具有自檢功能的用電管理裝置的製作方法

2023-05-31 07:23:31

專利名稱：具有自檢功能的用電管理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用電管理裝置，特別涉及的是一種具有自檢測功能的用 電管理裝置。
背景技術：
隨著經濟的發展，國民經濟各個領域對電力能源的依賴性不斷提高，為了對 電力用電現場實現有效的管理，因而用電管理裝置應運而生，而且成為電力技術 領域不斷創新的一個熱點方向。對於現有的用電管理裝置而言，其大體上都要包
括電能計量電路、電能計數電路以及電源電路，這三個主體的功能電路之一或 組合。
由於某些原因上述的用電管理裝置對應的上迷功能電路之一， 一旦出現故障， 電力管理部門很難知道故障的具體原因，從而需要花費大量的時間進行人工測試， 甚至需要更換整個用電管理裝置，這樣造成很大的浪費，因此急待開發一種具有 故障自檢的用電管理裝置，本發明創作者，經過長時間的研究獲得了該技術，為 了與現有的用電管理裝置進行區別，我們對於現有的用電管理裝置在本申請中將 其稱之為用電管理裝置本體，需要強調的是我們所稱的用電管理裝置，不僅僅局 限於電能表、組合電錶，其還應該包括其它一切需要計量、計數和電源供應的用 電管理裝置。
請參閱圖1所示，其為現有用電管理裝置本體中與上述功能電路相對應的結 構功能簡圖，所述的用電管理裝置本體與上述功能電路對應的功能電路為電源 電路、計量電路以及計數電路，其中，
所述的電源電路l包括 一電源轉換電路11,其將電力線電壓進行變壓處理， 用以向用電元件提供工作電力；
所述的計量電路2包括
一電力線輸入輸出單元21,其至少包括相線接入端和零線接入端以及相線 輸出端，所述的相線接入端與電力線路中的相線相連接，所述的相線輸出端其與 下一級電力設備相連接；
一電能計量單元22，計算經由所述的相線接入端和零線接入端的有功/無功電能值；
一脈衝信號輸出單元23，將所述的電能計量單元22計算的電能值轉化為與 所述的電能值成正比的脈衝信號輸出； 所述的計數電路3包括
一數據處理電路31,其接收所述的脈衝信號輸出單元23輸出的脈衝信號或 者所述計量電路的輸出的數據信號(某些情況下，所述的計量電路具有累計電能 的功能，因此其只要輸出數據信號就可以)，進行電能值累積計數； 所述的數據處理電路31與一處理器4連接在一起； 為了實現對主題功能電路的控制，所述的處理器4是必不可少的。 現有的用電管理裝置本體具有上述的功能電路其基本故障分為用電管理裝 置本體的電源電路、用電管理裝置本體的計量電路或者用電管理裝置本體的計數 電路出現故障，如何能夠在某一故障產生時及時發現；在發現後又如何進行相應 的故障動作，應該是本領域技術人員一直想要解決還沒有解決的問題。
鑑於此，本發明創作者，經過長時間的研究和實踐，終於採用一種自檢測的 思想，獲得了本創作。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種具有自檢功能的用電管理裝置，用以克服上述 缺陷。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案在於，提供一種具有自檢功能的用 電管理裝置，其包括 一用電管理裝置本體，用以實現用電戶的用電計量和/或計 數功能，其特徵在於，還包括 一自檢單元，用以確認所述用電管理裝置本體出 現基本故障的種類，並確定具體的故障組件的位置；
較佳的，所述的用電管理裝置本體包括電源電路、計量電路以及計數電路， 其中，
所述的電源電路包括 一電源轉換電路，其將電力線電壓進行變壓處理，用 以向用電元件提供工作電力； 所述的計量電路包括
一電力線輸入輸出單元，其至少包括相線接入端和零線接入端以及相線輸 出端'所述的相線接入端與電力線路中的相線相連接，所述的相線輸出端其與下一級電力設備相連接；
一電能計量單元，計算經由所述的相線接入端和零線接入端的有功/無功電能
值；
一脈沖信號輸出單元，將所述的電能計量單元計算的電能值轉化為與所述的 電能值成正比的脈沖信號輸出； 所述的計數電路包括
