專利名稱：一種小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力儀表，特別涉及一種小體積、多功能的網(wǎng)絡(luò)電力 儀表。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的能監(jiān)測電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等所有電力參數(shù)且 具有開關(guān)量、變送的電力儀表普遍的體積比較大，體積小得多只具有單一功能 越來越不能適應(yīng)現(xiàn)在空間狹窄的抽屜式開關(guān)柜對(duì)網(wǎng)絡(luò)電力儀表的要求。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種小體積多功能的網(wǎng)絡(luò)電力儀 表，體積小，功能多，適合現(xiàn)在抽屜式開關(guān)柜對(duì)于網(wǎng)絡(luò)電力儀表的要求。 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以釆用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，它包括一殼體、上下兩層電路板及顯示電路板，其上層電路板由提供網(wǎng)絡(luò)電力儀表電源的開關(guān)電源回路和通 過RS-485硬件接口、 Modbus-RTU協(xié)議的通訊方式與上位機(jī)或系統(tǒng)進(jìn)行通訊 的通訊回路構(gòu)成；其下層電路板由一信號(hào)輸入回路和一將電壓和電流輸入信號(hào) 進(jìn)行處理的信號(hào)處理回路構(gòu)成；其顯示電路板由一控制回路； 一與所述控制回 路連接，顯示測量結(jié)果的顯示回路； 一與所述控制回路連接，輸入時(shí)鐘信號(hào)的 時(shí)鐘回路； 一與所述控制回路連接，在掉電的時(shí)候能有效保存當(dāng)前電能信息和 校準(zhǔn)參數(shù)的掉電保存回路及一與所述控制回路連接，用于對(duì)所述控制回路進(jìn)行 控制的按鍵輸入回路構(gòu)成；所述上層電路板、下層電路板和顯示電路板之間通 過接插件連接。所述開關(guān)電源回路包括電阻、電容、二極管、橋式整流器、變壓器、電感、 三端穩(wěn)壓管、光耦、高精度基準(zhǔn)源、開關(guān)器件和接插件I ;所述接插件I的1、 2腳經(jīng)過熱敏電阻、壓敏電阻、共模電感、無感電容和橋式整流器和電解電容 的整流穩(wěn)壓接入變壓器TS1的初級(jí)繞組和開關(guān)管，變壓器TS1的次級(jí)主繞組 經(jīng)過二極管、電容和電感和保護(hù)穩(wěn)壓二極管后輸出；變壓器TS1的次級(jí)副經(jīng)過 二極管、電容和三端穩(wěn)壓管后輸出；變壓器TS1的反饋繞組經(jīng)過二極管、電阻、 電容、光耦接到開關(guān)管的控制端，控制電流的大小受主繞組輸出的電壓和由基 準(zhǔn)源、電阻電容組成的電路控制。所述通訊回路包括電阻、差分收發(fā)器、三極管、光耦和接插件II;所述差 分收發(fā)器的6、 7腳通過電阻分別連接485通訊線路，5、 8腳分別與所述開關(guān) 電源回路的輸出端連接，1、 4腳經(jīng)過光耦隔離分別通過接插件II與CPU的接 收端RXD和發(fā)送端TXD相連；2、 3腳互相連接與三極管組成收發(fā)自動(dòng)控制 電路。所述信號(hào)輸入回路由接插件III、三相電壓信號(hào)輸入電路和三相電流信號(hào)輸 入電路，三相電壓輸入電路由電感、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)、雙向保護(hù)二極管和RC電 路構(gòu)成；三相電流輸入電路由電流互感器、取樣電阻、雙向保護(hù)二極管和RC 電路構(gòu)成；所述電壓信號(hào)輸入電路和電流信號(hào)輸入電路一端連接接插件III的一 個(gè)接插口，另一端與信號(hào)處理芯片I的13、 14、 15、 16腳和5、 6、 7、 8、 9、 IO腳連接，信號(hào)處理芯片I將電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)通過接插 件IV與顯示電路板相連。