[发明专利]电表

说明书

公开了一种电表。该电表包括：转换器(19)，其被配置为同步地调制电流测量信号和电压测量信号(12、14)并输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号(34、35)；以及测量模块(20)，其被配置为从转换器接收经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号，并处理该经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号。

技术领域

本发明涉及一种电表(electricity meter)，尤其涉及一种能够测量直流(dc)功率的电表。

背景技术

可以测量直流(dc)功率而不是交流(ac)功率的电表的重要性随着对直流功率的关注的增加而日益增加。然而，能够广泛部署的直流电表技术不如交流电表发达。此外，现有的交流电表在直流下往往表现不佳。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种电表，其包括转换器，该转换器被配置为同步地调制电流测量信号和电压测量信号并输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号。该电表还包括测量模块，其被配置为从转换器接收经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号并处理经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号(例如，以便确定功率和/或另一个测量结果)。

测量模块可以是单个集成电路(例如，处于计量芯片的形式)，或者可以包括两个或更多个集成电路(例如，模数转换器集成电路和数字处理集成电路，例如微控制器或其他ASIC或FPGA)。

优选地，电表具有零偏移(例如，＜0.1μV)。优选地，电表具有大的动态范围(例如，＞1000∶1)。

经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号可以通过已知的、恒定的时序偏移来采样。

电流测量信号和电压测量信号可以是直流电流测量信号和直流电压测量信号、交流电流测量信号和交流电压测量信号、或具有固定的或变化的直流偏移的交流电流测量信号和交流电压测量信号、和/或具有交流纹波的直流电流测量信号和直流电压测量信号。该电表能够产生包括任何非直流元素(element)的总功率。

转换器可以包括用于同步地调制电流和直流电压测量信号的时变信号的源。时变信号可以具有频率固定的至少一个分量。时变信号可以具有频率变化的至少一个分量。时变信号可以是扩频信号。该源可以被配置为输出脉宽调制信号或混合信号。时变信号可以仅具有一个分量。时变信号可以包括方波和/或正弦波。转换器可以被配置为不以(或“避免以”)16.7Hz、50Hz、60Hz的基频或谐波频率或400Hz进行调制。时变信号可以扫过(scanthrough)一系列频率，例如40Hz到80Hz。在那种情况下，转换器可以被配置为避免以16.7Hz、50Hz、60Hz的基频(或谐波频率)或400Hz进行调制(或者“跳过16.7Hz、50Hz、60Hz的基频(或谐波频率)或400Hz”)，或者如果它确实通过这些频率，但是平均而言在这些频率处花费的时间比例非常小(例如，少于1％或少于0.1％)。转换器可以被配置为以1Hz与1MHz之间的一个或多个频率进行调制。转换器可以被配置为以51Hz与59Hz之间、61Hz与65Hz之间和/或67Hz与390Hz之间的一个或多个频率进行调制。

时变信号的源可以采用晶体振荡器、硬件定时器(hardware timer)或波形发生器的形式，或者可以是用于从外部源接收时变信号的端口。

电表，可选地转换器，可以包括第一调制器和第二调制器，该第一调制器和该第二调制器被配置为分别同步地调制电流测量信号和电压测量信号，并分别输出经同步调制的电流测量信号和经同步调制的电压测量信号。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一总线(bus)交换开关和第二总线交换开关。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组开关装置和第二组开关装置。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组场效应晶体管和第二组场效应晶体管。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组模拟开关和第二组模拟开关。第一调制器和第二调制器可以分别包括第一组四象限模拟乘法器和第二组四象限模拟乘法器。