專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有計(jì)量功能的智能控制設(shè)備，特別涉及一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)線化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的一種趨勢(shì)，反映時(shí)代需求，是信息社會(huì)和未來(lái)智能建筑的發(fā)展方向。在全球能源日趨緊張的環(huán)境下，綠色低碳理念越來(lái)越深入到社會(huì)生產(chǎn)生活之中。尤其對(duì)電器設(shè)備的用電情況和節(jié)能控制提出了很多要求。從傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程有線的點(diǎn)到點(diǎn)的手動(dòng)控制到現(xiàn)今主流的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化智能控制。 ZIGBEE技術(shù)是一種新興的基于IEEE802. 15. 4的無(wú)線通信技術(shù)，具有低功耗、低復(fù)雜度、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好、使用全球免費(fèi)ISM頻段等特點(diǎn)。繼電器作為電器設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制元件，在實(shí)際應(yīng)用中有其局限性。因繼電器的觸點(diǎn)在輸入市電電壓非過(guò)零處動(dòng)作，特別是在市電相位90度或270度時(shí)，繼電器觸點(diǎn)將產(chǎn)生極大的瞬間大電流或高電壓，對(duì)繼電器本身和電器設(shè)備的使用壽命和正常工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。雖然已有過(guò)零固態(tài)繼電器，但是，傳統(tǒng)的繼電器仍是不可替代的。事實(shí)上，不帶有過(guò)零控制功能的智能插座將會(huì)導(dǎo)致降額使用，造成資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)的計(jì)量插座不帶有無(wú)線通斷控制，其計(jì)量量程也不大，在負(fù)載小電流時(shí)很難精確計(jì)量，同時(shí)因?yàn)轶w積過(guò)大很難集成在面板插座中；而傳統(tǒng)可控插座因沒(méi)有過(guò)零控制功能，在插座中很難做到16A額定電流的通斷的正常操作，并且也沒(méi)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能力和計(jì)量功能，因受到各種客觀條件的限制，當(dāng)今還未出現(xiàn)一款具有可遠(yuǎn)程與本地兩種方式下的繼電器過(guò)零控制通斷額定電流16A的有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能力的智能計(jì)量插座。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶過(guò)零控制的無(wú)線智能可控的計(jì)量插座。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，包括相位檢測(cè)回路、電壓采樣回路、電能計(jì)量單元、無(wú)線通信模塊、電源回路、大電流繼電器回路及電流采集回路，其特征在于相位檢測(cè)回路檢測(cè)市電電壓過(guò)零處的相位檢測(cè)方波信號(hào)，并把該相位檢測(cè)方波信號(hào)送至無(wú)線通信模塊；電壓采樣回路對(duì)市電電壓進(jìn)行取樣，并將電壓取樣信號(hào)送至電能計(jì)量單元的電壓采樣通道；無(wú)線通信模塊經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收無(wú)線控制設(shè)備給出的控制信號(hào)，并根據(jù)該控制信號(hào)控制大電流繼電器回路的通斷，由大電流繼電器回路向外接負(fù)載輸出電源； 電流采集回路對(duì)大電流繼電器回路輸出的電源進(jìn)行電流采集，并將采集到的電流信號(hào)送至電能計(jì)量單元的電流采樣通道；
無(wú)線通信模塊與電能計(jì)量單元之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸一方面，由無(wú)線通信模塊對(duì)電能計(jì)量單元的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；另一方面，由無(wú)線通信模塊將通過(guò)電能計(jì)量單元獲得的電能參數(shù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)端的信息數(shù)據(jù)處理中心；由電源回路為相位檢測(cè)回路、電能計(jì)量單元、無(wú)線通信模塊及大電流繼電器回路提供工作電壓。