三、预付费分时表的设计
设计预付费分时电能表时,既要考虑到分时表的特点,又要考虑到预付费表的特点.在设计过程中不仅要注重整机功能的可靠实现,更要将电磁兼容性能设计放在首位.
这里给出一种预付费分时电能表的方案,并给出关键元器件的选择.其主要由计量单元部分、显示部分、通讯部分、主处理单元部分和接口部分以及电源部分等单元组成.
计量单元采用传统的专用计量芯片ade7755,采用独立的电源供电.ade7755是美国ad公司比较成熟的单相计量专用芯片.目前已在单相电子表内广泛应用,而且评价不错.由ade775向cpu提供电量脉冲信号和电流方向信号
显示单元采用led专用屏显示.一方面考虑到目前使用预付费电能表的用户集中在北方地区,冬天气温较低,如采用lcd显示屏,工作温度范围较难达到要求;另一方面,led显示不需要特别的驱动电路,成本上占有一定优势.而且,一般单相电能表的安装使环境亮度较暗,lcd屏在没有背光的情况下,亮度不够,而led屏则没有这些问题.如在lcd屏加装背光,则成本受限制.
通讯部分主要包括rs485和红外两个部分.rs485部分采用隔离电源独立供电.485芯片采用美国ti公司的3082芯片.红外通讯部分采用美国德律风根的红外收发管组件.
主处理单元是电表的核心,所有的工作都是由它来完成的.本方案中,cpu采用美国motorla公司的最新mc68hc908系列单片机作为主处理芯片.它功能强大、指令灵活,最重要的是它的电磁兼容性优越,令整机的性能大大提高.时钟芯片采用日本epson公司的r8025,此款芯片带有温度补偿很难达到要求.最近,浙江省电力工业局于2004年02月25日印发了一份《关于公布居民分时电能表钟温度特性抽测结果的通知》,《通知》中明确指出11种采用温度补偿的电表通过测试,而3种未采用温度补偿的电表全部超出要求范围,并建议居民分时电表加装温度补偿电路.存贮电路采用铁电存贮器,此种eeprom存取速度快,功耗低,适用于大数据量的存取场合.而且可缩短数据由电卡到存贮器的读写时间,一定程序上起到防止插拔卡过快的作用.
接口部分主要包括ic卡接口、计量脉冲输出接口、秒信号输出接口、rs485通讯接口等.接口部分一般均可直接接触,最容易受到攻击,因此应当重点加保护路,并与处理单元隔离.
电源部分采用线性电源,分三组输出并互相隔离,分别供给计量单元、主处理单元和rs485通讯单元使用.电源输入回路除了加一般的磁珠、电容等保护措施外,串接热敏电阻以保证高压时电表达式不被损坏.
电表的工作原理是这样的:计量芯片ade7755根据电压、电流输入信号生产电能量脉冲信号和电流方向信号送给cpu进行处理.cpu对电量脉冲进行累计,计算出冲电量并存贮,同时根据当前费率对剩余购电进行减法处理,并判断是否告警或断电.cpu不断读时钟,并决定当前运行的费率;同时,定期读取温度传感器的当前温度参数,并依据当前温度对实时时钟的温度补偿系数进行调整.另外,cpu还监测rs485和红外通讯信号,接收或响应命令,进行串行通讯.另外电表还监测继电器状态和电池电压、功率等参数,对非正常状态告警和记录.
预付费分时表的主要具有以下一些功能:信
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