一數據處理電路，其接收所述的脈沖信號輸出單元輸出的脈沖信號或者所述 計量電路的輸出的數據信號，進行電能值累積計數； 所述的數據處理電路與 一 處理器連接在 一起；
較佳的，所述的自檢單元包括 一計量功能自檢電路用以對所述用電管理裝 置的用電計量功能運行情況進行故障檢測；其包括
一電流監測電路，用以監測所述的用電管理裝置本體的相線輸入端是否有電 流流過；
一脈衝監測電路，用以監測所述的脈沖信號輸出電路是否有脈沖信號輸出； 一監測判斷電路，當所述的相線輸入端有電流流過，而所述的脈衝信號輸出 單元無脈沖信號輸出，則判定所述計量電路出現故障； 較佳的，所述的電流監測電路包括 一電流互感器，其設置於所述的相線上；
一第一比較器，其一輸入端設有一基準電壓，其另一端與所述的電流互感器 的輸出端相連接，輸出一第一狀態信號； 所述的脈衝監測電路包括
一第二比較器，其一輸入端設有一基準電壓，其另一端與所述的脈衝信號輸 出單元的輸出端相連接，輸出一第二狀態信號；
所述的監測判斷電路為所述的處理器，其一輸入接口與所述的電流監測電路 的輸出端相連， 一輸入接口與所述的脈衝監測電路輸出端相連，在所述的處理器 中預設有基準電壓，若所述的第一狀態信號低於所迷的基準值，則判定為無負載 狀態；
若所述的第一狀態信號高於所述的基準值，而所述的第二狀態信號低於所述 的基準值，則判定所述電計量電路出現故障；
較佳的，還包括第一整流濾波電路，其設置於所述的電流互感器和所述的第一比較器之間；
一延時電路設置於所述的脈衝信號輸出單元的輸出端與所述的第二比較器之
間；
較佳的，所述的自檢單元還包括 一計數功能自檢電路用以對所述用電管理 裝置的用電計數功能運行情況進行故障檢測；對於一電子計數而言，所述的計數 功能自檢電路為所述的處理器，與所述的數據處理電路相連接，在所迷的脈沖信 號輸出單元有信號輸出，而所述的數據處理電路在電能值累計時無信號輸出，則 判定所述的計數電路發生故障；
較佳的，所述的自檢單元還包括 一計數功能自檢電路用以對所述用電管理 裝置的用電計數功能運行情況進行故障檢測；對於機械計數而言，所述的計數功 能自檢電路包括脈沖信號接收電路、機械動作監測電路以及所述的處理器，其 中，所述的脈衝信號接收電路獲得所述的脈衝信號輸出單元發出的脈沖信號，並 處理成相應的模擬信號；所述的機械動作監測電路檢測機械齒輪的轉動，並處理 成相應的模擬信號；所述處理器接收兩種模擬信號進行處理，並做出是否產生故 障的判斷；
較佳的，所述的脈沖信號接收電路包括 一光電耦合器和一比較器，所述的 脈衝信號輸出單元與所述的光電耦合器的輸入端相連，所述的光電耦合器的一輸 出端和所述的比較器的同相端相連接，所述的比較器的反向端獲得一基準電壓， 其輸出端與所述的處理器一輸入管腳相連；
較佳的，所述的機械動作監測電路包括 一發光二極體和一光電接收管兩者 分別位於機械計數裝置一齒輪的兩側，所述的發光二極體的光線由於所述齒輪的 遮擋，周期性的被所述的光電接收管接收到；還包括一比較器，其同相端與所述 的光電接收管的輸出端相連，所述的比較器的反向端獲得一基準電壓，其輸出端 與所述的處理器一輸入管腳相連；
較佳的，所述的脈沖信號接收電路包括 一比較器，所述的脈衝信號輸出單 元輸出端與所述的比較器的同相端相連接，所述的比較器的反向端獲得一基準電 壓，其輸出端與所迷的處理器一輸入管腳相連；
較佳的，所述的電源轉換電路其包括 一變壓器，所述的變壓器的輸入端與 所述的電力線相連接；
一整流電路，其與所述的變壓器的輸出端相連接； 9一濾波電路，其與所述的整流電路相連接；
一穩壓電路，其與所述的濾波電路的輸出端相連，向所述的用電管理裝置本 體的用電元件供電；
較佳的，所述的自檢單元還包括 一電源電路自檢單元，其包括所述的處 理器，其與所述的濾波電路的輸出端相連；
一電力線電壓釆集電路，其包括 一交流/直流轉換晶片和一濾波穩壓電路， 所述的交流/直流轉換晶片獲取電力線電壓，所述的濾波穩壓電路與所述的處理器 的一輸入端相連接，當所述的處理器獲得電力線電壓採集電路提供的信號，而所 述的濾波電路無信號輸出，則判定電源電路出現故障；當所述的處理器沒有獲得 電力線電壓採集電路和所述的濾波電路提供的信號，則為停電狀態；
較佳的，還包括
一備用電源；
