新型微控制器在防竊電及計(jì)量電表中的應(yīng)用

　　3.2.1 設(shè)計(jì)要求

　　為單相1級(jí),其電壓為~220V，IB=5A，IMAX=40A，CF=3200;有LCD顯示;具備RS485及紅外通訊接口;具備防竊電功能,即零/火線調(diào)換竊電及掉零竊電;具備事件記錄功能，能夠準(zhǔn)確記錄每次竊電事件發(fā)生的具體時(shí)間;具備停電顯示功能。

　　3.2.2 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

　　實(shí)現(xiàn)技術(shù)分別為：LCD驅(qū)動(dòng)+MCU;UART+紅外調(diào)制;需要同時(shí)計(jì)量零線和火線電流;需要掉零防竊電功能;電池供電管理;有實(shí)時(shí)時(shí)鐘。

　　ADE7169單芯片方案見(jiàn)圖4所示。

　　該單芯片方案集成度高;高可靠性故障率/低故障率/;軟件校表;單芯片采購(gòu)容易;計(jì)量功能豐富，性能高;整體成本低。從中看出ADE7169單芯片防竊電單相表的設(shè)計(jì)方案比常用方案優(yōu)越得多。因?yàn)槌Ｓ梅桨付嘈酒桨讣啥鹊?，高故障?低可靠性，需要硬件校表，而多芯片采購(gòu)難度大，計(jì)量功能單—整體成本高。

　　ADE7169單芯片方案的核心部分的構(gòu)建

　　圖5所示為構(gòu)建示意圖。

　　上述單相防竊電電表設(shè)計(jì)方案，不是傳統(tǒng)的沒(méi)有防竊電測(cè)量的簡(jiǎn)單單相電能表，也不再是僅能測(cè)量火線的電流信號(hào)和電能表進(jìn)線端的電壓信號(hào)，它具備對(duì)各類竊電行為的防竊電技術(shù)。不會(huì)再象傳統(tǒng)簡(jiǎn)單單相電能表那樣，出現(xiàn)即使是非常簡(jiǎn)單的竊電行為也是無(wú)能為力的現(xiàn)象。

　　4 拓寬基于單芯片與微控制器技術(shù)的防竊電單相表的應(yīng)用

　　基于單芯片與微控制器的防竊電單相表具備對(duì)用磁場(chǎng)干擾與電流不平衡的竊電行為及對(duì)移除主電壓竊電行為等多種防竊電測(cè)量技術(shù)。本節(jié)僅對(duì)用磁場(chǎng)干擾的防竊電技術(shù)作說(shuō)明。

　　4.1 永久磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)干擾是一種竊電行為

　　眾所用知，永久磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)都會(huì)影響電表的正常計(jì)量。竊電者在電表附近放置強(qiáng)磁磁鐵或大線圈都能于擾電表的正確計(jì)量，達(dá)到竊電的目的。見(jiàn)圖6中的紅曲線所示。

　　圖6 在電表附近放置強(qiáng)磁磁鐵或大線圈干擾電表的正確計(jì)量以達(dá)到竊電目的示意圖

　　4.2防竊電方案

　　方法一：因強(qiáng)磁磁鐵靠近表殼將減小功率的測(cè)量值，甚至能將功率減小到0。由于磁鐵的影響范圍較小，所以電流互感器在表殼內(nèi)的位置對(duì)抵御磁鐵的干擾相當(dāng)有幫助。大線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)影響電能表中大多數(shù)的元器件和核心電子器件等。為了防止磁場(chǎng)干擾，電能表內(nèi)部元器件的位置及其安裝位置非常重要。應(yīng)把易受磁場(chǎng)影響的敏感器件盡量放在貼近電能表背面的地方，因?yàn)橥ǔ８`電者很難從電能表背后干預(yù)電表的正確計(jì)量;應(yīng)保持易受磁場(chǎng)影響的敏感器件遠(yuǎn)離電能表的頂部和兩邊，因?yàn)轫敳亢蛢蛇吺侨菀渍掣酱盆F的地方。

　　方法二：磁屏蔽是一種非常有效的防止磁場(chǎng)干擾的方法。首先，可使用金屬外殼的電流互感器，屏蔽磁場(chǎng)對(duì)它的影響。其次可以在表殼內(nèi)襯薄層金屬，以屏蔽整個(gè)電能表模塊。但是這種做法將增大原材料、生產(chǎn)及安裝的成本。