專利名稱：靜止式單相預(yù)付費(fèi)電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能計(jì)度表，特另是靜止式單相預(yù)付費(fèi)電能計(jì)度表。
現(xiàn)有的感應(yīng)式電能表，價(jià)格低，但其功能簡(jiǎn)單，已不適應(yīng)用電現(xiàn)代化管理的要求，而現(xiàn)有的靜止式單相預(yù)付費(fèi)電能表其價(jià)格高，可靠性和精度也有待進(jìn)一步改進(jìn)。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一值適應(yīng)用電現(xiàn)代化管理、價(jià)格低、精度高，體積小，性能好的靜止式預(yù)付費(fèi)電能表。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是靜止式單相式預(yù)付費(fèi)電能表，由表盒中裝置機(jī)芯電路板構(gòu)成，機(jī)芯電路由電壓變換電路經(jīng)電壓調(diào)寬電路與乘法器連接，電流變換電路與乘法器連接，乘法器經(jīng)電壓頻率變換器連接至計(jì)數(shù)分頻器，計(jì)數(shù)分頻器分別連接至計(jì)度器，電量處理器和測(cè)試脈沖輸出端，售電卡與電量處理器連接，電量處理器與控制開(kāi)關(guān)連接；電流變換電路分別經(jīng)過(guò)流程保護(hù)電路、反相閉鎖電路與控制開(kāi)關(guān)連接；電壓變換電路中包含一個(gè)由集成電路塊LM324和三極管接成的三角波發(fā)生器。
電量處理電路主要由集成電路塊CC4518、M45026、CD4011、CD4081、CD4002連接組成，其中M45026和CD4011接成解碼電路售電卡由集成塊M45026、CD4011、M45027連接組成，其中M45027接成編碼電路。過(guò)流保護(hù)電路由集成塊TL082構(gòu)成。
控制器[1]可包含電壓采樣裝置與電流采樣裝置。


如下圖1本實(shí)用新型機(jī)芯電路連接方框圖圖2本實(shí)用新型機(jī)芯電路連接圖本實(shí)用新型結(jié)合具體實(shí)施例參見(jiàn)附圖進(jìn)一步說(shuō)明如下靜止式單相預(yù)付費(fèi)電能表，由矩形薄殼盒內(nèi)裝置機(jī)芯電路板構(gòu)成，機(jī)芯電路由如下電路連接組成，機(jī)芯電路主要采用集成電路塊構(gòu)成。
由集成電路塊IC13—2，雙向晶闡管T1，復(fù)合光電管N25接成控制器[1]，T1接于用電電路中，IC13—2的4個(gè)輸入端A1、A2、A3、A4分別由A1、A4接至電量處理器[12]。A2接反相閉鎖電路[5]中的集成電路塊IC4—1輸出端，A3接過(guò)流保護(hù)電路[4]中的集成電路塊IC4—2輸出端。
由集成電路塊IC2—2、IC2—3、IC2—4，三級(jí)管DG3及電阻R15— 21接成電壓變換電路[2]，其輸入端由IC2—2的一個(gè)輸入端經(jīng)電阻R15接至電壓采樣信號(hào)U，電壓變換電路[2]有兩個(gè)輸出端，一個(gè)輸出端由IC2—4輸出，接至電壓調(diào)寬電路[6]，另一個(gè)輸出端由IC2—2輸出，經(jīng)電阻R18接至電流變換電路[3]。電壓采樣信號(hào)U由接于用電電路的電壓采樣裝置提供。
由集成電路塊IC1—1、IC1—2、IC2—1，三極管DG1及電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R12，電容C1接至電流變換電路[3]，電流轉(zhuǎn)換電路[3]有兩個(gè)輸入端，其一個(gè)輸入端由IC1—1的一個(gè)輸入端經(jīng)電阻R1與電流采樣信號(hào)I連接，其另一個(gè)輸入端由IC2—1的一個(gè)輸入端經(jīng)由阻R12、R18接至電壓變換電路[2]的IC2—2輸出端。電流變換電路[3]有兩個(gè)輸出端，一個(gè)輸出端吊IC1—2輸出端，經(jīng)由R7、R8、C1接成的T型濾波器輸出，接至電壓變換電路[2]的IC2—2輸出端。電流變換電路[3]有兩個(gè)輸出端，一個(gè)輸出端由IC1—2輸出端經(jīng)由R7、R8、C1接成的T型濾波器輸出，接至乘法器[8]，另一個(gè)輸出端為R7、R8、C1濾波器中點(diǎn)，分別接至過(guò)流保護(hù)電路[4]與反相閉鎖電路[5]。電流采樣信號(hào)I由接于用電路中的電流采樣裝置提供，可將電壓采樣裝置、電流采樣裝置與控制開(kāi)關(guān)[1]制在一起。
