专利名称：一种电能计量芯片及三相四线电能表的制作方法
技术领域：
本发明属于电力领域，尤其涉及一种电能计量芯片及三相四线电能表。
背景技术：
三相四线电能计量表需要计算有功功率、无功功率和视在功率，并对其积分实现有功电能计量、无功电能计量和视在电能计量。如图I所示为现有技术中的三相四线电能计量表(以下简称电能表)的正确接线示意图。TA1、TA2、TA3为一次侧电流互感器，原边通
过A相电流B相电流夂和C相电流&副边通过A相电流]^ B相电流和C相电流
參
Tr测电流经过电流互感器后输入到电能计量芯片电流通道输入端；A相电压& B相电
A C ^U AN
b(jbn，c相电压^^经过电阻分压后输入到电能计量芯片，沴抓，uBN ^电阻
分压后的电压Uh 输入到电能计量芯片电压通道输入端；电能计量芯片完成
有功功率和无功功率，视在功率的计算，并对其积分得到有功电能、无功电能和视在电能。由于三相四线电能表的接线均由人工完成，现场安装时容易接线错误，有些接线错误会导致三相四线表不工作；有些接线错误会导致三相四线表报失压，失流，断相等的故障，这些错误接线都较好排查；但还有一部分接线错误将导致三相四线电能表仍能工作也不报故障，但实际上工作不正常，误差很大，导致计量错误，这类接线错误往往不易排查，导致现有的电能计算方法无法准确计量，出现电能计量错误，例如如B相和C相电压端子接
错互换，则总功率p = P\ + P2 + PZ = Ua Ia+ Uc Ib + Ub Ic，导致总功率计量错误。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电能计量芯片，旨在解决现有技术中电能表的接线错误导致的电能表不工作、计量错误的问题。本发明是这样实现的，电能计量芯片，所述电能计量芯片包括错误接线检测�？�、错相纠错�？�、功率计量�？�、电能计量�？椋黄渲校龃砦蠼酉呒觳饽？楹退龃硐嗑来砟？榈氖淙攵朔直鹩階相电流
、
B相电流C相电流]A相电压^^、B相电压、C相电压&连接，所述错误接线
检测�？榈氖涑龆擞胨龃硐嗑来砟？榱樱凰龃硐嗑来砟？榈氖涑龆擞胨龉β始屏磕？榱樱凰龃砦蠼酉呒觳饽？橛糜诩觳馊嗟缌骱腿嗟缪故欠穹⑸酉叽砦螅⒔媒酉叽砦蠼峁⑺透龃硐嗑来砟？榻芯来泶恚凰龉β始屏磕？榈氖涑龆擞氲缒芗屏磕？榈氖淙攵肆颖痉⒚骰固峁┮恢秩嗨南叩缒鼙恚ㄎ⒋砥鱉CU、显示�？�、通信模块、存储、�？楹褪凳笔敝覴TC，所述电能表包括上述电能计量芯片；其中，所述电能计量芯片、所述显示�？椤⑺鐾ㄐ拍？�、所述存储�？楹退鍪凳笔敝覴TC均与所述MCU连接。本发明与现有技术相比，有益效果在于由于本发明的技术方案在人工连线错误时，由错误接线检测�？榧觳獬隽叩拇砦螅硐嗉觳饨峁⑺透硐嗑来砟？椋硐嗑来砟？楦莞眉觳饨峁写硐嗑来恚沟玫缒芗屏啃酒芤哉方酉叻绞焦ぷ鳎岣叩缒鼙砉ぷ骺煽啃院偷缌考屏康淖既沸�。
图I为现有技术提供的三相四线电能计量表的接线图；图2为本发明提供的电能计量芯片的结构图； 图3为本发明提供的错误接线检测模块的结构图；图4为本发明提供的错相纠错模块结构图；图5为本发明提供的反相纠错�？榻峁雇迹煌�6为本发明提供的三相四线电能计量表的结构图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了解决三相四线电能计量表接线错误导致的电能表无法工作或电能表计量错误的问题，本发明在现有的三相四线电能计量表中增加错误接线检测�？楹痛硐嗑来砟？椋渲写砦罅唇蛹觳饽？榧觳馊嗟缌�、电压端子的连接错误，错相纠错�？