所述信號(hào)處理回路由芯片I、為芯片I的數(shù)字部分提供電源的數(shù)字電源電 路、為芯片I的模擬部分提供電源的模擬電源電路及芯片I提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí) 鐘電路構(gòu)成；所述模擬電源電路由+ 5V電源和電容組成并接入所述芯片I的 4、 11、腳，所述數(shù)字電源電路由+5V電源和電容組成并接入所述芯片I的2、 3腳，所述時(shí)鐘電路由晶振和電容組成并接入所述芯片I的19、 20腳，芯片I 的l、 17、 18、 21、 22、 23、 24腳依次接入接插件IV的2、 1、 7、 6、 5、 4、 3 腳。芯片I的出校表脈沖AP、 RP通過接插件IV與上層電路板相連。所述控制回路由芯片II及其外圍電路構(gòu)成，包括為芯片II的數(shù)字部分提供 電源的數(shù)字電源電路、為芯片II的模擬部分提供電源的模擬電源電路和為芯片 II提供時(shí)鐘信號(hào)的晶振電路、提供精確時(shí)間的時(shí)鐘電路、編程接口和按鍵構(gòu)成; 芯片II片選CSO、 SPI接口 (MOSI、 MSO、 SCLK)、外部中斷管腳IRQ1通 過接插件V與下層電路板的信號(hào)處理芯片相連，芯片II通訊SCI接口 RXD、TXD和定時(shí)器接口 PWM1、 PWM2、 PWM3、 PWM4通過接插件VI與上層電 路板連接，上層電路板輸出電源給下層電路板和顯示電路板各個(gè)電路供電。所述顯示回路由液晶、背光及其控制電路組成，所述液晶由芯片II直接驅(qū) 動(dòng)；所述背光由芯片II的CS2管腳控制，通過三極管來增加驅(qū)動(dòng)電流。所述時(shí)鐘回路由芯片IV、電阻、電容、二極管和電池組成，該時(shí)鐘電路在 掉電時(shí)由電池供電，二極管的作用是防止掉電時(shí)電池給其它電路供電而縮短其 使用壽命。所述掉電保存回路由芯片ni、電阻和電容組成，芯片in為鐵電在掉電時(shí)可 以實(shí)時(shí)保存電能數(shù)據(jù)。 所述按鍵輸入回路由按鈕組成，按鈕的一端接入所述控制回路中芯片II的47、 48、 49、 50腳，另一端互相連接之后接地。所述網(wǎng)路電力儀表中還包括一與外部編程設(shè)備連接、用于對(duì)所述控制回路 中芯片II進(jìn)行編程的編程接口，其1腳接+5V電源，3腳接地，其它接線腳與 所述芯片II中的對(duì)應(yīng)接線腳連接。所述網(wǎng)絡(luò)電力儀表上層電路板上可以選配一開關(guān)量輸入模塊或一變送輸出 模塊。所述上層電路板電路中還包括一用于給所述時(shí)鐘回路提供外部電源，保證 時(shí)鐘回路正常工作的時(shí)鐘電源回路，它由電池、二極管、電阻和+5V電源組 成，電池的負(fù)極接地，電池的正極通過電阻、二極管連接到所述時(shí)鐘回路的6 腳，+5V電源通過二極管連接到所述時(shí)鐘回路的6腳。本實(shí)用新型小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，采用模塊化的設(shè)計(jì)，極大的縮小了儀 表的體積，將其它諸如開關(guān)量輸入、變送輸出、通訊設(shè)置成相應(yīng)的模塊，在需 要不同的功能時(shí)安裝相應(yīng)的模塊，增強(qiáng)了儀表的功能，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明。圖1為本實(shí)用新型小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表的上層電路板的電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表的下層電路板的電路原理圖。