由集成電路塊IC3—1、IC3—2、IC3—3，三極管DG4、DG5，及電阻R23—35，電位器W4，電容C5、C6接成電壓調(diào)寬電路[6]，其輸入端為電阻R23、R22的其聯(lián)點(diǎn)f，接至電壓變換電路[2]的IC2—4輸出端，電壓調(diào)寬電路[6]的輸出端為IC3—2的輸出端，經(jīng)電阻R25接至乘法器[8]的輸入端DG2的基板。
電壓調(diào)寬電路[6]中包含由集成電路塊IC3—1、IC3—3，三極管DG4、DG5，電阻R31—36，電位器W4，電容C6接成的三角波發(fā)生器[7]，其信號(hào)取自電壓整流后的工頻脈動(dòng)點(diǎn)f，通過(guò)IC稱乘IC3—1獲得一個(gè)矩形波，再由R31、C6充放電形成三角鋸齒波，然后經(jīng)IC3—3組成的射極跟隨器輸出，此鋸齒波性能穩(wěn)定，對(duì)稱性好，由于它是工頻，而不采用高頻，與時(shí)分割乘法器[8]的頻率適配，從而保證了乘法器的高精度，且避免了寄生電容，寄生電感等由高頻引起的不良效應(yīng)。
由集成電路塊IC1—3、IC14，三極管DG2及電阻R9、R10、電容C3接成乘法器[8]。
由集成電路塊IC1—3、IC1—4三極管DG2及電阻R9、R10，電容C3接成乘法器[8]，其輸入端有兩個(gè)，一個(gè)輸入端內(nèi)DG2的基板，與電壓調(diào)寬電路[6]的輸出端聯(lián)接，另一個(gè)輸入端為IC1—3的一個(gè)輸入端，與電流變換電路[3]的R7、R8、C3濾波器輸出端連接，乘法器[8]的輸出端IC1—4輸出，接至電壓頻率變換器[9]的輸入端B。
由集成電路塊IC3—4、IC5、二極管D1、D7，及二極管D2—D5組成的恒流源電路，穩(wěn)壓管DW，電阻R13、R14、R26—30，電位器W1，電容C4接成電壓頻率變換電路[9]，其輸入端為電阻R13與電位器W1的共聯(lián)點(diǎn)B，與乘法器[8]的IC1—4的輸出端連接，其輸出端由IC5的輸出，接計(jì)數(shù)分頻器[10]IC6的輸入端；計(jì)數(shù)分頻器[10]由IC6組成，其輸出端分別接至計(jì)度器[11]、測(cè)試脈沖輸出端E，電量處理器[12]。
計(jì)度器[11]由電感L1構(gòu)成，其一端接零，另一端與計(jì)數(shù)分頻器[10]IC6的輸出端連接。
由集成電路塊IC7、IC11、IC12、IC13—1、IC14、IC15接成電量處理器[12]，其輸入端為IC7的輸入端，接至計(jì)數(shù)分頻器[10]IC6的輸出端，其輸出端為IC12的兩個(gè)輸出端A1與A4，分別接至控制開(kāi)關(guān)[1]的IC13—2的兩個(gè)對(duì)應(yīng)輸入端，電量處理器[12]的另一個(gè)輸入端為IC11的輸入端，它與售電卡[13]的集成電路IC10的輸出端相連。
售電卡[13]由集成電路IC8、IC9、IC10連接構(gòu)成，IC8的輸入端為預(yù)付費(fèi)信號(hào)輸入端，其輸出端為IC10的輸出端，與電量處理器[12]的IC11的輸入端相連接。
在售電卡[13]與電量處理器[12]中，采用了IC10與IC11、IC12組成的編碼、解碼電路對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行了可靠的保密，保證了卡、表相符，數(shù)據(jù)安全可靠地輸入。