優(yōu)選地，所述相位檢測(cè)回路與所述電壓采樣回路共用一高壓取樣網(wǎng)絡(luò)，由高壓取樣網(wǎng)絡(luò)得到市電的電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)；所述相位檢測(cè)回路還包括信號(hào)整形單元，由信號(hào)整形單元將電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)整形為所述相位檢測(cè)方波信號(hào)；所述電壓采樣回路還包括分壓?jiǎn)卧盀V波單元，由分壓回路對(duì)電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)再次分壓得到二次分壓信號(hào)，濾波單元對(duì)該二次分壓信號(hào)進(jìn)行濾波得到一個(gè)與所述電能計(jì) 量單元適配的交流小信號(hào)，該交流小信號(hào)即為所述電壓取樣信號(hào)。優(yōu)選地，所述高壓取樣網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)在市電零線與火線之間的電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4，所述電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)由電阻R4兩端獲得。優(yōu)選地，所述信號(hào)整形單元包括場(chǎng)效應(yīng)管一及電阻R5，場(chǎng)效應(yīng)管一的門(mén)極接入所述電阻R3與所述電阻R4之間，場(chǎng)效應(yīng)管一的漏極接參考地，場(chǎng)效應(yīng)管一的源極接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接所述電源回路，在場(chǎng)效應(yīng)管一的源極與電阻R5之間引出所述相位檢測(cè)方波信號(hào)。優(yōu)選地，所述分壓?jiǎn)卧ù?lián)的電阻R6及電阻R7，電阻R6及電阻R7并聯(lián)在所述電阻R4的兩端，由電阻R7的兩端獲得所述二次分壓信號(hào)；所述濾波單元由阻容濾波回路實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，所述電流采集回路包括小電流量程采集回路及大電流量程采集回路，將O IOmA的負(fù)載電流范圍定義為小電流量程，將IOmA 16A的負(fù)載電流范圍定義為大電流
里fe ；所述電流采樣通道相對(duì)應(yīng)地分為小電流采樣通道及大電流采樣通道；通過(guò)小電流量程采集回路獲得的小電流信號(hào)經(jīng)由小電流采樣通道送入所述電能計(jì)量單元；通過(guò)大電流量程采集回路獲得的大電流信號(hào)經(jīng)由大電流采樣通道送入所述電能計(jì)量單元；當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)IOmA時(shí)，電能計(jì)量單元僅讀取大電流采樣通道的大電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；否則，電能計(jì)量單元僅小電流采樣通道的小電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。優(yōu)選地，所述大電流繼電器回路包括大電流繼電器、續(xù)流二極管及場(chǎng)效應(yīng)管二，大電流繼電器的輸入回路的一端連接所述電源回路，另一端串接續(xù)流二極管后與所述電源回路相連，場(chǎng)效應(yīng)管二的源極接入大電流繼電器的輸入回路的另一端與續(xù)流二極管之間，場(chǎng)效應(yīng)管二的漏極接參考地，場(chǎng)效應(yīng)管二的門(mén)極接所述無(wú)線通信模塊；大電流繼電器的輸出回路的一端接市電的火線，另一端向外接負(fù)載輸出火線信號(hào)。優(yōu)選地，所述小電流量程采集回路及所述大電流量程采集回路共用同一錳電阻，所述小電流量程采集回路及所述大電流量程還分別包括小電流濾波單元及大電流濾波單元，錳電阻串接在所述市電的火線與所述大電流繼電器的輸出回路的一端之間，小電流濾波單元及大電流濾波單元的一端分別接入錳電阻與所述大電流繼電器的輸出回路的一端之間，另一端分別弓I出所述小電流信號(hào)及所述大電流信號(hào)。
優(yōu)選地，所述通過(guò)電能計(jì)量單元獲得的電能參數(shù)至少包括電壓有效值、電流有效值、有功功率值、頻率、功率因素及電量值。優(yōu)選地，所述無(wú)線通信模塊連接強(qiáng)制按鍵，無(wú)線通信模塊根據(jù)強(qiáng)制按鍵的動(dòng)作產(chǎn)生強(qiáng)制信號(hào)，由無(wú)線通信模塊根據(jù)該強(qiáng)制信號(hào)控制大電流繼電器回路的通斷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是克服了傳統(tǒng)的可控插座在通斷控制的過(guò)程中繼電器觸點(diǎn)在瞬間會(huì)產(chǎn)生極大的大電流或高電壓以及固態(tài)繼電器選相角度不可控制的缺陷，是一種帶過(guò)零控制的無(wú)線智能可控的計(jì)量插座。同時(shí)也克服了傳統(tǒng)計(jì)量插座中電壓采樣回路、電流采樣回路體積偏大、計(jì)量量程偏窄、計(jì)量精度不高、極小電流無(wú)法測(cè)得的缺陷。本發(fā)明還解決了傳統(tǒng)計(jì)量插座無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制和組網(wǎng)功能的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的智能化網(wǎng)絡(luò)化控制和計(jì)量信息的無(wú)線化網(wǎng)絡(luò)化傳遞。


