全失壓檢測電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種全失壓檢測電路。本實用新型專利技術的目的是提供一種實時性高、功耗低的全失壓檢測電路，以達到降低電池功耗、延長電池壽命的目的。本實用新型專利技術的技術方案是：全失壓檢測電路，其特征在于：它包括根據輸入的三相電流采樣所得模擬信號來選擇檢測信號的開關模塊，該開關模塊的輸出端連接放大器，該放大器的輸出端連接比較器。本實用新型專利技術適用于智能電表中。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種全失壓檢測電路，主要適用于智能電表中。
技術介紹
由于用電現場電網拓撲布局復雜，往往會出現有意或無意的PT回路斷路、用戶端計量側的電壓回路故障，導致用電異常，引發設備損壞、電量損失等一系列問題，給電網的管理和可靠運行帶來了困難。在近兩年國家大力推進智能電網的大背景下，要求智能電表能對用戶端進行智能監控和管理，其中就包括有實時監控全失壓工況。全失壓工況的電能表存在兩種工作狀態1、電能表的市電電源低于臨界電壓仍能正常工作(簡稱為“市電模式”)，或者電能表的工作電源由輔助電源供電。2、電能表的工作電源低于電能表的正常工作電壓(簡稱“電池模式”)，電能表改由電池供電同時進入低功耗工作模式。現有技術中，電池模式下檢測全失壓，絕大多數都是通過計量芯片主動采集電網數據，單片機(CPU)判斷是否符合全失壓的條件，造成時域上的大量浪費，而且計量芯片在采集電網數據時自身功耗很大，這種操作方式會增加電池功耗，減短電池壽命，因此現在的智能電表在停電后只檢測一次電流，以區分是全失壓還是掉電，之后就不再檢測，直到電能表正常上電后，再判斷全失壓。這在一定程度上也為人為竊電創造了機會，降低了難度系數，增加了控制風險。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是針對上述存在的問題提供一種實時性高、功耗低的全失壓檢測電路，以達到降低電池功耗、延長電池壽命的目的。本技術所采用的技術方案是全失壓檢測電路，其特征在于它包括根據輸入的三相電流采樣所得模擬信號來選擇檢測信號的開關模塊，該開關模塊的輸出端連接放大器，該放大器的輸出端連接比較器。所述開關模塊的信號輸入引腳上電連接有用于濾除直流分量的電容。所述電容與開關模塊的信號輸入引腳之間電連接有上拉電阻和下拉電阻。所述開關模塊的型號為SGM3005。所述放大器的型號為SGM8521。所述比較器的型號為SGM8701。本技術的有益效果是1、開關模塊、放大器和比較器均采用超低UA級別功耗的1C，同時外圍的偏置電阻和反饋網絡均采用高精度的兆級電阻，使得整個全失壓檢測電路的Iq (靜態電流)為12uA，從而降低了電路整體功耗，進而降低了電池功耗，延長了電池壽命。2、全失壓檢測由硬件電路實現，較之現有技術，其實時性更高。3、比較器輸出產生電平翻轉才會將CPU喚醒，其余時間CPU均處于低功耗模式(功耗為20uA)，大大降低了電池的功耗，從而保證智能電表停電后仍然具備實時全失壓檢測的功能。附圖說明圖1是本技術的結構框圖。圖2是本技術的電路原理圖。圖3是本技術在實際應用中的結構框圖。具體實施方式要實現電池模式下的全失壓檢測，就需要一套低功耗的觸發機制電路(即全失壓檢測電路)，讓智能電表的CPU在絕大多數時間都處于低功耗模式(睡眠模式)，保證智能電表停電后較長的一段時間或長期具備實時全失壓檢測的功能，如圖1所示，本實施例全失壓檢測電路包括開關模塊I (型號為SGM3005)，其輸出端連接放大器2 (型號為SGM8521)，該放大器的輸出端連接比較器3 (型號為SGM8701);其中開關模塊I用于選擇檢測信號，放大器2用于對信號進行放大處理，以便后續比較，比較器3用于將放大后的信號與設定的全失壓起動電流閥值比較，該閥值可通過電阻R194、R195、R196靈活設置。