圖4為本實(shí)用新型小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表的顯示電路板的電路原理圖。 圖5為加裝開關(guān)量輸入模塊或變送輸出模塊的上層電路板的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了 解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖1所示， 一種小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它包括殼體、提供網(wǎng)絡(luò)電力儀 表電源的開關(guān)電源回路1、通過RS-485的通訊方式與網(wǎng)絡(luò)電力儀表進(jìn)行通訊的 通訊回路2 (注該電路為模塊)、三相電壓信號(hào)輸入的信號(hào)輸入回路3;三相 電流信號(hào)輸入回路4、 一將所述信號(hào)輸入回路3和4輸入的三相電壓、電流信 號(hào)進(jìn)行處理的回路5、 一控制回路6; —與所述控制回路6連接，顯示測量結(jié) 果的顯示回路7; —與所述控制回路6連接，輸入時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘回路8和81; 一與所述控制回路6連接，在掉電的時(shí)候能有效保存當(dāng)前電能信息的掉電保存回路9; 一與所述控制回路6連接，用于對(duì)所述控制回路進(jìn)行控制的按鍵輸入回路10及一與所述控制回路6連接，對(duì)CPU進(jìn)行編程的編程接口 61構(gòu)成。如圖2所示，所述開關(guān)電源回路1包括電阻R36 R40、熱敏電阻RV1、 壓敏電阻VZ2、電容CV4、 C34、 C36、 C37、 C39、 C43、 C46、 C48、 C49、 電解電容C33、 C35、 C38、 C44、 C45、 C47、 二極管VD7 VD11、穩(wěn)壓二極 管VD6、 VD12、橋式整流器VD5、共模電感L4、變壓器TS1、電感L5、三 端穩(wěn)壓管IC5、 IC6、光耦I(lǐng)C8、精密基準(zhǔn)源IC9、開關(guān)管IC7和接插件JB2; 所述接插件JB2的1、 2腳分別與熱敏電阻RV1、壓敏電阻VZ2連接，熱敏電 阻RV1、壓敏電阻VZ2的另一端互相連接，壓敏電阻VZ2的兩端并聯(lián)在變壓 器L4的2、 4腳兩端，共模電感L4的1、 3腳兩端并聯(lián)無感電容CV4后再連 接在橋式整流器VD5的1、 2腳兩端；橋式整流器VD5的3腳分別與電解電 容C33的正極、電容C34、電阻R36、穩(wěn)壓二極管VD6的正極和變壓器TS1 的1腳連接，橋式整流器VD5的4腳分別連接電解電容的C33的負(fù)極、電解 電容C38的負(fù)極和開關(guān)管IC7的2腳；電容C34的另一端與電阻R36的另一 端、穩(wěn)壓二極管VD6的負(fù)極和二極管VD9的負(fù)極互相連接，二極管VD9的 正極分別與開關(guān)電源IC7的3腳和變壓器TS1的3腳連接；變壓器TS1的11極連接，二極管VD8的負(fù)極分別與電解電容C47的正極、 電容C48和三端穩(wěn)壓器IC6的3腳連接，變壓器TS1的10腳分別與電解電容 C47的負(fù)極、電容C48的另一端和三端穩(wěn)壓器IC6的2腳連接，三端穩(wěn)壓器IC6 的1腳與電容C49連接后作為輸出端VCC一1，三端穩(wěn)壓器IC6的2腳與電容 C49另一端連接后作為輸出端VSS_1;變壓器TS1的9腳與二極管VD7的正 極連接，二極管VD7的負(fù)極分別與電解電容C35的正極、電容C36和三端穩(wěn) 壓器IC5的3腳連接，變壓器TS1的8腳分別與電解電容C35的負(fù)極、電容 C36的另一端和三端穩(wěn)壓器IC5的2腳連接，三端穩(wěn)壓器IC5的1腳與電容 C37連接后作為輸出端VCC—2，三端穩(wěn)壓器IC5的2腳與電容C37另一端連 接后作為輸出端VSS—2，輸出端VSS一1、 VSS—2與接插件JB2的8、 12腳連 接；變壓器TS1的5腳與二極管VD10的正極連接，VD10的負(fù)極分別與電容 C39和光耦I(lǐng)C8的4腳連接，電容C39的另一端與變壓器TS1的4腳連接后， 接電源GS端，電解電容C38的正極與開關(guān)電源IC7的1腳連接后通過電阻 R37連接到光耦I(lǐng)C8的3腳；變壓器TS1的6腳分別與電解電容C44的負(fù)極、 電解電容C45的負(fù)極、電容C46和穩(wěn)壓二極管VD12的正極連接后，再接地， 變壓器TS1的7腳與二極管VD11的正極連接，VD11的負(fù)極分別與電解電容 C44的正極、電感L5和電阻R38，電阻R38的另一端與光耦I(lǐng)C8的1腳連接， 電感L5的另一端分別與電解電容C45的正極、電阻R40、電容C46和穩(wěn)壓二 極管VD12的負(fù)極連接，再接入+5V的電源；電阻R40的另一端分別與電阻 R39、電容C43和精密基準(zhǔn)源IC9的1腳連接，電容C43的另一端與精密基準(zhǔn) 源IC9的3腳連接，再接入光耦I(lǐng)C8的2腳，電阻R39的另一端與可控硅IC9 的2腳連接，然后接地。