圖I為實(shí)施例中的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備的系統(tǒng)框圖；圖2A為圖I中的電源回路中的5V電壓發(fā)生單元；圖2B為圖I中的電源回路中的3. 3V電壓發(fā)生單元；圖3為圖I中的相位檢測(cè)回路與電壓采樣回路電氣連接圖；圖4為圖I中的大電流繼電器回路及電流采集回路電氣連接圖；圖5為圖I中的強(qiáng)制按鍵、電能計(jì)量單元與無(wú)線通信模塊電氣連接圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以?xún)?yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下?！と鐖DI所示，本實(shí)施例公開(kāi)的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備主要由以下幾個(gè)模塊組成相位檢測(cè)回路、電壓采樣回路、電能計(jì)量單元、無(wú)線通信模塊、電源回路、大電流繼電器回路、電流采集回路及強(qiáng)制按鍵。其總體工作過(guò)程為將市電接入電源回路、電壓采樣回路和相位檢測(cè)回路。電源回路為整個(gè)無(wú)線智能可控的計(jì)量插座的電路供電。電壓采樣回路的輸出連接至電能計(jì)量單元。大電流繼電器的輸出回路的負(fù)載觸頭與電流采樣回路一起串聯(lián)到負(fù)載插座。由電流采樣回路分別得到大電流信號(hào)和小電流信號(hào)，大電流信號(hào)和小電流信號(hào)分別連接到電能計(jì)量單元。電能計(jì)量單元與無(wú)線通信模塊相連，其將采集到的電能參數(shù)經(jīng)過(guò)內(nèi)部數(shù)字化轉(zhuǎn)換處理后傳送到無(wú)線通信模塊。無(wú)線通信模塊采用ZIGBEE通訊協(xié)議，其通過(guò)ZIGBEE無(wú)線技術(shù)將電能參數(shù)傳輸?shù)絑IGBEE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中遠(yuǎn)端的信息處理中心。相位檢測(cè)回路的輸出端連接至無(wú)線通信模塊，由無(wú)線通信模塊來(lái)控制大電流繼電器回路的投入時(shí)刻與電網(wǎng)過(guò)零點(diǎn)保持同步。強(qiáng)制按鍵連接至無(wú)線通信模塊，通過(guò)手動(dòng)操作強(qiáng)制按鍵來(lái)強(qiáng)制無(wú)線通信模塊驅(qū)動(dòng)大電流繼電器回路的通斷操作。以下對(duì)各個(gè)模塊做詳細(xì)說(shuō)明在本實(shí)施例中，由于相位檢測(cè)回路及大電流繼電器回路的工作電壓為5V，而電能計(jì)量單元及無(wú)線通信模塊所選用芯片的工作電壓為3. 3V，因此，在本實(shí)施例中，電源回路包括如圖2A所示的5V電壓發(fā)生單元及如圖2B所示的3. 3V電壓發(fā)生單元。如圖2A所示，5V電壓發(fā)生單元包括半波整流二極管Dl、LCji型濾波回路及型號(hào)為L(zhǎng)NK306D的高度集成化的PFM功率開(kāi)關(guān)芯片。半波整流二極管Dl的后級(jí)是LC π型濾波回路，經(jīng)由LCji型濾波回路得到一個(gè)較為平滑的高壓直流電B，再由PFM功率開(kāi)關(guān)芯片負(fù)責(zé)對(duì)高壓直流電B進(jìn)行BUCK變換，經(jīng)反饋穩(wěn)壓及濾波后得到5V直流電壓。如圖2B所示，3. 3V電壓發(fā)生單元選用型號(hào)為T(mén)PS79333的PSRR較高的LDO穩(wěn)壓芯片，該 LDO穩(wěn)壓芯片輸入5V直流電壓信號(hào)后得到3. 3V直流電壓信號(hào)。相位檢測(cè)回路檢測(cè)市電電壓過(guò)零處的相位檢測(cè)方波信號(hào)SYNC，并把該相位檢測(cè)方波信號(hào)SYNC送至無(wú)線通信模塊。電壓采樣回路對(duì)市電電壓進(jìn)行取樣，并將電壓取樣信號(hào)送至電能計(jì)量單元的電壓采樣通道V_S。如圖3所示，相位檢測(cè)回路與電壓采樣回路共用由電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4組成的高壓取樣網(wǎng)絡(luò)，由電阻R4兩端獲得電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)。相位檢測(cè)回路還包括由場(chǎng)效應(yīng)管Ql和電阻R5組成信號(hào)整形回路，電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)輸入該信號(hào)整形回路后，輸出一個(gè)3. 3V的相位檢測(cè)方波信號(hào)SYNC。