[发明专利]一种满足掉零线防窃电应用的单相电能计量芯片

权利要求书

1.一种满足掉零线防窃电应用的单相电能计量芯片，其特征在于，包括工作模式控制电路、ADC采样电路、电流有效值测量电路、掉零线窃电判断电路、电能计量电路和时钟电路，

所述工作模式控制电路，用于连接主控芯片，接收主控芯片发送的控制信号，所述控制信号用于判断主电源是否有电，根据主电源是否有电选择所述单相电能计量芯片的工作模式；

所述ADC采样电路，用于采样电流信号，获得数字信号；

所述电流有效值测量电路，用于测量电流有效值；

所述掉零线窃电判断电路，用于对数字信号进行预判断，判断电流回路是否有电流，若有电流，则进行电流有效值精确判断；若电流有效值超过掉零线防窃电阈值，则判定需要进行掉零线防窃电计量；

所述电能计量电路，用于对所述电流有效值进行能量计算，获得能量脉冲；

所述时钟电路，用于为工作模式控制电路、ADC采样电路、电流有效值测量电路、掉零线窃电判断电路和电能计量电路提供时钟源；

所述工作模式包括正常计量模式、低功耗待机模式、定时唤醒工作模式和掉零线防窃电计量模式；

当主电源有电时，所述单相电能计量芯片进入正常计量模式；

当主电源无电时，所述单相电能计量芯片进入低功耗待机模式，低功耗待机模式下，ADC采样电路、电流有效值测量电路和掉零线窃电判断电路处于待机状态，电能计量电路处于待机状态或工作状态；

所述工作模式控制电路包括工作模式控制管脚、控制管脚监测电路、低功耗定时器和工作模式切换电路，

所述工作模式控制管脚，用于连接主控芯片，接收主控芯片发送的控制信号；

所述控制管脚监测电路，用于监测所述控制信号，当主电源有电时，所述单相电能计量芯片进入正常计量模式，当主电源无电时，所述单相电能计量芯片进入低功耗待机模式；

所述低功耗定时器，用于在低功耗待机模式下，监测是否到达定时唤醒周期T，当到达定时唤醒周期T时，唤醒所述单相电能计量芯片进入定时唤醒工作模式；时钟电路为低功耗定时器提供低频时钟源；

所述工作模式切换电路，用于低功耗待机模式、定时唤醒工作模式和掉零线防窃电计量模式之间的切换；

所述低功耗待机模式、定时唤醒工作模式和掉零线防窃电计量模式之间的切换包括：

步骤1，主控芯片配置预设参数，所述预设参数包括：

低功耗待机模式切换至定时唤醒工作模式的定时唤醒周期T，

进入定时唤醒工作模式后ADC采样电路的工作时钟频率、掉零线窃电判断电路的工作时钟频率、电流有效值测量电路的工作时钟频率和电能计量电路的工作时钟频率；

步骤2，所述单相电能计量芯片在低功耗待机模式下，当到达定时唤醒周期T，进入定时唤醒工作模式，唤醒ADC采样电路和掉零线窃电判断电路；

步骤3，ADC采样电路对电流信号进行采样，获得数字信号；掉零线窃电判断电路对数字信号进行预判断，判断电流回路是否有电流；

步骤4，若无电流，则退出定时唤醒工作模式，重新进入低功耗待机模式；若有电流，则唤醒电流有效值测量电路进行电流有效值测量；

步骤5，掉零线窃电判断电路对电流有效值进行精确判断，若电流有效值在掉零线防窃电阈值以下，若此时所述单相电能计量芯片也处于掉零线防窃电计量模式，则电能计量电路进入待机状态，退出掉零线防窃电计量模式和定时唤醒工作模式，进入低功耗待机模式；若此时不处于掉零线防窃电计量模式，则退出定时唤醒工作模式，进入低功耗待机模式；进入低功耗待机模式后，重复执行步骤2；

若电流有效值超过掉零线防窃电阈值，若此时处于掉零线防窃电计量模式，则执行步骤6；否则，唤醒电能计量电路，进入掉零线防窃电计量模式，执行步骤6；

步骤6，电能计量电路对所述电流有效值进行能量累加计算，获得能量脉冲；所述单相电能计量芯片保持掉零线防窃电计量模式，即电能计量电路处于工作状态，同时所述单相电能计量芯片进入低功耗待机模式，重复执行步骤2。

2.根据权利要求1所述的一种满足掉零线防窃电应用的单相电能计量芯片，其特征在于，所述步骤3中掉零线窃电判断电路对数字信号进行预判断，判断电流回路是否有电流包括：

若所述数字信号在半个周波时间内，有n个以上的连续采样点的采样值超过第一阈值V，则判定电流回路有电流流过，否则判定电流回路无电流流过，所述n的取值根据数字信号在一个周波时间内的采样点数量N和第一阈值V进行设置；

掉零线窃电判断电路采用高频时钟做时钟源。