一充電電路，其與所述的電源轉換電路的輸出端相連接，並向所述的備用電 源供電；
當電源電路出現故障時，所述的處理器啟動所述的備用電源為所述的用電管 理裝置本體提供工作電力；
較佳的，所述的自檢單元還包括 一備用電源自檢單元包括所述的處理器， 其通過一二極體與所述的處理器相連接，當所述的處理器偵測到所述的備用電源 的電壓低於某一預設的電壓後，啟動所述的充電電路向所述的備用電源充電；當 充電某一時間後，所述的處理器偵測到所述的備用電源的電壓仍低於某一預設的 電壓後，則判定備用電源發生故障；
較佳的，還包括 一故障動作單元其與所述的處理器相連接，在出現所述的 用電管理裝置本體故障時，受到動作觸發，其為一組不同顏色的指示燈，根據不 同故障顯示停電狀態、電源電路故障、計量電路故障、計數電路故障以及備用 電源發生故障；
較佳的，還包括 一聲光報警裝置和/或一用戶線切斷電路，其中，所述的用 戶線切斷電路為一繼電器或斷路器，其設置於所述的相線電路上，當出現所述的 電源電路故障、計量電路故障或計數電路故障時，切斷用戶的供電線路；
較佳的，還包括 一通訊電路，將故障信息發送給遠端的管理控制中心和/ 或用戶本人的信息接收終端，實現故障監控；
10所述的通訊單元以載波傳輸、乙太網傳輸、PSNT網絡傳輸、GPRS傳輸、 GSM傳輸或CDMA傳輸其中之一方式進行傳輸。


圖1為現有用電管理裝置本體具有上述功能電路的結構功能簡圖； 圖2 A為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的結構實施例 一 功能簡圖； 圖2B為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的結構實施例二功能簡圖； 圖3A為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的計量功能自檢電路的功能簡
圖3B為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的計量功能自檢電路的電路圖4A為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的電子計數功能自檢電路的功
能簡圖4B為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的機械計數功能自檢電路的電 路實施圖一；
圖4C為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的機械計數功能自檢電路的電 路實施圖二；
圖5為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的電源功能自檢電路的電路圖。
具體實施例方式
在本說明書以及權利要求當中使用了某些詞彙來指稱特定的組件，而所屬領 域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同 一個組 件，本說明書與權利要求並不以名稱的差異來做為區分組件的方式，而是以組件 在功能上的差異來做為區分的準則，在通篇說明書與權利要求書當中所提及的"包 括"為一開放式的用語，故應解釋成"包含有但不限定在，，，此外，"連接"一一 詞在此是包含任何直接與間接的電氣連接手段，因此，若文中描述一第一裝置與 一第二裝置相連接，則代表所述的第一裝置可以直接電氣連接在所述的第二裝置， 或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至所述的第二裝置；在通篇出現的"處 理器，，，其指具有處理功能的邏輯器件MCU (微處理器)，可以是單片機、CPU 或者是可編程邏輯控制項等。
本發明是有關於一種電路自檢測和發生故障後動作執行的相關方法，而本說明書將會描述一些關於應用本發明的用電管理裝置的實施例，但在相關技術領域
表或煤氣表，並不局限於以下的說明中所提供的特定實施例或是實現這些特定實 施例的技術特徵的特定方法。
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。