場(chǎng)效應(yīng)管一 Ql的門(mén)極接入電阻R3與電阻R4之間，場(chǎng)效應(yīng)管一 Ql的漏極接參考地，場(chǎng)效應(yīng)管一 Ql的源極接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接5V直流電壓,在場(chǎng)效應(yīng)管一 Ql的源極與電阻R5之間引出相位檢測(cè)方波信號(hào)SYNC。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要，在場(chǎng)效應(yīng)管一 Ql的源極與漏極之間反并一個(gè)續(xù)流二極管，或選用帶反并續(xù)流二極管的晶體管。電壓采樣回路還包括由電阻R6及電阻R7組成的分壓?jiǎn)卧坝须娮鑂8及電容Cl組成的阻容濾波單元。串聯(lián)的電阻R6及電阻R7并聯(lián)在電阻R4的兩端，由電阻R7的兩端獲得二次分壓信號(hào)，二次分壓信號(hào)經(jīng)阻容濾波單元濾波后得到一個(gè)200mV的交流小信號(hào)，該交流小信號(hào)送至電能計(jì)量單元進(jìn)行AD變換處理。無(wú)線通信模塊經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收無(wú)線控制設(shè)備給出的控制信號(hào)，并根據(jù)該控制信號(hào)控制大電流繼電器回路的通斷，由大電流繼電器回路通過(guò)負(fù)載插座向外接負(fù)載輸出電源。電流采集回路對(duì)大電流繼電器回路輸出的電源進(jìn)行電流采集，并將采集到的電流信號(hào)送至電能計(jì)量單元的電流采樣通道。在本實(shí)施例中，電流采集回路包括小電流量程采集回路及大電流量程采集回路，將O IOmA的負(fù)載電流范圍定義為小電流量程，將IOmA 16A的負(fù)載電流范圍定義為大電流量程；電流采樣通道相對(duì)應(yīng)地分為小電流采樣通道A_S2及大電流采樣通道A_S1 ;通過(guò)小電流量程采集回路獲得的小電流信號(hào)經(jīng)由小電流采樣通道A_S2送入所述電能計(jì)量單元；通過(guò)大電流量程采集回路獲得的大電流信號(hào)經(jīng)由大電流采樣通道八_51送入所述電能計(jì)量單元。當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)IOmA時(shí)，電能計(jì)量單元僅讀取大電流采樣通道A_S1的大電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；否則，電能計(jì)量單元僅小電流采樣通道A_S2的小電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)量程換擋和智能無(wú)縫切換。如圖4所示，在本實(shí)施例中，大電流繼電器回路包括大電流繼電器Kl、續(xù)流二極管D2及場(chǎng)效應(yīng)管二 Q2。大電流繼電器Kl的輸入回路的一端連接5V直流電壓，另一端串接續(xù)流二極管D2后與5V直流電壓相連，場(chǎng)效應(yīng)管二 Q2的源極接入大電流繼電器Kl的輸入回路的另一端與續(xù)流二極管D2之間，場(chǎng)效應(yīng)管二 Q2的漏極接參考地，場(chǎng)效應(yīng)管二 Q2的門(mén)極接無(wú)線通信模塊，由無(wú)線通信模塊給出驅(qū)動(dòng)信號(hào)RL來(lái)控制場(chǎng)效應(yīng)管二 Q2的導(dǎo)通及截止。大電流繼電器Kl的輸出回路的一端接市電的火線LINE，另一端連接負(fù)載插座的火線端。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要，在場(chǎng)效應(yīng)管二 Q2的源極與漏極之間反并一個(gè)續(xù)流二極管，或選用帶反并續(xù)流二極管的晶體管。小電流量程采集回路及大電流量程采集回路共用同一錳電阻R，小電流量程采集回路及大電流量程還分別包括由電阻R9及電容C3組成的小電流濾波單元及由電阻RlO及電容C4組成的大電流濾波單元。錳電阻R串接在所述市電的火線LINE與所述大電流繼電器Kl的輸出回路的一端之間，電阻R9及電阻RlO的一端分別接入錳電阻R與大電流繼電器Kl的輸出回路的一端之間，另一端分別引出小電流信號(hào)及大電流信號(hào)。如圖5所示，電能計(jì)量單元選用型號(hào)為ATT7053AU的專(zhuān)用計(jì)量芯片U4，無(wú)線通信模塊選用支持ZIGBEE通訊協(xié)議的通訊芯片U5。專(zhuān)用計(jì)量芯片U4與通訊芯片U5之間通過(guò)SPI端口進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。專(zhuān)用計(jì)量芯片U4的18腳(SCE)、19腳(MO)、20腳(MI)及21腳(SCLK)是SPI端口分別與通訊芯片U5由8腳(SCE)、4腳(MO)、5腳(MI)及7腳(SCLK)組成的SPI端口相連，實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳遞。通訊芯片U5 —方面對(duì)專(zhuān)用計(jì)量芯片U4進(jìn)行工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的初始化配置；另一方面主動(dòng)發(fā)起對(duì)專(zhuān)用計(jì)量芯片U4采集的電能參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，同時(shí)也 根據(jù)從專(zhuān)用計(jì)量芯片U4寄存器中讀取到的電流值做出自動(dòng)量程換擋和智能無(wú)縫切換。