所述通訊回路2包括電阻R41 R48、差分收發(fā)器U5、三極管V2和光耦 Ul、 U2;差分收發(fā)器U5的6、 7腳通過電阻R47、 R48分別連接485通訊線 路，5、 8腳分別與所述開關(guān)電源回路1的輸出端VSS—2、 VCC—2連接；差分 收發(fā)器U5的1腳與光耦U2的3腳，光耦U2的2腳通過電阻R44接所述開 關(guān)電源回路l的輸出端VCC—2，光耦U2的5腳接地，6腳通過電阻R42與8 腳連接后在接+ 5V電源，光耦U2的6腳與電阻R42連接端作為光耦U2的輸 出端RXD;差分收發(fā)器U5的2、 3腳互相連接后，分別連接電阻R45和三極
管V2的集電極，電阻R45的另一端與所述開關(guān)電源回路1的輸出端VCC一2 連接，三極管V2的發(fā)射極連接所述開關(guān)電源回路1的輸出端VSS一2，三極管 V2的基極通過電阻R46接入光耦Ul的6腳；差分收發(fā)器U5的4腳與光耦 Ul的6腳連接，光耦U2的2腳通過電阻R44接所述開關(guān)電源回路1的輸出 端VCC一2，光耦Ul的5腳接所述開關(guān)電源回路1的輸出端VSS_2， 6腳通過 電阻R43與8腳連接后再接所述開關(guān)電源回路1的輸出端VCC一2，光耦Ul 的2腳通過電阻R41連接+5V電源，光耦U1的3腳作為輸出端TXD;輸出 端RXD、 TXD通過總線互相連接，然后接入接插件JB3的接線腳，通過接插 件JB3顯示電路板上的接插件JB1連接。如圖3所示，所述信號(hào)輸入回路3包括接插件XS2和三組電壓電路，每 組電路通過接插件XS2的10、 9、 8、 7腳分別連接三相電源的UA、 UB、 UC 和接地端；UA端通過電感L1依次連接電阻R1、 R2、 R3，電阻R3的另一端 電阻R10、 R13和雙向保護(hù)二極管DV1的3腳；電阻R10的另一端分別與雙 向保護(hù)二極管DV1的1、 2腳和電容CV1連接后接地，電容CV1的另一端與 電阻R13的另一端連接；UB端通過電感L2依次連接電阻R4、 R5、 R6，電阻 R6的另一端電阻R11、 R14和雙向保護(hù)二極管DV2的3腳；電阻R11的另--端分別與雙向保護(hù)二極管DV2的1、 2腳和電容CV2連接后接地，電容CV2 的另一端與電阻R14的另一端連接；UC端通過電感L3依次連接電阻R7、 R8、 R9,電阻R9的另一端電阻R12、 R15和雙向保護(hù)二極管DV3的3腳；電阻 R12的另一端分別與雙向保護(hù)二極管DV3的1、 2腳和電容CV3連接后接地， 電容CV3的另一端與電阻R15的另一端連接；接地端接入電阻R12與雙向保 護(hù)二極管l腳的連接處；電阻R23、電容CV4互相并聯(lián)一端接地，另一端與 電阻R13與電容CV1的連接處、電阻R14與電容CV2的連接處，電阻R15 與電容CV3的連接處互相連接然后通過總線接入所述信號(hào)處理回路5中芯片 IC1的5 10、 13 16腳。所述電流信號(hào)輸入回路4包括三組電路，第一組電路的互感器CT1的2 腳分別連接電阻R16、 R22，互感器CT1的3腳分別連接電阻R17、 R24，電 阻R16、 R17互相連接后分別接電容C4、 C5，然后接地；電阻R22的另一端 分別連接電容C5的另一端、雙向保護(hù)二極管Dl的3腳和所述信號(hào)處理回路5
中芯片IC1的5腳連接；電阻R24的另一端分別連接電容C4的另一端、雙向 保護(hù)二極管D2的3腳和所述信號(hào)處理回路5中芯片IC1的6腳連接；雙向保 護(hù)二極管Dl的1、 2腳互相連接后接地，雙向保護(hù)二極管D2的1、 2腳互相 連接后接地；第二組電路互感器CT2的2腳分別連接電阻R18、 R25，互感器 CT2的3腳分別連接電阻R19、 R26，電阻R18、 R19互相連接后分別接電容 C8、 C6，然后接地；電阻R25的另一端分別連接電容C8的另一端、雙向保護(hù) 二極管D3的3腳和所述信號(hào)處理回路5中芯片IC1的7腳連接；電阻R26的 另一端分別連接電容C6的另一端、雙向保護(hù)二極管D4的3腳和所述信號(hào)處 理回路5中芯片IC1的8腳連接；雙向保護(hù)二極管D3的1、2腳互相連接后接 地，雙向保護(hù)二極管D4的1、 2腳互相連接后接地；第三組電路互感器CT3 的2腳分別連接電阻R20、 R27，互感器CT3的3腳分別連接電阻R21、 R28， 電阻R20、 R21互相連接后分別接電容C7、 C9，然后接地；電阻R27的另一 端分別連接電容C7的另一端、雙向保護(hù)二極管D5的3腳和所述信號(hào)處理回 路5中芯片IC1的9腳連接；電阻R28的另一端分別連接電容C9的另一端、 雙向保護(hù)二極管D6的3腳和所述信號(hào)處理回路5中芯片IC1的10腳連接;雙 向保護(hù)二極管D5的1、 2腳互相連接后接地，雙向保護(hù)二極管D6的1、 2腳 互相連接后接地?