由集成電路塊IC4—2，電容C2，電位器W2接成過(guò)流保護(hù)電路[4]，其IC4—2的一個(gè)輸入端與R7、R8、C1接成的T型濾波器的中點(diǎn)連接，IC4—2另一個(gè)輸入端接W2中點(diǎn)，W2兩端與電源±Vc連接。IC4—2輸出端經(jīng)C2接零，IC4—2此輸出端A3接一對(duì)控制開(kāi)關(guān)[1]的IC13—2的對(duì)應(yīng)輸入端A3。過(guò)流保護(hù)電路[4]的作用是當(dāng)電流I超過(guò)最大允許電流時(shí)不立即使控制開(kāi)關(guān)[1]的T1斷開(kāi)，而是使控制開(kāi)關(guān)[1]的T1躲過(guò)沖擊負(fù)荷延時(shí)斷開(kāi)，整定在大約延時(shí)3秒鐘左右，延時(shí)時(shí)間可吊通過(guò)流保護(hù)電路[4]進(jìn)行調(diào)整，這樣既可保護(hù)不受過(guò)電流損害，又可避開(kāi)瞬時(shí)沖擊電源不動(dòng)作，從而保證電冰箱等電器正常起動(dòng)運(yùn)行、斷開(kāi)后，經(jīng)2—6分鐘延時(shí)T1自動(dòng)關(guān)合，用電回路進(jìn)入正常工作。
由集成電路塊IC4—1，電位器W1接成反相閉鎖電路[5]，其IC4—1的一個(gè)輸入端接至R7、R8、C1接成的T型濾波器的中點(diǎn)，IC4—1的另一個(gè)輸入端接電位器W1中點(diǎn)，W1兩端接±Vc電源，IC4—1的輸出端A2接至控制開(kāi)關(guān)[1]的IC13—2的對(duì)應(yīng)輸入端A2。
集成電路塊型號(hào)如下IC1—1～I(xiàn)C1—4，IC2—1～I(xiàn)C2—4，IC3—1～I(xiàn)C3—4均為L(zhǎng)M324；IC4—1～I(xiàn)C4—3為TL082，IC5為L(zhǎng)H311，IC6、IC7、IC15為CC4518，IC8、IC11，為H45026，IC9、IC12為CD4011，IC10為M45027，IC13為CD4081，I14M為CD4002。
本實(shí)用新型的工作原理如下當(dāng)靜止式預(yù)付款電能表安裝后，其控制開(kāi)關(guān)[1]的雙向晶閘管T1接于用電回路中，由電壓變換器[2]和電流變換器[3]分別由電壓采用裝置和電流采樣裝置獲得電壓信號(hào)U與電流信號(hào)I，電壓信號(hào)U經(jīng)電壓調(diào)節(jié)電路[6]調(diào)成電壓寬度信號(hào)與電流信號(hào)I及其相位差一同送入乘法器[8]，通過(guò)乘法器[8]將其相乘變成反映電能的信號(hào)電壓送入電壓頻率變換器[9]將電能信號(hào)電壓變成為頻率信號(hào)，形成與被測(cè)電能相應(yīng)的脈沖串，再送入計(jì)數(shù)分頻率[10]，經(jīng)計(jì)數(shù)分頻器[10]處理后將信號(hào)分別送至計(jì)度器[11]，電量處理器[12]，和測(cè)試脈沖輸出端E，電量處理器[12]將電能信號(hào)與來(lái)自售電卡[13]的售電存貯量信號(hào)進(jìn)行比較，如無(wú)存電量外時(shí)電量處理器[12]發(fā)出信號(hào)送入控制開(kāi)關(guān)[1]，雙向晶閘管T1不導(dǎo)通，切斷用電電路，反之則T1導(dǎo)通，正常用電計(jì)度，電能計(jì)度由計(jì)度器[11]進(jìn)行。
過(guò)流保護(hù)電路[4]從電流變換電路[3]取得電流信號(hào)，與整定的過(guò)流保護(hù)電流值比較，若超過(guò)整定值則通過(guò)其延時(shí)電路延時(shí)發(fā)出信號(hào)送入控制開(kāi)關(guān)[1]，T1斷開(kāi)用電電路，延時(shí)的目的是保證正常用電時(shí)，瞬時(shí)出現(xiàn)的過(guò)電流下不切斷供電，例如在電冰箱起動(dòng)時(shí)，能正常供電，而能對(duì)故障性過(guò)電流進(jìn)行保護(hù)，延時(shí)時(shí)間可以調(diào)節(jié)。