如圖2所示，所述開關模塊I (U6)的引腳2、引腳5和引腳10作為三相電流采樣所得模擬小信號的輸入引腳，引腳9作為輸出引腳與放大器2 (U3)的引腳3電連接，放大器2的引腳I作為輸出引腳與比較器3 (U12)的引腳4電連接，比較器3的引腳3通過外圍電阻R194、R195、R196設置全失壓起動的電流閥值，比較器3的引腳I連接至電表CPU的I/O 口，用于喚醒CPU實現全失壓功能，本例中該I/O 口采用沿中斷方式，當比較器3的引腳I輸出產生電平翻轉，則CPU被喚醒。由于電流采樣得到的模擬小信號存在直流偏置，本例在開關模塊I的引腳2、引腳5和引腳10上分別電連接有電容C87、C88和C89進行隔直處理，濾除直流分量；同時由于放大器2自身存在失調電壓，本例在開關模塊I的引腳2上電連接上拉電阻R188和下拉電阻R189，在引腳5上電連接上拉電阻R190和下拉電阻R191，在引腳10上電連接上拉電阻R186和下拉電阻R187，將隔直處理后的信號調制到基準直流分量上，以提高檢測精度。本實施例的工作原理如下電流采樣得到的模擬小信號經隔直處理后調制到基準直流分量上，然后通過開關模塊I選擇檢測信號，并經放大器2放大處理后輸出至比較器3，比較器3將放大處理后的信號和設定的全失壓起動電流閥值比較，當該信號大于全失壓起動電流閥值時，比較器3的輸出會產生電平翻轉，喚醒電表CPU實現電表的全失壓功能。如圖3所示，要實現完整的全失壓功能(包括事件記錄、追補電量等)，需要CPU、計量芯片、電流采樣回路(包括A相電流采樣、B相電流采樣和C相電流采樣)和電源管理模塊的配合，其具體工作流程如下電流采樣回路將用戶側的電流轉換為便于模塊電路處理的有效信號；本例全失壓檢測電路將采樣得到的有效電流信號放大后，與設定的全失壓起動電流閥值比較，當該信號小于全失壓起動電流閥值時，直接濾除屏蔽；當該信號大于全失壓起動電流閥值時，比較器3的輸出會產生電平翻轉，喚醒CPU ；CPU被喚醒后，控制電源管理模塊給計量芯片供電，并與計量芯片通信；計量芯片獲取電網數據，回傳給CPU ；CPU記錄全失壓發生時間、全失壓次數、電壓、電流、功率因數，然后關閉計量芯片電源，返回睡眠模式。具體應用中，在軟件上采用定時掃描的方式切換三路電流(A相、B相和C相)，觸發機制由硬件來實現(即通過本例全失壓檢測電路實現)，無需軟件處理，而喚醒CPU的I/O 口采用沿中斷方式，只有比較器輸出產生電平翻轉才會將CPU喚醒，其余時間CPU均處于低功耗模式(CPU的靜態功耗為20uA)，大大降低了電池功耗，同時更重要的是為實現實時監控全失壓工況提供了電源保障。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全失壓檢測電路，其特征在于：它包括根據輸入的三相電流采樣所得模擬信號來選擇檢測信號的開關模塊（1），該開關模塊的輸出端連接放大器（2），該放大器的輸出端連接比較器（3）。

【技術特征摘要】
1.一種全失壓檢測電路，其特征在于它包括根據輸入的三相電流采樣所得模擬信號來選擇檢測信號的開關模塊(1)，該開關模塊的輸出端連接放大器(2)，該放大器的輸出端連接比較器(3)。2.根據權利要求1所述的全失壓檢測電路，其特征在于所述開關模塊(I)的信號輸入引腳上電連接有用于濾除直流分量的電容。3.根據權利要求2所述的全失壓檢測電路，其特征在于所述電容與開關...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周良璋，陳宏，
申請(專利權)人：杭州海興電力科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：