；ジ衅鰿T1、 CT2、 CT3從中間穿線分別與接插件XS2的1、 2、 3、 4、 5、 6相連。所述信號(hào)處理回路5由芯片IC1及與芯片IC1的接線腳連接的為芯片IC1 的數(shù)字部分提供電源的數(shù)字電源電路、為芯片IC1的模擬部分提供電源的模擬 電源電路和為芯片IC1提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘電路構(gòu)成；模擬電源電路由+5V 電源、電容C13和電解電容C12組成，電解電容C12和電容C13互相并聯(lián)， 然后并聯(lián)在芯片IC1的2、 3腳兩端，芯片IC1的3腳接+5V電源，2腳接地； 數(shù)字電源電路由+ 5V電源、電容CIO、 C16和電解電容C11組成，電解電容 Cll和電容C10互相并聯(lián)，然后并聯(lián)在芯片IC1的4、 11腳兩端，電容C16 并聯(lián)在芯片ICl的ll、 12腳兩端，芯片IC1的4腳接+5V電源，芯片IC1的 ll腳接地；時(shí)鐘電路由晶振X1和電容C14、 C15組成，芯片IC1的20腳通 過電容C14后接地，芯片IC1的19腳通過電容C15后接地，晶振X1并聯(lián)連 接在芯片IC1的19、 20腳；芯片IC1的1、 17、 18、 21、 22、 23、 24腳依次
接入接插件XS1的2、 1、 7、 6、 5、 4、 3腳。如圖4所示，所述控制回路6由芯片IC2、接插件JA1、接插件JB1及與 芯片IC2的接線腳連接的為芯片IC2的數(shù)字部分提供電源的數(shù)字電源電路、為 芯片IC2的模擬部分提供電源的模擬電源電路和為芯片IC2提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí) 鐘電路構(gòu)成；接插件JB1與接插件XS1互相連接，將信號(hào)處理回路5處理后 的信號(hào)由接插件XS1通過接插件JB1輸入控制回路6中；接插件JA1的3腳 與芯片IC2的32腳連接，接插件JA1的4腳與芯片IC2的21腳連接，接插件 JA1的5腳與芯片IC2的31腳連接，接插件JA1的6腳與芯片IC2的53腳連 接，接插件JA1的7腳與芯片IC2的39腳連接；數(shù)字電源電路由+5V電源和 電阻R7組成，+5V電源通過電阻R32連接在芯片IC2的41腳為芯片IC2的 數(shù)字部分提供電源；模擬電源電路由+5V電源、電容C7和電解電容C3組成， 芯片IC2的59腳與62腳互相連接后接入+5V電源，芯片IC2的64腳與60 腳互相連接后接地，電解電容C3和電容C7互相并聯(lián)，然后并聯(lián)在芯片IC2 的60、 62腳兩端；時(shí)鐘電路由晶振X2、電阻R33、 R34、 R35和電容C17、 C18、 C19、 C20、 C21組成，芯片IC2的40腳通過電容C17后接地，芯片IC2 的67腳分別連接電阻R33、電容C21，電阻R33的另一端連接電容C20，電 容C20、 C21的另一端接地，芯片IC2的65腳通過電容C18后接地，芯片IC2 的66腳依次通過電阻R35、電容C19后接地，電阻R33并聯(lián)在芯片IC2的65、 66腳兩端，晶振X2并聯(lián)在芯片IC2的65腳和電阻R35的兩端；芯片IC2的 11、 12、 17、 18、 29、 30、 33、 34、 57、 58、 69 74腳通過總線連接在接插件 JB1的接線腳上；芯片IC2的63腳接+5V電源。所述顯示回路7由LCD芯片、電源VCC和三極管VI組成，LCD芯片的 1 36腳通過總線與控制回路6中的芯片IC2的1、 3 10、 15、 16、 19、 20、 22 28、 35 38、 42 46、 51、 52、 75、 76腳連接；LCD芯片的Kl、 K2腳 互相連接后接入三極管V1的集電極，LCD芯片的A1、 A2腳互相連接后接入 電源VCC;三極管V1的發(fā)射極接地，三極管V1的基極接入控制回路6中芯 片IC2的55腳。所述時(shí)鐘回路8由芯片IC4、電阻R62、 R63、電容C32和+ 5V電源組成， 電容C32并聯(lián)在芯片IC4的6、 ll腳兩端，芯片IC4的7腳與11腳互相連接
