Resumo: Dois tipos de detecção de falha de energia em medidores elétricos inteligentes trifásicos e seu método de realização são analisados-. De acordo com os requisitos de detecção de falha de energia do medidor de eletricidade inteligente, um circuito que pode detectar falha de energia de forma eficiente e o esquema de design de software correspondente, e um circuito de detecção de desligamento com função simples e desempenho de alto custo do medidor de eletricidade comum são projetados.
Palavras-chave: detecção-de energia; medidor inteligente; medidor de eletricidade comum
Contente:
2. Análise do circuito de detecção de falha de energia do medidor inteligente
2.1 Estrutura geral do sistema de fornecimento de energia do medidor inteligente
2.2 Fonte de alimentação-de fase dividida
2.3 Circuito-de detecção de desligamento
3. Análise do circuito-de detecção de desligamento do medidor elétrico comum
3.1 Circuito de detecção de falha de energia do medidor elétrico comum
3.2 Fonte de alimentação de fase dividida-de medidor comum
3.3 Processamento de software-de sinal de desligamento
1. Introdução
O circuito de detecção de falha de energia do medidor inteligente trifásico existente pode ser mal avaliado, resultando na falha ao ligar e desligar normalmente e na falta de economia de energia a tempo. Este artigo propõe duas soluções de hardware e software para resolver perfeitamente o problema de detecção de falha de energia para dois medidores trifásicos diferentes. As soluções são aplicadas em dois produtos reais representativos para verificar se as soluções podem atender aos requisitos do projeto.
2. Análise do circuito de detecção de falha de energia do medidor inteligente
2.1 Estrutura geral do sistema de fornecimento de energia do medidor inteligente
(1) Detecção de{1}}ligação: Quando a tensão DC IN é maior que 5,8 V (a tensão de entrada CA é maior que 128 V), o transistor Q9 está saturado e Q9 emite um nível baixo e é enviado para o pino de detecção de energia do MCU através de R55, informando que a fonte de alimentação está normal e pode ser inicializada ou sair do estado de baixa energia.
(2) Detecção de desligamento-: Quando a tensão DC IN é inferior a 5,8 V (a tensão de entrada CA é inferior a 128 V), o transistor Q9 é cortado e Q9 emite um nível alto e é enviado para o pino de detecção de energia do MCU através de R55, informando que a fonte de alimentação está anormal, saindo do modo de trabalho normal, salvando dados e entrando no estado de baixa energia.
As características de comutação deste circuito não são boas, não há característica de histerese e é fácil ocorrer jitter de saída em torno do valor crítico. Se o software não tiver processamento relevante, o medidor estará sujeito a anormalidades. Se não houver bateria dentro do medidor, o pino Q9 também estará em um nível baixo no estado-desligado, que é o mesmo que quando a energia está normal.
2.2 Fonte de alimentação-de fase dividida
AC __N é a linha N, GNDC é o fio ativo da fase C, DC1, RC7, CC4 e DC2 formam um circuito de queda de tensão do resistor-capacitor. A maior parte da queda de tensão da alimentação CA atua em RC7 e CC4. As tensões AC CN e AC N fixadas por DC1 estão conectadas à Figura 1 para alimentação do circuito de controle; a tensão fixada por DC2 passa por DC3, RC8, QC2, CC5 e DC4 para formar um circuito de retificação de ponte completa e é filtrada pela entrada de estabilização de tensão CC6, estabilização de tensão VC1 e filtragem de saída de estabilização de tensão CC13, CC14 e CC16 para obter fonte de alimentação VC 5V para fornecer a fonte de alimentação de medição.
A fonte de alimentação RC comumente usada neste circuito só pode produzir uma saída, portanto, a amostragem de corrente trifásica deve ser isolada por um transformador, caso contrário, causará um curto-circuito entre o fio neutro e o fio energizado ou entre os fios energizados de diferentes fases; a amostragem direta da corrente CA pode ser alcançada (a corrente flui através do resistor para produzir uma queda de tensão), reduzindo o custo geral.
2.3 Circuito-de detecção de desligamento
R11 é o resistor limitador-de corrente que aciona Q9 e Q9 é um tubo de comutação. Quando a tensão entre BC de Q9 (ou seja, ponto b) é inferior a 0,7 V, Q9 é cortado e a entrada AC OFF para o chip principal é alta após R50 subir, R55 limita a corrente e C1 elimina o jitter. Quando a tensão entre BC de Q9 (ou seja, ponto b) é superior a 0,7V, Q9 é ligado e a entrada AC OFF do chip principal é baixa. Z1 é um tubo regulador de tensão, R48 e R49 são resistores divisores de tensão, e o valor de detecção de desligamento -no ponto b é 0,7V e a tensão no ponto a é 0,7× ()V. Ou seja, o valor de detecção de desligamento de DC __IN gerado na Figura 1 é 0,7× () + Z1. Quando DC __IN é maior que este valor, a entrada AC __OFF do chip principal é baixa; quando DC __IN é menor que este valor, a entrada AC __OFF para o chip principal é alta.
3. Análise do circuito-de detecção de desligamento do medidor elétrico comum
3.1 Circuito de detecção de falha de energia do medidor elétrico comum
VCC é a tensão CC após a tensão da rede ser reduzida, retificada e filtrada por E1. A tensão aqui é relativamente alta e não pode ser amostrada diretamente através da porta AD do chip principal. R11, R51 e C8 podem ser amostrados diretamente pelo AD após a divisão de tensão. R7, D16 e C38 formam o circuito de amostragem do circuito de estabilização de tensão, conduzindo Q4 para atingir o objetivo de controlar a tensão de saída. A tensão de saída do ponto +5V depende dos parâmetros de D16, e C7 e C6 filtram a tensão de saída. Quando ocorre uma falha de energia, a tensão da carga conectada ao back-end do ponto V +5 diminui lentamente e a tensão do ponto VCC também diminui lentamente ao mesmo tempo. A tensão do PWRDN para a porta de amostragem AD do chip principal diminui proporcionalmente ao ponto VCC, e o chip principal pode detectar a falha de energia.
3.2 Fonte de alimentação de fase dividida-de medidor comum
GND é a linha N, GNDC é a linha ativa da fase C, D6, C3, R3, D5 formam um circuito de queda de tensão do resistor-capacitor, a maior parte da queda de tensão da rede elétrica atua em C3 e R3, a tensão fixada por D6 é meia-onda retificada por D12 e convergiu com a tensão após meia-onda retificação da fase A e da fase B em VCC, que é usada para alimentar o circuito de controle, a tensão fixada por D5 é meia- retificada por D11 e filtrada por E4 para obter fonte de alimentação VCC DC, o circuito de amostragem do circuito de estabilização de tensão composto por R6, D15, C37 aciona Q3 para controlar a tensão de saída C+5V, e C15 é o capacitor do filtro de saída.
3.3 Processamento de software-de sinal de desligamento
4. Conclusão
Através da coordenação de software e hardware, este artigo percebe a estabilidade e a confiabilidade da detecção de ligação-ligada e{1}}desligada de medidores inteligentes trifásicos-e medidores comuns trifásicos-para diferentes esquemas e requisitos de projeto, estabelecendo uma base sólida para a operação normal de outras funções de medidores inteligentes e medidores comuns. Através dos esforços conjuntos do pessoal técnico da equipe do projeto, o circuito de detecção de desligamento-do medidor trifásico-foi aplicado à plataforma do medidor inteligente trifásico-e à plataforma do medidor comum-trifásico e alcançou bons resultados práticos.