請參閱圖2A所示，其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的結構實施例 一功能簡圖，其除了圖1中所示的用電管理裝置本體結構外，還包括 一自檢單 元5，用以確認所述用電管理裝置本體出現基本故障的種類，並產生相應的動作 和指示的觸發信號，所述的基本故障分為用電管理裝置本體的電源電路、用電 管理裝置本體的計量電路或者用電管理裝置本體的計數電路出現故障，由於我們 採用電路化的組裝方式來實現用電管理裝置本體的功能，因此一旦確定具體故障 位置，就能即時更換出現故障的部件，所以相應的設計有計量功能自檢電路51， 計數功能自檢電路52或電源功能自檢單元53,通過獲得各檢測對象的運行信息， 通過所述的處理器4進行相應的判斷，獲得檢測對象是否出現故障的結論，其中 針對於電源故障，增加了一備用電源13和充電電路12,以及針對於備用電源發 生故障而設置的備用電源自檢單元54。
請參閱圖2B所示，其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的結構實施例 一功能簡圖，與上述圖2A的差別在於，本實施例增加了新的功^，上述的自檢 是主體，但他給出的僅僅是否發生運行故障的檢測，並不能做出相應的後序處理 動作，為此本發明具有自檢功能的用電管理裝置還提供一故障動作單元6，其與 所述的處理器4相連接，當經過自檢單元5確定用電管理裝置本體出現故障時， 觸發所述的故障動作單元6產生動作，所述的故障單元可以是用電管理裝置本體 上設置的一組五個不同顏色的指示燈，根據不同故障類型顯示停電狀態、電源 電路故障、計量電路故障以及計數電路故障；
還可以包括 一聲光報警裝置和/或一用戶線切斷電路，其中，所述的用戶線 切斷電路為一繼電器或斷路器，其設置於所述的相線電路上，當出現所述的電源 電路故障、計量電路故障或計數電路故障時，切斷用戶的供電線路；防止由於用 電管理裝置本體出現的故障，造成電力流失，給國家帶來損失，同時也可以提醒 用電戶注意；當然為了實現遠程的控制和管理，還應該包括 一通訊電路，將故 障信息發送給遠端的管理控制中心和/或用戶本人的信息接收終端，實現故障監控；所述的通訊單元以載波傳輸、乙太網傳輸、PSNT網絡傳輸、GPRS傳輸、 GSM傳輸或CDMA傳輸其中之一方式進行傳輸，這些技術的嫁接和移用是具有 創造性的，而對其本身的實現這裡就不做贅述了，本領域人員是可以實現的。
請參閱圖3A所示，其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的計量功能自 檢電路的功能簡圖，圖中所述的計量功能自檢電路51，其包括
一電流監測電路511,用以監測所述的用電管理裝置本體的相線輸入端是否 有電流流過；
一脈衝監測電路512，用以監測所述的脈衝信號輸出單元23是否有脈沖信號 輸出；
一監測判斷電路513，當所述的相線輸入端有電流流過，而所述的脈沖信號 輸出單元無脈衝信號輸出，則判定所述計量電路出現故障；其中所述的監測判斷 電路513就為所述的處理器4;通過所述的監測判斷電路513判定所述的計量電 路出現故障時，將觸發所述的故障動作單元產生動作，所述的故障單元可以是本 體上設置的某個顏色的指示燈64;
還可以包括 一聲光報警裝置61和/或一用戶線切斷電路62，其中，所述的 用戶線切斷電路62為一繼電器或斷路器，其設置於所述的相線電路上，當出現所 述的計量電路故障時，切斷用戶的供電線路；防止由於用電管理裝置本體出現故 障時，造成電力流失，給國家帶來損失，同時也可以提醒用電戶注意；當然為了 實現遠程的控制和管理，還應該包括 一通訊電路63，將故障信息發送給遠端的 管理控制中心和/或用戶本人的信息接收終端，實現故障監控。
請參閱圖3B所示，其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的計量功能自 檢電路的電路圖，所述的電流監測電路對應於本圖中的C2，其是由一電流互感器 Ll從相線上獲取電壓，所述的電流互感器Ll的輸出端與由電容cl和二極體Dl 組成的整流濾波電路的輸入端相連，獲得的電壓與一第一比較器IC1的同相輸入 端相連，所述的第一比較器IC1的反相端為一基準電壓，通過滑動變阻器wl可 以進行調節；所述的第一比較器IC1的輸出端和所述的處理器MCU的一輸入端 口相連接；