后接地；芯片IC4的2、 13腳分別通過電阻R62、 R63互相連接，然后接入+ 5V電源；芯片IC4的2腳接入控制回路6中芯片IC2的13腳，芯片IC4的2 腳接入控制回路6中芯片IC2的13腳。所述掉電保存回路9由芯片IC3、 +5電源、電阻R30和電容C2組成，芯 片IC3的1腳通過電阻R30接入+5電源，電容C2并聯(lián)在芯片IC3的3、 8腳 兩端，芯片IC3的7腳與8腳連接接入+5電源，芯片IC3的4腳與3腳連接 后接地，芯片IC3的1、 2、 5、 6腳通過總線連接到控制回路6中芯片IC2的 21、 31、 32、 39、 41、 53、 54、 55、 56腳。所述按鍵輸入回路10由按鈕KeyE、 KeyR、 KeyL、 KeyS組成，按鈕KeyE、 KeyR、 KeyL、 KeyS的一端依次接入控制回路6中的芯片IC2的47、 48、 49、 50腳，按鈕KeyE、 KeyR、 KeyL、 KeyS的另一端互相連接之后接地。為了給時(shí)鐘回路8提供外部電源，保證時(shí)鐘回路8正常工作，本實(shí)用新型 的網(wǎng)絡(luò)電力儀表還包括一時(shí)鐘電源回路81，它由電池U2、 二極管VD3、 VD4、 電阻R29和+ 5V電源組成，電池U2的負(fù)極接地，電池U2的正極通過電阻 R29接入二極管VD3的正極，+5V電源接入二極管VD4的正極，二極管VD3、 VD的負(fù)極互相連接，然后接入時(shí)鐘回路8中芯片IC4的6腳。本實(shí)用新型的網(wǎng)路電力儀表中還包括一調(diào)試編輯接口 61，其1腳接+5V 電源，2腳接芯片IC2的65腳，3腳接地，4腳接芯片IC2的39腳，5腳接芯 片IC2的40腳，6腳接芯片IC2的35腳，7腳接芯片IC2的48腳，8腳接芯 片IC2的49腳，10腳接芯片IC2的47腳；與外部編程設(shè)備連接、方便對(duì)控制 回路6中芯片IC2進(jìn)行調(diào)試、編輯。如圖5所示，在上層電路板上，還可以選配開關(guān)量輸入模塊和變送輸出模 塊。開關(guān)量輸入回路11和變送輸出回路12，開關(guān)量輸入輸出回路11由光耦 U4A、 U4B和電阻R49、 R50構(gòu)成；光耦U4A的7、 8腳與接插件JB2的4、 3 腳互相連接，光耦U4B的5、 6腳與接插件JB2的6、 5腳互相連接，光耦U4A 的2腳與光耦U4B的4腳互相連接，然后接地;光耦U4A的1腳通過電阻R49 接入接插件JB3的3腳，光耦U4B的3腳通過電阻R50接入接插件JB3的4 腳。變送輸出模塊電路略。模塊接口MK1，其l、 3腳接接插件JB3的6、 8腳，2腳接地GND，其6、 7腳接開關(guān)電源回路1的輸出端VCC—1、 VSS—1， 8腳與接插件JB2的7 腳。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu) 點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí) 施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神 和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入 要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書 及其等效物界定。
權(quán)利要求1、一種小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，它包括一殼體、上下兩層電路板及顯示電路板，其上層電路板由提供網(wǎng)絡(luò)電力儀表電源的開關(guān)電源回路和通過RS-485硬件接口、Modbus-RTU協(xié)議的通訊方式與上位機(jī)或系統(tǒng)進(jìn)行通訊的通訊回路構(gòu)成；其下層電路板由一信號(hào)輸入回路和一將電壓和電流輸入信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理回路構(gòu)成；其顯示電路板由一控制回路