv2和压敏电阻rv3与n线相连接；所述整流桥的输出端通过所述第一滤波网络与所述第二滤波网络的输入端相连接，第二滤波网络的输出端与所述整流滤波电路的输出端相连接，第二滤波网络的输出端依次通过电解电容c16和电解电容c17接地。

8、进一步地，所述供电电路包括变压器t1和dc-dc芯片，变压器t1的第一初级线圈与所述供电电路的输入端相连接，变压器t1的第二初级线圈与所述dc-dc芯片的电压端vdd相连接，用于触发dc-dc芯片工作，变压器t1的次级线圈与所述供电电路的输出端相连接；

9、所述供电电路的输出端通过反馈电路与dc-dc芯片的反馈端comp相连接，用于使dc-dc芯片根据反馈电压与采样电压的大小控制占空比。

10、进一步地，所述反馈电路包括三端可调分流基准电压源v25，三端可调分流基准电压源v25的阳极接地，三端可调分流基准电压源v25的阴极与第一连接点相连接，三端可调分流基准电压源v25的参考端与第二连接点相连接，所述第二连接点通过电阻r36接地，第二连接点还通过电阻r29与所述第一电源端相连接；所述第一连接点通过电容c21与第二连接点相连接，第一连接点还依次通过电阻r32和电容c19与第二连接点相连接；所述第一连接点依次通过电阻r27、电阻r23和电感l1与所述第一电源端相连接，电阻r27的两端分别与光耦e1的输入端正极和输入端负极相连接，光耦e1的输出端发射极接地，光耦e1的输出端集电极通过电阻r31与dc-dc芯片的反馈端comp相连接，dc-dc芯片的反馈端comp还通过电容c20接地。

11、进一步地，变压器t1的第一初级线圈通过rcd电路与所述供电电路的输入端相连接，所述rcd电路包括电阻r3、电阻r6、电容c2和二极管v4，所述电阻r3和电阻r6串联后并联于电容c2的两端，电容c2的一端与所述供电电路的输入端和变压器t1的第一初级线圈的第一接线端相连接，电容c2的另一端与二极管v4的阴极相连接，二极管v4的阳极与变压器t1的第一初级线圈的第二接线端相连接。

12、相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

13、（1）通过mcu及接线切换模块实现接线方式的自适应切换，使得电能表满足用电现场不同电压规格、不同接线方式的计量需求，从而降低了电能表的分类存储和管理成本；

14、（2）在mcu的控制输出端与磁保持继电器之间增加自锁按键，可通过自锁按键开启或关闭接线方式自适应切换功能，使用灵活方便；

15、（3）电源管理模块采用开关电源设计，通过反馈电路调节实现宽范围电压信号输入和稳压输出，功耗低，效率高，稳压范围宽，在工频电网电压变化较大时，仍能够保证有稳定的输出电压。

技术特征：

1.一种接线方式自适应的三相智能电能表，其特征在于：包括三相电压采集电路（6）、三相电流采集电路（1）、计量芯片（2）、mcu（4）和接线切换模块（5），电能表的三相电压采集端通过所述三相电压采集电路（6）与所述计量芯片（2）相连接，电能表的三相电流采集端通过所述三相电流采集电路（1）与所述计量芯片（2）相连接，所述计量芯片（2）与所述mcu（4）相连接；

2.如权利要求1所述的接线方式自适应的三相智能电能表，其特征在于：所述光耦e2的输入端负极与mcu（4）的控制输出端rly_ck之间设有自锁按键sw1。

3.如权利要求1所述的接线方式自适应的三相智能电能表，其特征在于：还包括电源管理模块（3），所述电源管理模块（3）用于为所述计量芯片（2）和mcu（4）供电，所述电源管理模块（3）包括整流滤波电路（3-1）和供电电路（3-2），所述整流滤波电路（3-1）的输入端与电能表的三相电压采集端相连接，整流滤波电路（3-1）的输出端与所述供电电路（3-2）的输入端相连接，所述第一电源端iso12v作为供电电路（3-2）的输出端。