所述的脈衝監測電路為圖中的Cl,由所述的脈衝信號輸出單元的輸出信號直 接設置於一第二比較器IC2的同相輸入端，所述的第二比較器IC2的反相輸入端 設置有基準電壓，所述第二比較器IC2輸出端與所述的處理器4的另一輸入埠
13相連接；需要說明的是由於脈衝信號輸出單元23的輸出信號為脈沖信號，因此需 要在所述的處理器4前端加延時電路，所述的延時電路是由電容c2和電阻R3組 成的，當然也可以在所述的處理器中通過內置延時程序來實現，相對穩定的判定 信號輸入。
當第一比較器IC1輸出的為低電位信號時，則判定此時停電狀態；當所述的 第一比較器IC2的輸出端為高電位而所述第二比較器IC2的輸出端為低電位時則 證明所述的計量電路出現故障，相應的觸發所述的故障動作單元產生動作，用以 標識無負載狀態或是計量電路出現故障。
由於對於用電管理中存在的計數功能， 一般分為電子計數另一種為機械計數， 其中電子計數的是對表徵用電量的計量脈沖進行累計；而所述的機械計數，則是 通過步進電機驅動齒輪旋轉來表徵用電累計，因此如果對用電管理中存在的計數 功能進行故障檢測，則必然存在兩種自檢方式，其中一種為電子計數功能自檢另 一種為對機械計數功能自檢。
請參閱圖4A所示，其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的電子計數功 能自檢電路的功能簡圖；所述的用電管理裝置電子計數功能自檢電路就為所述的 處理器4，所述的數據處理電路31與所述的處理器4相連接，在所述的計量電路 2有信號輸出至所述的數據處理電路31，同時也會送至所述的處理器4的一輸入 端，而所述的數據處理電路31在電能值累計時無信號輸出，即所述的處理器4 無法獲得信號，則判定所述的計數電路有故障，則此時要將當前數據處理電路31 中的電能值累計存入一存儲電路33，當更換所述的計數電路後其將在存儲在所述 的存儲電路31的電能值的基礎上從新進行累計。
請參閱圖4B所示，其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的機械計數功 能自檢電路的電路實施圖一；所述的機械計數功能自檢電路包括脈衝信號接收 電路、機械動作監測電路以及所述的處理器，其中，所述的脈沖信號接收電路獲 得所述的脈沖信號輸出單元發出的脈衝信號，並處理成相應的模擬信號；所述的 機械動作監測電路檢測機械齒輪的轉動，並處理成相應的模擬信號；所述處理器 接收兩種模擬信號進行處理，並做出是否產生故障的判斷；其中，所述的脈衝信 號接收電路包括 一比較器1IC2,所述的脈沖信號輸出單元輸出端與所述的比較 器的同相端相連接，所迷的比較器1IC2的反向端獲得一基準電壓，所述的基準電 壓實際上是1R4和與其串聯的電阻1R5之間的分壓，其輸出端與所述的處理器MCU—輸入管腳相連；所述的機械動作監測電路包括 一發光二極體LED和一 光電接收管Q兩者分別位於機械計數裝置一齒輪的兩側，所述的發光二極體LED 的光線由於所述齒輪的遮擋，隨著用電的積累，所述的齒輪在步進電機的驅動下 轉動，從而使所述的發光二極體LED的發出的光周期性的被所述的光電接收管Q 接收到；所述的發光二極體LED和光電接收管Q通過電阻IR1、 1R2連接在一起， 兩者的一輸出端接地，還包括一比較器IICI，其同相端與所述的光電接收管Q的 輸出端相連，所述的比較器1IC1的反向端獲得一基準電壓(所述的基準電壓實際 上也是電阻1R4和與其串聯的電阻1R5之間的分壓)，其輸出端與所述的處理器 MCU—輸入管腳相連；由於脈衝輸出單元的脈沖輸出不是連續性的，從而導致計 數的累計也不是連續的，但兩者應該是同步的，因此在所述的處理器MCU內部 需要有相應的延時程序，當所述的脈沖信號接收電路、機械動作監測電路都有或 都沒有信號輸入到所述的處理器MCU中，則說明無故障，當所述的脈沖信號接 收電路和機械動作監測電路只有一個有信號輸入到所述的處理器MCU中，則說 明機械計數功能發生故障。
