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具有高压ptc保护功能的智能电能表电路
技术领域
1.本技术涉及智能电能表的技术领域，尤其涉及一种具有高压ptc保护功能的智能电能表电路。


背景技术：

2.目前市面电能表一般采用较为简单且低端的控制电路进行电能表的控制，它们的缺点是保护机制不完善，没有存储和记录功能，很少带通信模块，使得其功能不完善，不能广泛推广，不适应目前市场的需求。而带有通信模块的电能表，其通信的接口保护不完善，性能不稳定，很容易使得电路损坏，不能实现其功能。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种具有高压ptc保护功能的智能电能表电路，该电路，保护机制完善，设有存储、记录功能，同时带有通信模块，实现实时通信。
4.本技术提供一种具有高压ptc保护功能的智能电能表电路，包括：处理模块，所述处理模块分别连接有电源模块、高精度电能专用芯片模块、通信模块、数据存储模块、led状态指示模块；所述电源模块、所述通信模块分别连有高压ptc保护模块；所述高精度电能专用芯片模块分别连接有三相电压检测模块、三相电流检测模块、所述高压ptc保护模块；上电接入电源后，所述智能电能表开始工作，所述高精度电能专用芯片模块通过所述三相电压检测模块和所述三相电流检测模块，实时检测三相电源的电压及电流，并测量出参数；再把相应参数传输到所述处理模块，所述处理模块计算每天电量和总累计电量，并且存储到所述数据存储模块中；外接控制器时，通过所述通信模块读取所述智能电能表的状态及参数。
5.进一步地，所述电源模块，电源输入，经过高压自恢复保险丝和瞬态电压抑制二极管，再经过高频滤波磁珠进行稳定电源输入及保护后级电路，所述处理模块所需工作电压由稳压芯片降压而来。
6.进一步地，电源输入经过所述稳压芯片产生电压作为所述通信模块和所述数据存储模块的工作电压，同时经过所述高压ptc保护模块输出电压供所述高精度电能专用芯片模块的工作电压。
7.进一步地，所述通信模块为rs485通信电路，设有高电压可恢复保险丝、瞬态电压抑制二极管和485芯片。
8.进一步地，所述通信模块的rs485通信电路是采用通信芯片sp3485en芯片使得外部监控显示设备与电能表电路板进行通信，显示各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量及无功能量，各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率。
9.进一步地，所述数据存储模块设有eeprom芯片，用于保存功能参数、电量数据。
10.进一步地，所述高压ptc保护模块设有高电压可恢复保险丝与压敏电阻，对三相电输入起到防雷、电压浪泳、短路的保护。
11.进一步地，所述led状态指示模块设有led发光二极管与电阻，显示各模块的运行情况。
12.进一步地，所述三相电压检测模块，三相电接入所述智能电能表后，经过所述高压ptc保护模块后，再多个电阻串联分压，把高压电分压到小于3.3v，输入到所述高精度电能专用芯片模块，进行分析、校正、得到准确的电压值。
13.进一步地，带电导线经过电流检测线圈，使得线圈产生电压，输入到所述三相电流检测模块，经过瞬态电压抑制二极管，再经过电阻分压输入到所述高精度电能专用芯片模块，所述高精度电能专用芯片模块通过io检测产生的电压，进行分析、校正、得到准确的电流值。
14.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：该种具有高压ptc保护功能的智能电能表电路，设有高精度电能专用芯片模块进行各种参数的采集和处理，使得数据准确无误，同时设有数据存储模块进行数据的存储和记录，同时带有通信模块，实现实时通信。另外，高精度电能专用芯片模块上设有高压ptc保护模块对高精度电能专用芯片模块进行保护，完善其保护机制，使得其性能稳定。
15.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
16.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
17.图1是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的流程示意图；
18.图2是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的处理模块的电路原理示意图；
19.图3是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的高精度电能专用芯片模块的电路原理示意图；
20.图4是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的电源模块的电路原理示意图；
21.图5是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的通信模块的电路原理示意图；
22.图6是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的数据存储模块的电路原理示意图；
23.图7是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的高压ptc保护模块的电路原理示意图；