4.如权利要求3所述的接线方式自适应的三相智能电能表，其特征在于：所述整流滤波电路（3-1）包括整流桥、第一滤波网络（3-1-1）和第二滤波网络（3-1-2），所述整流桥的三相输入端分别通过热敏电阻r7、热敏电阻r16和热敏电阻r24与电能表的三相电压采集端相连接，电能表的三相电压采集端分别通过压敏电阻rv1、压敏电阻rv2和压敏电阻rv3与n线相连接；所述整流桥的输出端通过所述第一滤波网络（3-1-1）与所述第二滤波网络（3-1-2）的输入端相连接，第二滤波网络（3-1-2）的输出端与所述整流滤波电路（3-1）的输出端相连接，第二滤波网络（3-1-2）的输出端依次通过电解电容c16和电解电容c17接地。

5.如权利要求3所述的接线方式自适应的三相智能电能表，其特征在于：所述供电电路（3-2）包括变压器t1和dc-dc芯片，变压器t1的第一初级线圈与所述供电电路（3-2）的输入端相连接，变压器t1的第二初级线圈与所述dc-dc芯片的电压端vdd相连接，用于触发dc-dc芯片工作，变压器t1的次级线圈与所述供电电路（3-2）的输出端相连接；

6.如权利要求5所述的接线方式自适应的三相智能电能表，其特征在于：所述反馈电路（3-2-2）包括三端可调分流基准电压源v25，三端可调分流基准电压源v25的阳极接地，三端可调分流基准电压源v25的阴极与第一连接点相连接，三端可调分流基准电压源v25的参考端与第二连接点相连接，所述第二连接点通过电阻r36接地，第二连接点还通过电阻r29与所述第一电源端相连接；所述第一连接点通过电容c21与第二连接点相连接，第一连接点还依次通过电阻r32和电容c19与第二连接点相连接；所述第一连接点依次通过电阻r27、电阻r23和电感l1与所述第一电源端相连接，电阻r27的两端分别与光耦e1的输入端正极和输入端负极相连接，光耦e1的输出端发射极接地，光耦e1的输出端集电极通过电阻r31与dc-dc芯片的反馈端comp相连接，dc-dc芯片的反馈端comp还通过电容c20接地。

7.如权利要求5所述的接线方式自适应的三相智能电能表，其特征在于：变压器t1的第一初级线圈通过rcd电路（3-2-1）与所述供电电路（3-2）的输入端相连接，所述rcd电路包括电阻r3、电阻r6、电容c2和二极管v4，所述电阻r3和电阻r6串联后并联于电容c2的两端，电容c2的一端与所述供电电路的输入端和变压器t1的第一初级线圈的第一接线端相连接，电容c2的另一端与二极管v4的阴极相连接，二极管v4的阳极与变压器t1的第一初级线圈的第二接线端相连接。

技术总结
本技术公开了一种接线方式自适应的三相智能电能表，包括接线切换模块，接线切换模块包括磁保持继电器，磁保持继电器的公共触点与电能表的B相电压采集端相连接，常闭触点悬空，常开触点与N线相连接；磁保持继电器的第二线圈接线端与第一电源端相连接，第一线圈接线端与光耦E2的输出端集电极相连接，光耦E2的输出端发射极通过电阻R38接地，光耦E2的输入端正极与系统电源端VSYS相连接，光耦E2的输入端负极与MCU的控制输出端相连接。本技术通过MCU及接线切换模块实现接线方式的自适应切换，使得电能表满足用电现场不同电压规格、不同接线方式的计量需求，从而降低了电能表的分类存储和管理成本。

技术研发人员：魏鹏,孙敬科,康伟翔,牟金宝,胡梦杰,应春达,井维成,孙金道,王涛,张俊
受保护的技术使用者：烟台东方威思顿电气有限公司
技术研发日：20230418
技术公布日：2024/1/13