楦荽砦罅唇蛹觳饽？榈募觳饨峁髡嗟缌�、电压的连接关系，纠正连线错误，使得电能表能正常工作，计量准确。例如，如B相和C相电压端子接错互换时，错误链接检测模块检测出B相和C相电压端子接错互换，并将该检测结果发送给纠错�？椋来砟？榻獴相和C相电压互换。下面通过附图来说明本发明的具体结构，该电能计量芯片如图2(其中，虚线表示可选�？�)所示，包括错误接线检测模块21、错相纠错�？�22、功率计量�？�23、电能计量�？�24 ；其中，错误接线检测�？�21和错相纠错模块22的输入端分别与A相电流B
、
相电流C相电流]A相电压、B相电压、C相电压& ^连接，错误接线检测模
块21的输出端与错相纠错�？�22连接，错相纠错�？�22的输出端与功率计量�？�23连接，错误接线检测�？�21用于检测三相电流和三相电压是否发生接线错误，并将该接线错误结果发送给错相纠错�？�22进行纠错处理；功率计量�？�23的输出端与电能计量模块24的输入端连接。需要说明的是，上述接线错误包括错相和/或电流反向。可选的，上述电能计量芯片还可以包括反相纠错�？�25 ;反相纠错�？�25的输入端与错误接线检测�？�21的输出端连接，反相纠错�？�25的输入端还与功率计量�？榈挠泄β适涑龆撕臀薰β适涑龆肆樱聪嗑来砟？�25的输出端与电能计量�？�24的输入端连接；另外该反相纠错�？�25为能根据错误接线检测�？�21的检测结果纠正电流反向的反相纠错�？�25;反相纠错�？�25用于在三相电流发生电流反向时，纠正反相电流。具体的操作可以为当错误接线检测�？�21检测出三相电流发生电流反向时(例如B相反向)，则由反向纠错�？�25将B相电流纠正(即反向)。可选的，错误接线检测�？�21的具体结构如图3所示，包括角度测量子�？�211、幅度测量子�？�212和错误连线判断子�？�213 ；其中角度测量子�？�211和幅度测量子模块212的输入端分别与A相电流B、
相电流L C相电流Tc A相电压、B相电压、C相电压& e连接；角度测量子�？�
211和幅度测量子模块212的输出端与错误连线判断子�？�213的输入端连接，错误连线判断子模块213与错相纠错�？�22和反相纠错�？�25连接。其中幅度测量子�？�212用于检测三相电流和电压的幅度；角度测量子模块211用于测量三相电流和电压的角度；错误连线判断子�？�213用于根据三相电流和电压的幅度和角度组成矢量图，根据该矢量图判断是否发生接线错误，并将该接线错误结果发送给错相纠错模块22和/或反向纠错�？�25进行纠错处理。可选的，错相纠错�？�22的具体结构如图4所示，包括:A电压多路选择器221、B电压多路选择器222、C电压多路选择器223和U通道选择�？�224 ；其中，A电压多路选择器221、B电压多路选择器222和C电压多路选择器223的
输入端分别与A相电压、B相电压、C相电压y e相连，A电压多路选择器221、B电
压多路选择器222和C电压多路选择器223的选择端与U通道选择�？�224连接，U通道选择�？�224，用于接收错误接线检测�？�21的接线错误结果，并根据该接线错误结果产生选择信号，并将该选择信号发送给A电压多路选择器221、B电压多路选择器222和C电压多路选择器223 ；A电压多路选择器221、B电压多路选择器222和C电压多路选择器223分别输出纠错后的A相电压、B相电压和C相电压；该错相纠错模块22还可以包括A电流多路选择器225、B电流多路选择器226、C电流多路选择器227和I通道选择模块228 ；其中，A电流多路选择器225、B电流多路选择器225和C电流多路选择器227的