；一與所述控制回路連接，顯示測量結(jié)果的顯示回路；一與所述控制回路連接，輸入時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘回路；一與所述控制回路連接，在掉電的時(shí)候能有效保存當(dāng)前電能信息和校準(zhǔn)參數(shù)的掉電保存回路及一與所述控制回路連接，用于對(duì)所述控制回路進(jìn)行控制的按鍵輸入回路構(gòu)成；所述上層電路板、下層電路板和顯示電路板之間通過接插件連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述開關(guān)電源回 路包括電阻、電容、二極管、橋式整流器、變壓器、電感、三端穩(wěn)壓管、光 耦、高精度基準(zhǔn)源、開關(guān)器件和接插件I ;所述接插件I的1、 2腳經(jīng)過熱敏 電阻、壓敏電阻、共模電感、無感電容和橋式整流器和電解電容的整流穩(wěn)壓 接入變壓器TS1的初級(jí)和開關(guān)管，變壓器TS1的次級(jí)主繞組經(jīng)過二極管、電 容和電感和保護(hù)穩(wěn)壓二極管后輸出；變壓器TS1的次級(jí)副經(jīng)過二極管、電容 和三端穩(wěn)壓管后輸出；變壓器TS1的反饋繞組經(jīng)過二極管、電阻、電容、光 耦接到開關(guān)管的控制端，控制電流的大小受主繞組輸出的電壓和由基準(zhǔn)源、 電阻電容組成的回路控制。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述通訊回路包括電阻、差分收發(fā)器、三極管、光耦和接插件n;所述差分收發(fā)器的6、 7腳通過電阻分別連接485通訊線路，5、 8腳分別與所述開關(guān)電源回路的輸出端 連接，1、 4腳經(jīng)過光耦隔離分別通過接插件II與接收端RXD和發(fā)送端TXD 相連；2、 3腳互相連接與三極管組成收發(fā)自動(dòng)控制電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述信號(hào)輸入回 路包括接插件in、三相電壓信號(hào)輸入電路和三相電流信號(hào)輸入電路，三相電 壓輸入電路由電感、分壓電阻網(wǎng)絡(luò)、雙向保護(hù)二極管和RC電路構(gòu)成；三相電 流輸入電路由電流互感器、取樣電阻、雙向保護(hù)二極管和RC電路構(gòu)成；所述 電壓信號(hào)輸入電路和電流信號(hào)輸入電路一端連接接插件的一個(gè)接插口，另一 端與信號(hào)處理芯片I的13、 14、 15、 16腳和5、 6、 7、 8、 9、 10腳連接，信號(hào)處理芯片I將電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)通過接插件III與顯示 電路板相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述信號(hào)處理芯 片I外圍電路由為芯片I的數(shù)字部分提供電源的數(shù)字電源電路、為芯片I的 模擬部分提供電源的模擬電源電路和為芯片I提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘電路構(gòu) 成；所述模擬電源電路由+5V電源和電容組成并接入所述芯片I的4、 11、 腳，所述數(shù)字電源電路由+5V電源和電容組成并接入所述芯片I的2、 3腳， 所述時(shí)鐘電路由晶振和電容組成并接入所述芯片I的19、 20腳，芯片I的1、 17、 18、 21、 22、 23、 24腳依次接入接插件IV的2、 1、 7、 6、 5、 4、 3腳。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述控制回路由 芯片II及其外圍電路構(gòu)成，包括為芯片II的數(shù)字部分提供電源的數(shù)字電源電 路、為芯片II的模擬部分提供電源的模擬電源電路和為芯片II提供時(shí)鐘信號(hào) 的晶振電路、提供精確時(shí)間的時(shí)鐘電路、編程接口和按鍵構(gòu)成；芯片II片選 CS0、 SPI接口 (MOSI、 MISO、 SCLK)、外部中斷管腳IRQ1通過接插件V 與下層電路板相連，芯片II的通訊SCI接口 RXD、TXD和定時(shí)器接口 PWM1 、 PWM2、 PWM3、 PWM4通過接插件VI與上層電路板連接，上層電路板輸出 電源給下層電路板和顯示電路板各個(gè)電路供電；下層電路板數(shù)字信號(hào)處理芯 片I輸出校表脈沖AP、 RP通過接插件與上層電路板相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述顯示回路由 液晶、背光及其控制電路組成，所述液晶由芯片II直接驅(qū)動(dòng)；所述背光由芯 片II的CS2管腳控制，通過三極管來增加驅(qū)動(dòng)電流。