[发明专利]一种电子式智能电能表

说明书

技术领域：

本发明涉及电能计量技术，具体而言，涉及一种电子式智能电能表。

背景技术：

为了实施可持续发展，解决环境与发展的矛盾，世界许多国家正在积极探 索绿色能源来减少传统发电方式对环境的污染和不可再生资源的损耗，或为了 节省投资，降低能耗，提高系统安全性和灵活性，采用大电网系统和分布式发 电系统相结合的供电方式。经过系统科学地设计和电能市场合理地规划，分布 式的小规模供电系统不仅可以解决居民的能源问题而且可以把富余的电能反馈 到电网，以实现以电偿电，从而减轻供电系统的负担，减少不可再生资源的消 耗。

目前，许多国家规定用户自己的发电系统产生并入电网的电能可以等价换 取等量电网的电能。虽然在我们国家还没有开始实施，但这是一种发展方向。 为了满足这种应用需要，必须设计一种可以计量用户消耗电能(即正向电能) 又可以计量用户反馈到电网的电能(即反向电能)的电能表，即双向电能表。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：用户自己的发电系统产生并入电网的电能可以 等价换取等量电网的电能，如此，需要一种既能计量用户消耗电能(即正向电 能)又可以计量用户反馈到电网的电能的双向电能表。

本发明提供如下技术方案：一种电子式智能电能表，包括电源模块、显示 模块、LED指示模块、通讯模块、键盘控制模块、微控制单元、电能计量芯片、 时钟模块、存储器和前端电路调理模块。所述前端电路调理模块与电能计量芯 片连接，所述LED指示模块与电能计量芯片连接，所述微控制单元与电能计量 芯片连接，所述显示模块、通讯模块、键盘控制模块、时钟模块、存储器分别 与微控制单元连接。所述电能计量芯片为CS5460A芯片，所述显示模块(50) 选择为LM32019TFW型芯片，所述微控制器为单片机或ARM。

按上述技术方案，本发明所述的电子式智能电能表主要由电源模块、显示 模块、LED指示模块、通讯模块、键盘控制模块、MCU模块、电能计量芯片、时 钟模块、存储器模块和前端电路调理模块部分组成。作为本发明的一种优选， 所述前端电路调理模块包括电子式电流型电压互感器、电流互感器、精密电阻 电路。电子式电流型电压互感器、电流互感器和精密电阻电路变换电压电流信 号以差模电压的形式接到电能计量芯片，取样电阻的阻值由被测信号的最大值 决定，然后经电能计量芯片转换后将电压、电流、功率、电能等信号传给微控 制单元，微控制单元控制所有芯片的工作、截止及计算和模块的显示。显示模 块正常显示当前测量的电能值、日期、时间。LED指示模块可以指示电能方向和 用电功率大小。通讯模块实现电能表远程通信。时钟模块为电能表提供时间基 准，为实现多费率打下基础，存储模块为电能表提供数据存储，可以做到掉电 不丢失数据，还可以实现电力系统参数的实时记录。

通过本发明所述的电能表，可以实现对电能等电参量测量、显示及采集处 理的目的。

作为本发明的进一步改进，所述电源模块包括电源电路，所述电源电路包 括电源变压器、与电源变压器连接的桥式整流电路、与桥式整流电路连接的固 定式三端稳压器电路、与固定式三端稳压器连接的三端稳压器电路。电源电路 是整个电能表能稳定工作的前提和关键，电能表中的各个单元电路都需要使用 直流电源供电，特别是为电压互感器提供正负15V工作电源，保证电压的顺利 采集。本发明采用自制电源供电方式，将220V交流市电通过电源变压器变换成 交流低压，再经过桥式整流电路整流和滤波，在固定式三端稳压器的两端形成 一个并不十分稳定的直流电压，此直流电压经过三端稳压器的稳压和电容的频 率补偿，便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。得 到15V，5V，3.3V直流电源，为互感器，电能计量芯片，MCU等模块提供稳定 的工作电源。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一种电子式智能电能表的结构框图；

图2为本发明所述的电子式智能电能表的电源模块的电源电路的原理图。

图中符号说明：

A－电压信号；

B－电流信号；

C－经前端电路调理模块调理后的电压信号；

D－经前端电路调理模块调理后的电流信号；

11－电流型电压互感器；12－电流互感器；

20－电能计量芯片；

30－LED指示模块；