输入端分别与A相电流、B相电流、C相电流]相连，A电流多路选择器225、B电流
多路选择器226和C电流多路选择器227的选择端与I通道选择�？�228连接，I通道选择�？�228，用于接收错误接线检测�？�21的接线错误结果，并根据该接线错误结果产生选择信号，并将该选择信号发送给所述A电流多路选择器225、B电流多路选择器226和所述C电流多路选择器227 ；A电流多路选择器225、B电流多路选择器226和C电流多路选择器227根据该选择信号输出纠错后的A相电流、B相电流和C相电流；
其中，U通道选择�？�224以及I通道选择�？�228均与错误接线检测�？�21中的错误连线判断子�？�213连接。可选的，上述反相纠错�？�25的具体结构如图5所示，包括第一反向子模块251、第一选择子�？�252和有功功率符号选择�？�253 ；其中第一选择子�？�252的输入端分别与功率计量�？�23的有功能功率输出端以及第一反向子�？�251的输出端连接,第一反向子�？�251输入端与功率计量�？�23的有功能功率输出端连接；有功功率符号选择�？�253与第一选择子�？�252的选择端连接，第一选择子�？�252的输出端与电能计量�？�24连接；有功功率符号选择�？�253与错误接线检测�？�21连接，并根据该错误接线检测�？�21的接线错误结果产生符号选择信号，并将该符号选择信号发送给第一选择子�？�252的选择端；反相纠错�？�25还包括第二反向子�？�254、第二选择子�？�255和无功功率符号选择�？�256 ；其中第二选择子模块255的输入端分别与功率计量�？�23的无功能功率输出端·以及第二反向子�？�254的输出端连接，第二反向子�？�254输入端与功率计量�？�23的无功能功率输出端连接；无功功率符号选择模块256与第二选择子�？�255的选择端连接，第二选择子�？�255的输出端与电能计量�？�24连接；无功功率符号选择模块256与错误接线检测模块21连接，并根据该错误接线检测�？�21的接线错误结果产生符号选择信号，并将该符号选择信号发送给第二选择子�？�255的选择端。下面通过本发明的工作原理来说明本发明的技术效果，当人工连线错误时，本发明的电能计量芯片由错误接线检测�？榧觳獬隽叩拇砦螅纾觳饨峁硐嗔叽砦�(例如A相接到B相，B相接到C相等)，则将错相检测结果发送给错相纠错�？椋硐嗑来砟？楦莞眉觳饨峁写硐嗑来砗螅⑺透β始扑隳？椋蝗缂觳饨峁聪嗔哟砦�(例如A相电流反向、B相电流反向等)，则将反向检测结果发送给反相纠错模块进行纠错后，发送给电能计量�？榻械缒芗扑悖捎诒痉⒚魈峁┑牡缒芗屏啃酒宦凼谴硐嗔踊故欠聪蛄呔梢越芯来泶恚愿玫缒芗屏啃酒宦塾没绾谓酉撸馨凑妨呓泄ぷ鳎愿玫缒芗屏啃酒哂惺沟缒鼙砜煽抗ぷ鳎缌考屏孔既返挠诺�。本发明还提供一种三相四线电能表，该电能表的结构如图6所示，该电能表包括上述的电能计量芯片；该电能计量芯片的具体结构可以参见上述说明，这里不在赘述，该电能表还包括微处理器MCU、显示�？�、通信�？�、存储�？楹褪凳笔敝覴TC ；其中，电能计量芯片、显示�？�、通信模块、存储�？楹蚏TC均与MCU连接。本发明提供的三相四线电能表在人工连线错误时，本发明的电能表内的电能计量芯片由错误接线检测�？榧觳獬隽叩拇砦螅纾觳饨峁硐嗔叽砦�(例如A相接到B相，B相接到C相等)，则将错相检测结果发送给错相纠错�？椋硐嗑来砟？楦莞眉觳饨峁写硐嗑来砗螅⑺透β始扑隳？椋蝗缂觳饨峁聪嗔哟砦�(例如A相电流反向、B相电流反向等)，则将反向检测结果发送给反相纠错�？榻芯来砗螅⑺透缒芗屏磕？榻械缒芗扑悖捎诒痉⒚魈峁┑牡缒芗屏啃酒宦凼谴硐嗔踊故欠聪蛄呔梢越芯来泶恚愿玫缒芗屏啃酒宦塾没绾谓酉撸馨凑妨呓泄ぷ鳎愿玫缒芗屏啃酒哂惺沟缒鼙砜煽抗ぷ鳎缌考屏孔既返挠诺恪�
本发明提供的技术方案具有电能表工作可靠性高，电量计量准确的优点。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种电能计量芯片，其特征在于，所述电能计量芯片包括 错误接线检测�？�、错相纠错�？�、功率计量�？�、电能计量�？椋� 其中，所述错误接线检测�？楹退龃硐嗑来砟？榈氖淙攵朔直鹩階相电流/j B相电流'^ C相电流トA相电压ひ B相电压ひ C相电压&连接，所述错误接线检测�？榈氖涑龆擞胨龃硐嗑来砟？榱樱凰龃硐嗑来砟？榈氖涑龆擞胨龉β始屏磕？榱樱凰龃砦蠼酉呒觳饽？橛糜诩觳馊嗟缌骱腿嗟缪故欠穹⑸酉叽砦螅⒔媒酉叽砦蠼峁⑺透龃硐嗑来砟？榻芯来泶恚� 所述功率计量�？榈氖涑龆擞氲缒芗屏磕？榈氖淙攵肆�。
2.根据权利要求I所述的电能计量芯片，其特征在于，所述电能计量芯片还包括 反相纠错�？椋� 其中，所述反相纠错�？榈氖淙攵擞胨龃砦蠼酉呒觳饽？榈氖涑龆肆樱龇聪嗑来砟？榈氖淙攵嘶褂胨龉β始屏磕？榈挠泄β适涑龆撕臀薰β适涑龆肆樱龇聪嗑来砟？榈氖涑龆擞胨龅缒芗屏磕？榈氖淙攵肆樱� 所述反相纠错�？橛糜谠谌嗟缌鞣⑸缌鞣聪蚴保勒聪嗟缌鳌�
3.根据权利要求I所述的电能计量芯片，其特征在于，所述错误接线检测模块具体包括 角度测量子�？�、幅度测量子�？楹痛砦罅吲卸献幽？椋� 其中，所述角度测量子�？楹退龇炔饬孔幽？榈氖淙攵朔直鹩階相电流/ , B相电流h C相电流P A相电压ひ B相电压ひ C相电压&连接；所述角度测量子�？楹退龇炔饬孔幽？榈氖涑龆擞胨龃砦罅吲卸献幽？榈氖淙攵肆樱龃砦罅吲卸献幽？橛胨龃硐嗑来砟？榱樱� 所述幅度测量子�？橛糜诩觳馊嗟缌骱偷缪沟姆龋� 所述角度测量子�？橛糜诓饬咳嗟缌骱偷缪沟慕嵌龋� 所述错误连线判断子�？橛糜诟萑嗟缌骱偷缪沟姆群徒嵌茸槌墒噶客迹莞檬噶客寂卸鲜欠穹⑸酉叽砦螅⒔媒酉叽砦蠼峁⑺透龃硐嗑来砟？榻芯来泶�。
4.根据权利要求2所述的电能计量芯片，其特征在于，所述错误接线检测�？榫咛灏� 角度测量子�？椤⒎炔饬孔幽？楹痛砦罅吲卸献幽？椋� 其中，所述角度测量子�？楹退龇炔饬孔幽？榈氖淙攵朔直鹩階相电流/パB相电流/。c相电流A相电压、B相电压、c相电压ひ连接；所述角度测量子摸块和所述幅度测量子�？榈氖涑龆擞胨龃砦罅吲卸献幽？榈氖淙攵肆樱龃砦罅吲卸献幽？橛胨龃硐嗑来砟？楹退龇聪嗑来砟？榱樱� 所述幅度测量子�？橛糜诩觳馊嗟缌骱偷缪沟姆龋凰鼋嵌炔饬孔幽？橛糜诓饬咳嗟缌骱偷缪沟慕嵌龋� 所述错误连线判断子�？橛糜诟萑嗟缌骱偷缪沟姆群徒嵌茸槌墒噶客迹莞檬噶客寂卸鲜欠穹⑸酉叽砦螅⒔媒酉叽砦蠼峁⑺透龃硐嗑来砟？楹退龇聪蚓来砟？榻芯来泶�。
5.根据权利要求I所述的电能计量芯片，其特征在于，所述错相纠错�？榘�:A电压多路选择器、B电压多路选择器、C电压多路选择器和U通道选择�？椋� 其中，所述A电压多路选择器、所述B电压多路选择器和所述C电压多路选择器的输入端分别与A相电压Γ ^ B相电压ひ、C相电压ひ相连，所述A电压多路选择器、所述B电压多路选择器和所述C电压多路选择器的选择端与所述U通道选择�？