請參閱圖4C所示其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的機械計數功 能自檢電路的電路實施圖二；其與上面的區別在於所述的脈衝信號接收電路包括 一光電耦合器1IC3其輸入端與所述的光電耦合器的輸入端相連，所述的光電耦合 器1IC3的一輸出端和所述的比較器1IC2的同相端相連接，所述的比較器1IC2 的反向端獲得一基準電壓，其輸出端與所述的處理器MCU —輸入管腳相連，其 它與圖4B相同，就不再贅述了。
請參閱圖5所示，其為本發明具有自檢功能的用電管理裝置的電源功能自檢 電路的電路圖；首先需要進一步說明的是，對於現有用電管理裝置本體中的電源 轉換電路其包括 一變壓器T,所述的變壓器的輸入端與電力線中的相線L和零 線N相連接，對市電進行變壓處理；
一整流電路D1-D4，其輸入端與所述的變壓器T的輸出端相連接；
一濾波電路是由電阻R4， R5以及電容c3組成，所述的電容C3與所述的整 流電路D1-D4的正極相連接，所述的整流電路D1-D4的負極與地相連接；
一穩壓電路，為一穩壓晶片IC3其與所述的濾波電路中電阻R4的輸出端相 連，向所述的用電管理裝置本體的用電器件供電；
所述的用電管理裝置電源功能自檢單元，其包括所述的處理器MCU,其一
15輸出端與所述的濾波電路中電阻R4， R5之間的分壓節點相連； 一電力線電壓採 集電路，其包括 一交流/直流轉換晶片IC4和一濾波穩壓電路，所述的濾波穩壓 電路是由電阻R6，電容c4、 c5以及穩壓管DW組成，所述的交流/直流轉換晶片 IC4獲取電力線電壓後，通過所述的濾波穩壓電路與所述的處理器MCU相連接， 當所述的處理器MCU獲得電力線電壓採集電路提供的信號，而所述的阻R4， R5 之間的分壓節點間無信號輸出，則判定電源電路出現故障；當所述的處理器MCU 沒有獲得電力線電壓採集電路和所述的濾波電路中電阻R4, R5之間的分壓節點 提供的信號則為停電狀態；為了能夠繼續使用給維修帶來時間並給所述的故障動 作單元6和仍需工作的用電元件提供電力，還應包括 一備用電源soc，其可以為 一充電電池，其通過一二極體D5與所述的處理器MCU相連，當電源電路出現故 障時，所述的處理器啟動所述的備用電源soc提供工作電力；還需要一充電電路 (圖中未示)，其與所述的電源轉換電路的輸出端相連接，並向所述的備用電源 供電；所述的備用電源自檢單元54包括所述的處理器MCU,其通過所述的二極 管D5與所述的處理器MCU相連接，當所述的處理器MCU偵測到所述的備用電 源soc的電壓低於某一預設的電壓後，啟動所述的充電電路向所述的備用電源soc 充電；當充電某一時間後，所述的處理器MCU偵測到所述的備用電源soc的電壓 仍低於某 一 預設的電壓後，則判定備用電源發生故障。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限 制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其 進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護範圍內。
1權利要求
1、一種具有自檢功能的用電管理裝置，其包括一用電管理裝置本體，用以實現用電戶的用電計量和/或計數功能，其特徵在於，還包括一自檢單元，用以確認所述用電管理裝置本體出現基本故障的種類，並確定具體的故障組件的位置。
2、 根據權利要求1所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所述 的用電管理裝置本體包括電源電路、計量電路以及計數電路，其中，所述的電源電路包括 一電源轉換電路，其將電力線電壓進行變壓處理，用 以向用電元件提供工作電力； 所述的計量電路包括一電力線輸入輸出單元，其至少包括相線接入端和零線接入端以及相線輸 出端，所述的相線接入端與電力線路中的相線相連接，所述的相線輸出端其與下 一級電力設備相連接；一電能計量單元，計算經由所述的相線接入端和零線接入端的有功/無功電能值；一脈沖信號輸出單元，將所述的電能計量單元計算的電能值轉化為與所述的 電能值成正比的脈衝信號輸出； 所述的計數電路包括一數據處理電路，其接收所述的脈沖信號輸出單元輸出的脈衝信號或者所述 計量電路的輸出的數據信號，進行電能值累積計數； 所述的數據處理電路與一處理器連接在一起。
