电流采样工频防磁电能表的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种电流采样工频防磁电能表。该专利由宁波三星医疗电气股份有限公司申请，并于2018年1月23日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种电能表，尤其涉及一种具有电流采样工频防磁技术的电能表。

发明背景

电能表是计量电量常用的仪表，但交变电流的磁场干扰，使得电能表计数精度不高，致使无法准确计量用户用电量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种防磁干扰效果好，电流采样误差小的具有电流采样工频防磁技术的电能表。

本发明所采取的技术方案为：一种电流采样工频防磁电能表，包括：锰铜分流器；与锰铜分流器连接的第一电流采样模块，采集锰铜分流器上形成的电流信号；接收第一电流采样模块采集的信息并进行分析处理的控制模块；其特征在于：锰铜分流器与第一电流采样模块间通过交叉环路实现连接。锰铜分流器的两个电流引脚在PCB板上通过过孔交叉后与位于PCB板上的第一电流采样模块连接，形成交叉环路。进一步的，交叉环路形成的环路面积与锰铜分流器的两个电流引脚和锰铜分流器本体形成的环路面积相等。第一电流采样模块包括RC低通滤波器，采集的电流信号经RC低通滤波器后传递至控制模块。

电能表还包括第一电压采样模块，第一电压采样模块与控制模块连接，第一电压采样模块与第一电流采样模块构成主回路采样模块。第一电压采样模块包括多个串联分压采样电阻，采样信号经电容滤波后传输至控制模块。电能表还包括第二回路采样模块，第二回路采样模块通过隔离部件与控制模块相连，隔离部件用于隔离主回路采样模块与第二回路采样模块，以减少二者间的信号干扰。第二回路采样模块与隔离部件间设有计量芯片，第二回路采样模块采集的信息经计量芯片处理后输出，控制模块与计量芯片通过隔离部件实现信息传递。

隔离部件包括两路光耦隔离器，其中一路光耦隔离器用于将计量芯片处理后的信息向控制模块传输，另一路光耦隔离器用于将控制模块的相关信息反馈至计量芯片。第二回路采样模块包括第二电流采样模块，第二电流采样模块与两路并列的锰铜分流器分别连接，采集并列的锰铜分流器的电流信号并传输至计量芯片。第二回路采样模块还包括第二电压采样模块，第二电压采样模块的采集信息输入计量芯片进行处理。第二电压采样模块包括多个串联分压采样电阻，采样信号经电容滤波后输送至计量芯片。锰铜分流器包括一体成型的两并列插脚，连接两并列插脚的连接部上成型有三个引脚，电流引脚为其中的两个引脚。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将锰铜分流器焊接于PCB板后，两个电流引脚信号线路经过孔实现交叉，形成交叉环路B，保证交叉环路B的面积与锰铜引脚和锰铜本体自身形成的环路A面积大小相等，交叉环路B与环路A共同构成一个8字形环路，电流经锰铜引脚流经该8字形环路时，在A区域和B区域形成的磁场刚好大小相等且方向相反，从而在受到工频磁场干扰时，交叉环路B区域能抵消电能表工作时因自身回路产生的磁场干扰，也即能抵消环路A产生的磁场干扰，继而提高电流采样信号的准确性；电能表设计成包含多个电流采样回路和电压采样回路，提高了电能表的适用范围；同时，在由第二电压采样模块与第二电流采样模块形成的第二回路采样模块中增加隔离部件，能有效隔离第二回路采样模块与第一电压采样模块、第一电流采样模块构成的主回路采样模块间的信号干扰，从而进一步减小电能表的计量误差，提高精准度。