電子售電卡上存貯著預(yù)購(gòu)電量，通過(guò)接口，輸入IC10中鎖存，此時(shí)A4呈低電平，A3也呈低電平，控制開(kāi)關(guān)合閘送電，用電時(shí)，IC5中的脈沖串送入IC10中計(jì)數(shù)，當(dāng)所計(jì)的電量等于IC10中鎖存的預(yù)購(gòu)電量時(shí)(即所預(yù)購(gòu)的電量已用完)A3呈高電平，控制開(kāi)關(guān)即斷開(kāi)停電，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中由IC10、IC11、IC12組成的編碼、解碼電路進(jìn)行了可靠的加密，保證了表卡相符，數(shù)據(jù)安全。
反相閉鎖電路[5]用以防止錯(cuò)接線和竊電。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于其主要采用集成電路塊構(gòu)成機(jī)芯電路，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，體積小，重量輕，功耗低，性能穩(wěn)定可靠，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，可預(yù)付費(fèi)集電，方便用電管理，具有防竊電過(guò)流保護(hù)數(shù)據(jù)采集處理等各種功能，適于自動(dòng)控制，且造價(jià)低。
權(quán)利要求1.一種靜止式單相預(yù)付費(fèi)電能表，由表盒中裝置機(jī)芯電路板構(gòu)成，機(jī)芯電路由電壓變換電路[2]經(jīng)電壓調(diào)節(jié)電路[6]與乘法器[8]連接，電流變換電路[3]與乘法器[8]連接，乘法器[8]經(jīng)電壓頻率變換器[9]連接至計(jì)數(shù)分頻器[10]，計(jì)數(shù)分頻器[10]分別連接至計(jì)度器[11]、電量處理器[12]和測(cè)試脈沖輸出端E。售電卡[13]與電量處理器[12]連接，電量處理器[12]與控制開(kāi)關(guān)[1]連接，電流變換電路[3]分別經(jīng)過(guò)流保護(hù)電路[4]、反相閉鎖電路[5]與控制開(kāi)關(guān)[1]連接，其特征如下(1)電壓調(diào)寬電路[6]中包含一個(gè)由集成電路塊LM324和三極管接成的三角波發(fā)生器。(2)電量處理電路[12]主要由集成電路塊CC4518、M45026、CD4011、CD4081、CD4002連接組成，其中M45026與CD4011接成解碼電路。(3)售電卡[13]由集成電路塊M45026、CD4011、M45027連接組成，其中M45027接成編碼電路。(4)過(guò)流保護(hù)電路[4]由集成電路塊TL082構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止式單相預(yù)付費(fèi)電能表，其特征在于其控制器[1]可包含電壓采樣裝置和電流采樣裝置。
專利摘要一種靜止式單相預(yù)付費(fèi)電能表，主要用集成電路塊接成電壓變換電路、電壓調(diào)寬電路、電流變換電路接至乘法器，然后經(jīng)電壓頻率變換器，計(jì)數(shù)分頻器分別接至計(jì)度器、電量處理器和檢測(cè)脈沖輸出端，售電卡與電量處理器連接，電量處理器接至控制開(kāi)關(guān)，它還包含有過(guò)流保護(hù)電路和反相閉鎖防錯(cuò)接和竊電，電壓調(diào)寬電路包含三角波發(fā)生器可提高精度，其他點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，體積小，重量輕，功耗低，性能穩(wěn)定可靠，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，可預(yù)付費(fèi)售電，方便用電管理，且具有數(shù)據(jù)采集、處理等多種萬(wàn)能適便自動(dòng)控制，且造價(jià)低。
文檔編號(hào)G01R22/00GK2216682SQ94231028
公開(kāi)日1996年1月3日 申請(qǐng)日期1994年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月17日
發(fā)明者胡劍威, 胡方方 申請(qǐng)人:胡劍威