3、 根據權利要求1所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所述 的自檢單元包括 一計量功能自檢電路用以對所述用電管理裝置的用電計量功能 運行情況進行故障檢測；其包括一電流監測電路，用以監測所述的用電管理裝置本體的相線輸入端是否有電 流流過；一脈衝監測電路，用以監測所述的脈沖信號輸出電路是否有脈衝信號輸出； 一監測判斷電路，當所述的相線輸入端有電流流過，而所述的脈衝信號輸出 單元無脈衝信號輸出，則判定所述計量電路出現故障。
4、 根據權利要求3所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所述 的電流監測電路包4舌一電流互感器，其設置於所述的相線上；一第一比較器，其一輸入端設有一基準電壓，其另一端與所述的電流互感器 的輸出端相連接，輸出一第一狀態信號； 所述的脈衝監測電路包括一第二比較器，其一輸入端設有一基準電壓，其另一端與所述的脈衝信號輸 出單元的輸出端相連接，輸出一第二狀態信號；所述的監測判斷電路為所述的處理器，其一輸入接口與所述的電流監測電路 的輸出端相連， 一輸入接口與所述的脈衝監測電路輸出端相連，在所述的處理器 中預設有基準電壓，若所述的第一狀態信號低於所述的基準值，則判定為無負載 狀態；若所述的第一狀態信號高於所述的基準值，而所述的第二狀態信號低於所述 的基準值，則判定所述電計量電路出現故障。
5、 根據權利要求4所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，還包 括第一整流濾波電路，其設置於所述的電流互感器和所述的第一比較器之間；一延時電路設置於所述的脈衝信號輸出單元的輸出端與所述的第二比較器之間。
6、 根據權利要求1所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所述 的自檢單元還包括 一計數功能自檢電路用以對所述用電管理裝置的用電計數功 能運行情況進行故障檢測；對於一電子計數而言，所述的計數功能自檢電路為所 述的處理器，與所述的數據處理電路相連接，在所述的脈沖信號輸出單元有信號 輸出，而所述的數據處理電路在電能值累計時無信號輸出，則判定所述的計數電 路發生故障。
7、 根據權利要求1所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所述 的自檢單元還包括 一計數功能自檢電路用以對所述用電管理裝置的用電計數功 能運行情況進行故障檢測；對於機械計數而言，所述的計數功能自檢電路包括 脈衝信號接收電路、機械動作監測電路以及所述的處理器，其中，所述的脈衝信 號接收電路獲得所述的脈沖信號輸出單元發出的脈沖信號，並處理成相應的模擬 信號；所述的機械動作監測電路檢測機械齒輪的轉動，並處理成相應的模擬信號； 所述處理器接收兩種模擬信號進行處理，並做出是否產生故障的判斷。
8、 根據權利要求7所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所述的脈沖信號接收電路包括 一光電耦合器和一比較器，所述的脈沖信號輸出單元 與所述的光電耦合器的輸入端相連，所述的光電耦合器的一輸出端和所述的比較 器的同相端相連接，所述的比較器的反向端獲得一基準電壓，其輸出端與所述的 處理器一輸入管腳相連。
9、 根據權利要求7所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所述 的機械動作監測電路包括 一 發光二極體和 一 光電接收管兩者分別位於機械計數 裝置一齒輪的兩側，所述的發光二極體的光線由於所述齒輪的遮擋，周期性的被 所述的光電接收管接收到；還包括一比較器，其同相端與所述的光電接收管的輸 出端相連，所述的比較器的反向端獲得一基準電壓，其輸出端與所述的處理器一 輸入管腳相連。