榱樱鯱通道选择模块，用于接收所述错误接线检测模块的接线错误結果，井根据该接线错误结果产生选择信号，并将该选择信号发送给所述A电压多路选择器、所述B电压多路选择器和所述C电压多路选择器；所述A电压多路选择器、所述B电压多路选择器和所述C电压多路选择器依据该选择信号选择输出纠错后的A相电压、B相电压和C相电压； 该错相纠错�？榛拱ˋ电流多路选择器、B电流多路选择器、C电流多路选择器和I通道选择模块； 其中，所述A电流多路选择器、所述B电流多路选择器和所述C电流多路选择器的输入端分别与A相电流h、B相电流/β、C相电流ル相连，所述A电流多路选择器、所述B电流多路选择器和所述C电流多路选择器的选择端与所述I通道选择�？榱樱鯥通道选择�？椋糜诮邮账龃砦蠼酉呒觳饽？榈慕酉叽砦蠼Y果，井根据该接线错误结果产生选择信号，并将该选择信号发送给所述A电流多路选择器、所述B电流多路选择器和所述C电流多路选择器；所述A电流多路选择器、所述B电流多路选择器和所述C电流多路选择器依据该选择信号输出纠错后的A相电流、B相电流和C相电流； 其中，所述U通道选择�？橐约八鯥通道选择�？榫胨龃砦蠼酉呒觳饽？榱印�
6.根据权利要求2所述的电能计量芯片，其特征在干， 所述反相纠错�？榘ǖ谝环聪蜃幽？�、第一选择子�？楹陀泄β史叛≡衲？椋� 其中，所述第一选择子�？榈氖淙攵朔直鹩胨龉β始屏磕？榈乃鲇泄δ芄β适涑龆艘约八龅谝环聪蜃幽？榈氖涑龆肆樱龅谝环聪蜃幽？槭淙攵擞胨龉β始屏磕？榈挠泄δ芄β适涑龆肆樱� 所述有功功率符号选择�？橛胨龅谝谎≡褡幽？榈难≡穸肆樱龅谝谎≡褡幽？榈氖涑龆擞胨龅缒芗屏磕？榱樱凰鲇泄β史叛≡衲？橛胨龃砦蠼酉呒觳饽？榱樱⒏莞么砦蠼酉呒觳饽？榈慕酉叽砦蠼峁叛≡裥藕牛⒔梅叛≡裥藕欧⑺透龅谝谎≡褡幽？椋� 所述反相纠错�？榛拱ǖ诙聪蜃幽？椤⒌诙≡褡幽？楹臀薰β史叛≡衲？椋� 其中，所述第二选择子模块的输入端分别与所述功率计量�？榈奈薰δ芄β适涑龆艘约八龅诙聪蜃幽？榈氖涑龆肆樱龅诙聪蜃幽？槭淙攵擞胨龉β始屏磕？榈奈薰δ芄β适涑龆肆樱凰鑫薰β史叛≡衲？橛胨龅诙≡褡幽？榈难≡穸肆樱龅诙≡褡幽？榈氖涑龆擞氲缒芗屏磕？榱樱凰鑫薰β史叛≡衲？橛胨龃砦蠼酉呒觳饽？榱樱⒏莞么砦蠼酉呒觳饽？榈慕酉叽砦蠼峁叛≡裥藕牛⒔梅叛≡裥藕欧⑺透龅诙≡褡幽？�。
7.—种三相四线电能表，，包括微处理器MCU、显示�？�、通信模块、存储�？楹褪凳笔敝覴TC，其特征在于，所述电能表包括如权利要求1-6任一所述的电能计量芯片； 其中，所述电能计量芯片、所述显示�？�、所述通信�？�、所述存储�？楹退鍪凳笔敝覴TC均与所述MCU连接。
全文摘要
本发明适用于电力领域，提供了一种电能计量芯片及三相四线电能计量表；该芯片包括错误接线检测模块、错相纠错�？�、功率计量�？�、电能计量�？椋黄渲校龃砦蠼酉呒觳饽？楹退龃硐嗑来砟？榈氖淙攵朔直鹩階相电流B相电流C相电流A相电压B相电压C相电压连接，所述错误接线检测模块的输出端与所述错相纠错模块连接；所述错相纠错�？榈氖涑龆擞胨龉β始屏磕？榱樱凰龃砦蠼酉呒觳饽？橛糜诩觳馊嗟缌骱腿嗟缪故欠穹⑸酉叽砦螅⒔媒酉叽砦蠼峁⑺透龃硐嗑来砟？榻芯来泶恚凰龉β始屏磕？榈氖涑龆擞氲缒芗屏磕？榈氖淙攵肆�。本发明提供的技术方案具有提高工作可靠性，提高计量准确性的优点。
文档编号G01R11/54GK102692535SQ20111007345
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者刘凯, 吴明剑, 苗书立 申请人:深圳市锐能微科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