通訊芯片U5每秒專(zhuān)用計(jì)量芯片U4專(zhuān)用計(jì)量芯片中的電壓有效值、電流有效值、有功功率值、頻率、功率因素、電量值，并把這些數(shù)值傳送到ZIGBEE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)處理中心。強(qiáng)制按鍵連接到通訊芯片U5的16腳，當(dāng)連續(xù)按住強(qiáng)制按鍵2秒左右的時(shí)間后，通訊芯片U5認(rèn)為是發(fā)生了強(qiáng)制需要對(duì)大電流繼電器Kl做出開(kāi)關(guān)通斷操作的請(qǐng)求。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，包括相位檢測(cè)回路、電壓采樣回路、電能計(jì)量單元、無(wú)線通信模塊、電源回路、大電流繼電器回路及電流采集回路，其特征在于 相位檢測(cè)回路檢測(cè)市電電壓過(guò)零處的相位檢測(cè)方波信號(hào)(SYNC)，并把該相位檢測(cè)方波信號(hào)(SYNC)送至無(wú)線通信模塊； 電壓采樣回路對(duì)市電電壓進(jìn)行取樣，并將電壓取樣信號(hào)送至電能計(jì)量單元的電壓采樣通道(V_S)； 無(wú)線通信模塊經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收無(wú)線控制設(shè)備給出的控制信號(hào)，并根據(jù)該控制信號(hào)控制大電流繼電器回路的通斷，由大電流繼電器回路向外接負(fù)載輸出電源； 電流采集回路對(duì)大電流繼電器回路輸出的電源進(jìn)行電流采集，并將采集到的電流信號(hào)送至電能計(jì)量單元的電流采樣通道； 無(wú)線通信模塊與電能計(jì)量單元之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸一方面，由無(wú)線通信模塊對(duì)電能計(jì)量單元的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；另一方面，由無(wú)線通信模塊將通過(guò)電能計(jì)量單元獲得的電能參數(shù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)端的信息數(shù)據(jù)處理中心； 由電源回路為相位檢測(cè)回路、電能計(jì)量單元、無(wú)線通信模塊及大電流繼電器回路提供工作電壓。
2.如權(quán)利要求I所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述相位檢測(cè)回路與所述電壓采樣回路共用一高壓取樣網(wǎng)絡(luò)，由高壓取樣網(wǎng)絡(luò)得到市電的電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)； 所述相位檢測(cè)回路還包括信號(hào)整形單元，由信號(hào)整形單元將電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)整形為所述相位檢測(cè)方波信號(hào)(SYNC)； 所述電壓采樣回路還包括分壓?jiǎn)卧盀V波單元，由分壓回路對(duì)電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)再次分壓得到二次分壓信號(hào)，濾波單元對(duì)該二次分壓信號(hào)進(jìn)行濾波得到一個(gè)與所述電能計(jì)量單元適配的交流小信號(hào)，該交流小信號(hào)即為所述電壓取樣信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述高壓取樣網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)在市電零線(N)與火線(LINE)之間的電阻R1、電阻R2、電阻R3及電阻R4，所述電網(wǎng)電壓取樣信號(hào)由電阻R4兩端獲得。
4.如權(quán)利要求3所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述信號(hào)整形單元包括場(chǎng)效應(yīng)管一(Ql)及電阻R5，場(chǎng)效應(yīng)管一(Ql)的門(mén)極接入所述電阻R3與所述電阻R4之間，場(chǎng)效應(yīng)管一(Ql)的漏極接參考地，場(chǎng)效應(yīng)管一(Ql)的源極接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接所述電源回路，在場(chǎng)效應(yīng)管一(Ql)的源極與電阻R5之間引出所述相位檢測(cè)方波信號(hào)(SYNC)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述分壓?jiǎn)卧ù?lián)的電阻R6及電阻R7，電阻R6及電阻R7并聯(lián)在所述電阻R4的兩端，由電阻R7的兩端獲得所述二次分壓信號(hào)； 