10、 根據權利要求7所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所 述的脈衝信號接收電路包括 一比較器，所述的脈衝信號輸出單元輸出端與所述 的比較器的同相端相連接，所述的比較器的反向端獲得一基準電壓，其輸出端與 所述的處理器一輸入管腳相連。
11、 根據權利要求2所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所 述的電源轉換電路其包括 一變壓器，所述的變壓器的輸入端與所述的電力線相 連接；一整流電路，其與所述的變壓器的輸出端相連接； 一濾波電路，其與所述的整流電路相連接；一穩壓電路，其與所述的濾波電路的輸出端相連，向所述的用電管理裝置本 體的用電元件供電。
12、 根據權利要求1所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所 述的自檢單元還包括 一電源電路自檢單元，其包括所述的處理器，其與所述 的濾波電路的輸出端相連；一電力線電壓採集電路，其包括 一交流/直流轉換晶片和一濾波穩壓電路， 所述的交流/直流轉換晶片獲取電力線電壓，所述的濾波穩壓電路與所述的處理器 的一輸入端相連接，當所述的處理器獲得電力線電壓採集電路提供的信號，而所 述的濾波電路無信號輸出，則判定電源電路出現故障；當所述的處理器沒有獲得 電力線電壓採集電路和所述的濾波電路提供的信號，則為停電狀態。
13、 根據權利要求11所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，還包括一備用電源；一充電電路，其與所述的電源轉換電路的輸出端相連接，並向所述的備用電 源供電；當電源電路出現故障時，所述的處理器啟動所述的備用電源為所述的用電管 理裝置本體提供工作電力。
14、 根據權利要求12所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，所 述的自檢單元還包括 一備用電源自檢單元包括所述的處理器，其通過一二極體 與所述的處理器相連接，當所述的處理器偵測到所述的備用電源的電壓低於某一 預設的電壓後，啟動所述的充電電路向所述的備用電源充電；當充電某一時間後， 所述的處理器偵測到所述的備用電源的電壓仍低於某一預設的電壓後，則判定備 用電源發生故障。
15、 根據權利要求1、 3、 6、 7、 12或14其中任意一項所述的具有自檢功能 的用電管理裝置，其特徵在於，還包括 一故障動作單元其與所述的處理器相連 接，在出現所述的用電管理裝置本體故障時，受到動作觸發，其為一組不同顏色 的指示燈，根據不同故障顯示停電狀態、電源電路故障、計量電路故障、計數 電路故障以及備用電源發生故障。
16、 根據權利要求15所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，還 包括 一聲光報警裝置和/或一用戶線切斷電路，其中，所述的用戶線切斷電路為 一繼電器或斷路器，其設置於所述的相線電路上，當出現所述的電源電路故障、 計量電路故障或計數電路故障時，切斷用戶的供電線路。
17、 根據權利要求15所述的具有自檢功能的用電管理裝置，其特徵在於，還 包括 一通訊電路，將故障信息發送給遠端的管理控制中心和/或用戶本人的信息 接收終端，實現故障監控；所述的通訊單元以載波傳輸、乙太網傳輸、PSNT網絡傳輸、GPRS傳輸、 GSM傳輸或CDMA傳輸其中之一方式進行傳輸。
全文摘要
本發明為一種具有自檢功能的用電管理裝置，其包括一用電管理裝置本體，用以實現用電戶的用電計量和/或計數功能，其中，還包括一自檢單元，用以確認所述用電管理裝置本體出現基本故障的種類，並確定具體的故障組件的位置。
文檔編號G01R11/25GK101446599SQ20071016845
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月26日 優先權日2007年11月26日
發明者萬家盛, 汪志強 申請人:湖北盛佳電器設備有限公司;萬家盛