[实用新型]一种单相智能电表及其计量模组

说明书

本实用新型公开一种计量模组，包括与市电连通并用于计量电能参数的计量芯片、与计量芯片信号连接并用于控制其运行状态的计量MCU、与计量MCU信号连接并进行数据互通的管理MCU，以及连接于计量芯片的信号接口与计量MCU的信号接口之间、用于在两者间形成电气隔离的隔离电路。本实用新型将单芯片Soc拆分为执行不同功能的计量芯片与计量MCU，如此只需对计量芯片与计量MCU之间执行电气隔离，无需在计量MCU与管理MCU之间再设置隔离电路，从而避免对两者之间的通信造成影响，因此能够在对计量模组的强电部分实现电气隔离的基础上，简化计量模组与管理模组间的连接结构，保证计量模组与管理模组间的通信稳定。本实用新型还公开一种单相智能电表，其有益效果如上。

技术领域

本实用新型涉及智能电表技术领域，特别涉及一种计量模组。本实用新型还涉及一种单相智能电表。

背景技术

随着电气技术的发展，各式各样的电气设备已得到广泛应用。

以智能电表为例，智能电表是智能电网数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。

目前，智能电表一般采用多模块设计，主要由计量模组、管理模组、功能扩展模组和上行模组等组件构成，其中计量模组主要负责电能的计量，是电能表的核心模组，其直接与强电连接，且和管理模组之间通过管理MCU实现大量数据交互。在安装使用时，计量模组和底壳、上盖组件组装成一个整体和电力线相连，而管理模组、上行模块、功能扩展模块及电池组件等在得到许可的情况下可以进行热插拔更换。为了确保人员的安全，计量模组和管理模组之间必须进行电气隔离。

在现有技术中，智能电表的计量模组主要采用单芯片Soc来实现电能参数计量，该Soc芯片集成了计量功能、MCU功能和RTC等外设，基本实现了计量模组的全部功能。由于单芯片Soc需要与强电连通，因此整个计量模组实际上均为强电区，为了确保管理模组的安全热插拔要求，计量模组和管理模组的接口之间需采用耐压强度为4KV的电气隔离措施。

然而，计量模组和管理模组之间的接口较多且功能复杂，其中既有模拟信号，也有数字信号，既有高速通信口，也有逻辑电平接口，因此若在两者间的接口处实现电气隔离，隔离电路的结构将非常复杂，大幅增加了设计难度和设计成本。并且，管理模组和计量模组之间的数据交换频繁，比如SPI接口通信速率要求到达2Mbps，而串口的通信速率要求到达115200bps，在通过隔离电路进行电气隔离的情况下，如此高的通信速率将很难保证通信的稳定性，尤其是高温等极端环境下，由于隔离电路不可避免地受到温度的影响，管理模组与计量模组之间的通信可靠性更难保证。

因此，如何在对计量模组的强电部分实现电气隔离的基础上，简化计量模组与管理模组间的连接结构，保证计量模组与管理模组间的通信稳定，是本领域技术人员面临的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种计量模组，能够在对计量模组的强电部分实现电气隔离的基础上，简化计量模组与管理模组间的连接结构，保证计量模组与管理模组间的通信稳定。本实用新型的另一目的是提供一种单相智能电表。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种计量模组，包括与市电连通并用于计量电能参数的计量芯片、与所述计量芯片信号连接并用于控制其运行状态的计量MCU、与所述计量MCU信号连接并进行数据互通的管理MCU，以及连接于所述计量芯片的信号接口与所述计量MCU的信号接口之间、用于在两者间形成电气隔离的隔离电路。

优选地，所述隔离电路包括连接于所述计量芯片的低速信号接口与所述计量MCU的低速信号接口之间的低速隔离连接器，以及连接于所述计量芯片的高速信号接口与所述计量MCU的高速信号接口之间的高速隔离连接器。

优选地，所述低速隔离连接器具体为低速光耦，所述高速隔离连接器具体为高速光耦或容隔电路。