專利名稱：電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能實現(xiàn)高精度計量的電能表。
背景技術(shù)：
在日常生活中，每個家庭都要用到電能表，電能表是用于計算電能消耗的工具。按照原理分，電能表可分為感應(yīng)式和電子式兩大類。隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，高速、雙向、實時、集成的電網(wǎng)通信系統(tǒng)發(fā)展成熟，智能電能表的應(yīng)用越來越廣泛。電子式電能表是運用模數(shù)轉(zhuǎn)換器把電壓值和電流值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字值，然后用數(shù)字電路實現(xiàn)電能計量功能。在風(fēng)靡全球的智能電網(wǎng)的推動下，如何提高智能電能表的計量精度已經(jīng)成為電能計量行業(yè)內(nèi)共同追求的目標。智能電能表是通過Σ -Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Σ -AADC)對模擬電壓和模擬電流進行采樣并轉(zhuǎn)換成它們的數(shù)字形式，以便后面的計量電路來計算電能、功率和有效值等數(shù)據(jù)。為了提高電能表的精度，一般是通過提高Σ -Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度的方法來實現(xiàn)。Σ -Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括Σ -Δ調(diào)制器(Σ - ΔModulator)和濾波器兩部分，Σ -Δ調(diào)制器能將基帶內(nèi)的量化噪聲推向高頻，并通過濾波器濾除高頻噪聲，實現(xiàn)高信噪比。請參閱
圖1，其顯示了現(xiàn)有技術(shù)中電能表的基本結(jié)構(gòu)。如圖1所示，電壓值U經(jīng)過電壓通道調(diào)制器(例如為Σ -Δ調(diào)制器)變成數(shù)字信號后，經(jīng)過低通濾波器LPFl和高通濾波器HPF后變成與電壓值U相對應(yīng)的數(shù)字值u，同樣，電流值I經(jīng)過調(diào)制器(例如為Σ - Δ調(diào)制器)變成數(shù)字信號后，經(jīng)過低通濾波器LPFl和高通濾波器HPF后變成與電流值I相對應(yīng)的數(shù)字值i ；將分別代表電壓值U和電流值I的數(shù)字值u、i相乘后得到瞬時功率ρ ；瞬時功率P經(jīng)過低通濾波器LPF2濾波后得到平均功率P，計量單元通過平均功率P便能得到電能值。圖1中的低通濾波器LPFl的作用為消除電壓通道調(diào)制器和電流通道調(diào)制器產(chǎn)生的高頻噪聲，高通濾波器HPF的作用為消除數(shù)字電壓信號和數(shù)字電流信號中的偏移值(OFFSET)， 低通濾波器LPF2的作用為消除功率信號中的高頻噪聲。假設(shè)電壓u和電流i的表達式分別為
權(quán)利要求
1.一種電能表，包括電壓通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，包括電壓通道調(diào)制器、低通濾波器以及高通濾波器； 電流通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，包括電流通道調(diào)制器、低通濾波器以及高通濾波器； 功率計算電路，包括用于將所述電壓通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓值與所述電流通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的電流值相乘以獲得瞬時功率的乘法器；用于對所述乘法器輸出的瞬時功率進行濾波以得到平均功率的低通濾波器； 其特征在于，所述電壓通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中還包括用于為所述電壓通道調(diào)制器提供時鐘脈沖的第一時鐘產(chǎn)生單元；所述第一時鐘產(chǎn)生單元產(chǎn)生的時鐘脈沖包括第一采樣時鐘脈沖和第一斬波時鐘脈沖，所述第一采樣時鐘脈沖包括兩相不交疊的采樣時鐘脈沖，所述第二斬波時鐘脈沖包括兩相不交疊的斬波時鐘脈沖；所述電流通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中還包括用于為所述電流通道調(diào)制器提供時鐘脈沖的第二時鐘產(chǎn)生單元；所述第二時鐘產(chǎn)生單元產(chǎn)生的時鐘脈沖包括第二采樣時鐘脈沖和第二斬波時鐘脈沖，所述第二采樣時鐘脈沖包括兩相不交疊的采樣時鐘脈沖，所述第二斬波時鐘脈沖包括兩相不交疊的斬波時鐘脈沖；所述第二斬波時鐘脈沖與所述第一斬波時鐘脈沖不具相關(guān)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表，其特征在于， 所述第一時鐘產(chǎn)生單元包括第一兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出包含兩相不交疊的第一采樣時鐘脈沖；第一偽隨機序列發(fā)生器及第二兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第一斬波時鐘脈沖； 所述第二時鐘產(chǎn)生單元包括第三兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第二采樣時鐘脈沖；第二偽隨機序列發(fā)生器及第四兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第二斬波時鐘脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表，其特征在于， 所述第一時鐘產(chǎn)生單元包括第一兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出包含兩相不交疊的第一采樣時鐘脈沖；偽隨機序列發(fā)生器及第二兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第一斬波時鐘脈沖；所述第二時鐘產(chǎn)生單元包括第三兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第二采樣時鐘脈沖；分頻器及第四兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第二斬波時鐘脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表，其特征在于，所述第一時鐘產(chǎn)生單元包括第一兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出包含兩相不交疊的第一采樣時鐘脈沖；分頻器及第二兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第一斬波時鐘脈沖；所述第二時鐘產(chǎn)生單元包括第三兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第二采樣時鐘脈沖；偽隨機序列發(fā)生器及第四兩相不交疊時鐘發(fā)生器，接收參考時鐘脈沖并輸出兩相不交疊的第二斬波時鐘脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3、或4所述的電能表，其特征在于，還包括用于產(chǎn)生參考時鐘脈沖的參考時鐘發(fā)生器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表，其特征在于，所述電壓通道調(diào)制器和所述電流通道調(diào)制器為Σ -Δ調(diào)制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能表，其特征在于，所述電能表包括單相電能表或三相電能表。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電能表，包括具有電壓通道調(diào)制器、低通濾波器和高通濾波器的電壓通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，具有電流通道調(diào)制器、低通濾波器和高通濾波器的電流通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，具有乘法器和低通濾波器的功率計算電路，用于為電壓通道調(diào)制器提供兩相不交疊的采樣時鐘脈沖和兩相不交疊的斬波時鐘脈沖的第一時鐘產(chǎn)生單元，以及用于為電流通道調(diào)制器提供兩相不交疊的采樣時鐘脈沖和兩相不交疊的斬波時鐘脈沖的第二時鐘產(chǎn)生單元。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電能表，由于提供給電壓通道調(diào)制器和電流通道調(diào)制器的兩個斬波時鐘脈沖基本不相關(guān)，電壓通道調(diào)制器和電流通道調(diào)制器內(nèi)的閑噪聲的相關(guān)性就降低，從而能提高電能表的計量精度。
文檔編號G01R22/10GK102565528SQ201210065529
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者佘龍, 朱傳森, 蕭經(jīng)華 申請人:鉅泉光電科技(上海)股份有限公司