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述時(shí)鐘回路由 芯片IV、電阻R62、 R63、電容C32和+ 5V電源組成，電容C32并聯(lián)在芯片 IV的6、 ll腳兩端，芯片IV的7腳與11腳互相連接后接地；芯片IV的2、 13 腳分別通過電阻R62、 R63互相連接，然后接入+5V電源；芯片IV的2腳接 入控制回路6中芯片IC2的13腳，芯片IV的2腳接入控制回路6中芯片II的 13腳。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述掉電保存回 路由芯片III、 +5電源、電阻R30和電容C2組成，芯片III的1腳通過電阻R30 接入+5電源，電容C2并聯(lián)在芯片III的3、 8腳兩端，芯片III的7腳與8腳連 接接入+5電源，芯片III的4腳與3腳連接后接地，芯片III的l、 2、 5、 6腳通 過總線連接到控制回路6中芯片II的21、 31、 32、 39、 41、 53、 54、 55、 56 腳。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述按鍵tl入回 路由按鈕組成，按鈕的一端接入所述控制回路中芯片II的47、 48、 49、 50腳， 另一端互相連接之后接地。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，所述網(wǎng)路電力儀 表中還包括一與外部編程設(shè)備連接、用于對(duì)所述控制回路中芯片II進(jìn)行編程 的編程接口，其1腳接+5V電源，3腳接地，其它接線腳與所述芯片II中的 對(duì)應(yīng)接線腳連接。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，在上層電路板上 還包括一開關(guān)量輸入模塊，開關(guān)量輸入模塊由光耦和電阻構(gòu)成；光耦與接插 件I互相連接，光耦通過電阻接入接插件II 。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，其特征在于，在上層電路板上 還包括一變送輸出模塊，其l、 3腳接接插件JB3的6、 8腳，2腳接地GND， 其6、 7腳接開關(guān)電源回路1的輸出端VCC一1、 VSS一1， 8腳與接插件JB2的 7腳。
專利摘要一種小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它包括一殼體、上下兩層電路板及顯示電路板，其上層電路板由開關(guān)電源回路和通訊回路構(gòu)成；其下層電路板由一信號(hào)輸入回路和一將電壓和電流輸入信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理回路構(gòu)成；其顯示電路板由一控制回路；一顯示回路；一時(shí)鐘回路；一掉電保存回路及一按鍵輸入回路構(gòu)成；所述上層電路板、下層電路板和顯示電路板之間通過接插件連接；本實(shí)用新型小體積的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，采用模塊化的設(shè)計(jì)，極大的縮小了儀表的體積，將其它諸如開關(guān)量輸入、變送輸出、通訊設(shè)置成相應(yīng)的模塊，在需要不同的功能時(shí)安裝相應(yīng)的模塊，增強(qiáng)了儀表的功能，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
文檔編號(hào)G01R15/12GK201053987SQ20072007153
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者中 周, 蔡守平 申請(qǐng)人:上海安科瑞電氣有限公司