所述濾波單元由阻容濾波回路實(shí)現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求I所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述電流采集回路包括小電流量程采集回路及大電流量程采集回路，將O IOmA的負(fù)載電流范圍定義為小電流量程，將IOmA 16A的負(fù)載電流范圍定義為大電流量程； 所述電流采樣通道相對(duì)應(yīng)地分為小電流采樣通道(A_S2)及大電流采樣通道(A_S1)；通過(guò)小電流量程采集回路獲得的小電流信號(hào)經(jīng)由小電流采樣通道(A_S2)送入所述電能計(jì)量單元；通過(guò)大電流量程采集回路獲得的大電流信號(hào)經(jīng)由大電流采樣通道(A_S1)送入所述電能計(jì)量單元； 當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)IOmA時(shí)，電能計(jì)量單元僅讀取大電流采樣通道(A_S1)的大電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；否則，電能計(jì)量單元僅小電流采樣通道(A_S2)的小電流信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
7.如權(quán)利要求6所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述大電流繼電器回路包括大電流繼電器(Kl)、續(xù)流二極管(D2)及場(chǎng)效應(yīng)管二(Q2)，大電流繼電器(Kl)的輸入回路的一端連接所述電源回路，另一端串接續(xù)流二極管(D2)后與所述電源回路相連，場(chǎng)效應(yīng)管二(Q2)的源極接入大電流繼電器(Kl)的輸入回路的另一端與續(xù)流二極管(D2)之間，場(chǎng)效應(yīng)管二(Q2)的漏極接參考地，場(chǎng)效應(yīng)管二(Q2)的門(mén)極接所述無(wú)線通信模塊；大電流繼電器(Kl)的輸出回路的一端接市電的火線(LINE)，另一端向外接負(fù)載輸出火線信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述小電流量程采集回路及所述大電流量程采集回路共用同一錳電阻(R)，所述小電流量程采集回路及所述大電流量程還分別包括小電流濾波單元及大電流濾波單元，錳電阻(R)串接在所述市電的火線(LINE)與所述大電流繼電器(Kl)的輸出回路的一端之間，小電流濾波單元及大電流濾波單元的一端分別接入錳電阻(R)與所述大電流繼電器(Kl)的輸出回路的一端之間，另一端分別弓I出所述小電流信號(hào)及所述大電流信號(hào)。
9.如權(quán)利要求I所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述通過(guò)電能計(jì)量單元獲得的電能參數(shù)至少包括電壓有效值、電流有效值、有功功率值、頻率、功率因素及電量值。
10.如權(quán)利要求I所述的一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，其特征在于所述無(wú)線通信模塊連接強(qiáng)制按鍵，無(wú)線通信模塊根據(jù)強(qiáng)制按鍵的動(dòng)作產(chǎn)生強(qiáng)制信號(hào)，由無(wú)線通信模塊根據(jù)該強(qiáng)制信號(hào)控制大電流繼電器回路的通斷。
全文摘要
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種無(wú)線智能可控的用于插座的計(jì)量設(shè)備，包括相位檢測(cè)回路、電壓采樣回路、電能計(jì)量單元、無(wú)線通信模塊、電源回路、大電流繼電器回路及電流采集回路。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是克服了傳統(tǒng)的可控插座在通斷控制的過(guò)程中繼電器觸點(diǎn)在瞬間會(huì)產(chǎn)生極大的大電流或高電壓以及固態(tài)繼電器選相角度不可控制的缺陷，是一種帶過(guò)零控制的無(wú)線智能可控的計(jì)量插座。同時(shí)也克服了傳統(tǒng)計(jì)量插座中電壓采樣回路、電流采樣回路體積偏大、計(jì)量量程偏窄、計(jì)量精度不高、極小電流無(wú)法測(cè)得的缺陷。本發(fā)明還解決了傳統(tǒng)計(jì)量插座無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制和組網(wǎng)功能的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的智能化網(wǎng)絡(luò)化控制和計(jì)量信息的無(wú)線化網(wǎng)絡(luò)化傳遞。
文檔編號(hào)G01R23/02GK102937667SQ20121042247
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者陳平, 徐方榮, 顧雙玲, 吳小東, 蔣宏杰, 聶佳 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究院, 上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司