隔离SPI总线电能计量模块及其APLC电表

摘要

本发明涉及隔离SPI总线电能计量模块和APLC电表，隔离SPI总线电能计量模块，由抗强瞬时过电压电量输入电路、单相电计量电路、SPI光隔离接口电路和第一稳压电路组成；所述抗强瞬时过电压电量输入电路中设有分流器、取样电流接入电路、高电压隔离电压互感变压器T和对称性电阻桥RE分压取样电路；所述分流器用于对相线电流取样；所述取样电流接入电路将取样电流进行滤波后输入所述单相电计量电路；所述高电压隔离电压互感变压器作为相电压或线电压取样的同时，又为所述第一稳压电路提供电源；所述高电压隔离电压互感变压器T的次级线圈两端的交流电压，还经电阻输入所述对称性电阻桥RE的输入端。

主权项

APLC电表，其特征是，该电表包括1至4个单相隔离SPI总线电能计量模块（U11、U12、U13、U14）、微处理电路（100）、数据存储与显示电路（101）、红外通信与隔离RS485通信电路（102）和第二稳压电路（103）；所述单相隔离SPI总线电能计量模块（U11、U12、U13、U14）的SPI光隔离电路通过SPI通信总线和所述微处理电路（100）连接，所述数据存储与显示电路（101）通过红外通信与隔离RS485通信电路（102）和所述微处理电路（100）连接；所述单相隔离SPI总线电能计量模块（U11、U12、U13、U14），由抗强瞬时过电压电量输入电路、单相电计量电路、SPI光隔离电路和第一稳压电路组成；所述抗强瞬时过电压电量输入电路中设有分流器Rg、取样电流接入电路、高电压隔离电压互感变压器T和对称性电阻桥RE分压取样电路；所述分流器Rg串联在相线中，用于电流取样；所述取样电流接入电路将取样电流进行滤波后输入所述单相电计量电路；所述高电压隔离电压互感变压器T作为相电压或线电压取样的同时，又为所述第一稳压电路提供电源；所述高电压隔离电压互感变压器T的初级线圈通过电阻RW1与RW2、瞬态电压抑制器DW、压敏电阻RW连接到零线N或相线接线引脚，次级线圈有中心抽头连接在信号地（Signal GND），次级线圈两端的交流电压经全波整流后，输出至所述第一稳压电路输入端；所述高电压隔离电压互感变压器T的次级线圈两端的交流电压，还经电阻R1与R2输入所述对称性电阻桥RE的输入端；所述对称性电阻桥RE作为取样电压的对称性精密分压器，将取样电压输入到电计量芯片； 所述单相电计量电路为带SPI总线的电计量芯片；所述SPI光隔离电路是光隔离耦合器，作为SPI通信总线的接口；所述第一稳压电路将全波整流后的所述次级线圈两端的交流电压进行滤波，输出稳定的电压，为所述单相电计量电路提供电源；所述第二稳压电路（103），为电表电路提供稳定的VCC=3.6VDC与VE=5VDC电源；所述电表中还设有APLC非对称电力载波通信电路（104），所述APLC非对称电力载波通信电路（104）包括：隔离电容、载波耦合变压器（TB）、放大器芯片（IC3）、调制解调芯片（IC2）、第一微处理芯片（IC1）和复位电路（IC4）；隔离电容对应连接在零线N和串联在相线中的分流器Rg下接线端子（2）之间；载波耦合变压器（TB）主边线圈通过接线端子串联在零线N中；调制解调芯片（IC2）调制的模拟信号输出通过信号功率放大后，经载波耦合变压器（TB）将调制的模拟信号耦合在串联于零线N中的载波耦合变压器（TB）主边线圈上；当载波耦合变压器（TB）主边线圈有调制的模拟信号的电流时，载波耦合变压器（TB）副边线圈上的调制模拟信号，经放大器芯片（IC3）输入到调制解调芯片（IC2）模拟信号输入口,由调制解调芯片（IC2）解调，输出数字信号；第一微处理芯片（IC1）与第二微处理芯片（U10）通过接口相连接，第一微处理芯片（IC1）的UART通讯口与调制解调芯片（IC2）的UART通讯口相连接；第一微处理芯片（IC1）控制调制解调芯片（IC2）发送与接受信号，与红外通信与隔离RS485通信电路（102）进行无线通信。