24.图8是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的led状态指示模块的电路原理示意图；
25.图9是本技术实施例示出的具有高压ptc保护功能的智能电能表电路的三相电压检测模块的电路原理示意图。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
27.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
28.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
30.参见图1和图2，一种具有高压ptc保护功能的智能电能表电路，包括：处理模块，处理模块分别连接有电源模块、高精度电能专用芯片模块、通信模块、数据存储模块、led状态指示模块。电源模块、通信模块分别连有高压ptc保护模块。高精度电能专用芯片模块分别连接有三相电压检测模块、三相电流检测模块、高压ptc保护模块。上电接入电源后，智能电能表开始工作，高精度电能专用芯片模块通过三相电压检测模块和三相电流检测模块，实时检测三相电源的电压及电流，并测量出参数。本实施例中，测量出的参数包括但不限于无功功率、视在功率、各相电流、电压、相角频率。再把相应参数传输到处理模块，处理模块计算每天电量和总累计电量，并且存储到所述数据存储模块中。外接控制器时，通过所述通信模块读取智能电能表的状态及参数。
31.参见图4，该电源模块，电源输入，经过高压自恢复保险丝和瞬态电压抑制二极管，再经过高频滤波磁珠进行稳定电源输入及保护后级电路，所述处理模块所需工作电压由稳压芯片降压而来。电源输入经过所述稳压芯片产生电压作为通信模块和数据存储模块的工作电压，同时经过高压ptc保护模块输出电压供高精度电能专用芯片模块的工作电压。本实施例中，ac12v输入，经过250v高压ptc自恢复保险丝和瞬态电压抑制(tvs)二极管，再经过高频滤波磁珠等稳定电源输入及保护后级电路，处理模块所需工作电压由稳压芯片降压而来，12v经过稳压芯片xl1509-3.3产生3.3v作为通信电路和数据存储电路的工作电压，同时经过高压隔离模块输出3.3v供高精度电能专用芯片模块的工作电压。
32.参见图5，通信模块为rs485通信电路，设有高电压可恢复保险丝、瞬态电压抑制二极管和485芯片。通信模块的rs485通信电路是采用通信芯片sp3485en芯片使得外部监控显示设备（如人机界面、驱动器等）与电能表电路板进行通信，显示各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量及无功能量，各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率。
33.参见图6，数据存储模块设有eeprom芯片，用于保存功能参数、电量数据。本实施例中，eeprom芯片选用ft24c32，容量32k bit,高可靠性，擦写100万次，保存100年。可以保存
功能参数，过去7天每天电量，总累计电量等重要数据。
34.参见图7，高压ptc保护模块设有高电压可恢复保险丝与压敏电阻，对三相电输入起到防雷、电压浪泳、短路的保护。
35.参见图8，led状态指示模块设有led发光二极管与电阻，显示各模块的运行情况。
36.参见图3和图9，该三相电压检测模块，三相电接入智能电能表后，经过高压ptc保护模块后，再多个电阻串联分压，把高压电分压到小于3.3v，输入到高精度电能专用芯片模块，进行分析、校正、得到准确的电压值。本实施例中，三相电接入电能表后，经过高压ptc保护电路后，再多个电阻串联分压，把380v的高压电分压到小于3.3v输入到高精度电能专用芯片模块，进行分析、校正、得到准确的电压值。
37.参见图3和图9，带电导线经过电流检测线圈，使得线圈产生电压，输入到三相电流检测模块，经过瞬态电压抑制二极管，再经过电阻分压输入到高精度电能专用芯片模块，高精度电能专用芯片模块通过io检测产生的电压，进行分析、校正、得到准确的电流值。
38.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
39.1、该种具有高压ptc保护功能的智能电能表电路，设有高精度电能专用芯片模块进行各种参数的采集和处理，使得数据准确无误，同时设有数据存储模块进行数据的存储和记录，同时带有通信模块，实现实时通信。
40.2、高精度电能专用芯片模块上设有高压ptc保护模块对高精度电能专用芯片模块进行保护，完善其保护机制，使得其性能稳定。
41.3、基于该电路的12v电源输入、485通信接口和三相电接口，均带高压ptc保护电路，对过压过流有完善的保护作用，并且带短路保护且可自恢复。
42.4、带存储功能，容量32k bit,高可靠性，擦写100万次，保存100年，可以保存功能参数，过去7天每天电量，总累计电量等重要数据。
43.5、带标准modbus rtu通信功能，通信地址可设，可以实现一个通信总线上带多个电能表。
44.6、电流互感器外置，单个互感器检测电流范围广，范围5~800a。
45.7、通过通信模块，搭配变频空气能机组，实时监控机组能耗，为节能项目提供有力的数据。
46.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。