基于ADE7169的防窃电单相表的设计 - 新型微控制器在防窃电及计量电表中的应用

　　3.2.1 设计要求

　　为单相1级,其电压为~220V，IB=5A，IMAX=40A，CF=3200;有LCD显示;具备RS485及红外通讯接口;具备防窃电功能,即零/火线调换窃电及掉零窃电;具备事件记录功能，能够准确记录每次窃电事件发生的具体时间;具备停电显示功能。

　　3.2.2 实现技术

　　实现技术分别为：LCD驱动+MCU;UART+红外调制;需要同时计量零线和火线电流;需要掉零防窃电功能;电池供电管理;有实时时钟。

　　ADE7169单芯片方案见图4所示。

　　该单芯片方案集成度高;高可靠性故障率/低故障率/;软件校表;单芯片采购容易;计量功能丰富，性能高;整体成本低。从中看出ADE7169单芯片防窃电单相表的设计方案比常用方案优越得多。因为常用方案多芯片方案集成度低，高故障率/低可靠性，需要硬件校表，而多芯片采购难度大，计量功能单—整体成本高。

　　ADE7169单芯片方案的核心部分的构建

　　图5所示为构建示意图。

　　上述单相防窃电电表设计方案，不是传统的没有防窃电测量的简单单相电能表，也不再是仅能测量火线的电流信号和电能表进线端的电压信号，它具备对各类窃电行为的防窃电技术。不会再象传统简单单相电能表那样，出现即使是非常简单的窃电行为也是无能为力的现象。

　　4 拓宽基于单芯片与微控制器技术的防窃电单相表的应用

　　基于单芯片与微控制器的防窃电单相表具备对用磁场干扰与电流不平衡的窃电行为及对移除主电压窃电行为等多种防窃电测量技术。本节仅对用磁场干扰的防窃电技术作说明。

　　4.1 永久磁场和电磁场干扰是一种窃电行为

　　众所用知，永久磁场和电磁场都会影响电表的正常计量。窃电者在电表附近放置强磁磁铁或大线圈都能于扰电表的正确计量，达到窃电的目的。见图6中的红曲线所示。

　　图6 在电表附近放置强磁磁铁或大线圈干扰电表的正确计量以达到窃电目的示意图

　　4.2防窃电方案

　　方法一：因强磁磁铁靠近表壳将减小功率的测量值，甚至能将功率减小到0。由于磁铁的影响范围较小，所以电流互感器在表壳内的位置对抵御磁铁的干扰相当有帮助。大线圈产生的电磁场会影响电能表中大多数的元器件和核心电子器件等。为了防止磁场干扰，电能表内部元器件的位置及其安装位置非常重要。应把易受磁场影响的敏感器件尽量放在贴近电能表背面的地方，因为通常窃电者很难从电能表背后干预电表的正确计量;应保持易受磁场影响的敏感器件远离电能表的顶部和两边，因为顶部和两边是容易粘附磁铁的地方。

　　方法二：磁屏蔽是一种非常有效的防止磁场干扰的方法。首先，可使用金属外壳的电流互感器，屏蔽磁场对它的影响。其次可以在表壳内衬薄层金属，以屏蔽整个电能表模块。但是这种做法将增大原材料、生产及安装的成本。