Segons el principi de disseny de funcionament del comptador d'energia, es pot dividir bàsicament en 8 mòduls: mòdul d'alimentació, mòdul de visualització, mòdul d'emmagatzematge, mòdul de mostreig, mòdul de mesurament, mòdul de comunicació, mòdul de control i mòdul de processament MUC. Cada mòdul realitza les seves pròpies tasques mitjançant el mòdul de processament MCU per a una integració i coordinació unificades, enganxant-se en un tot.
1. Mòdul de potència del comptador d'energia
El mòdul de potència del mesurador de potència és el centre d'energia per al funcionament normal del mesurador de potència. La funció principal del mòdul de potència és convertir l'alt voltatge de CA 220V en la font d'alimentació de CC de baixa tensió de CC de DC12\DC5V\DC3.3V, que proporciona la font d'alimentació de funcionament per al xip i el dispositiu dels altres mòduls del mesurador de potència. Hi ha tres tipus de mòduls de potència que s'utilitzen habitualment: transformadors, reductors de resistència-capacitància i fonts d'alimentació de commutació.
Tipus de transformador: la font d'alimentació de CA 220 es converteix a CA 12V a través del transformador i s'assoleix el rang de voltatge requerit en la rectificació, la reducció de voltatge i la regulació de voltatge. Baixa potència, alta estabilitat, fàcil interferència electromagnètica.
La font d'alimentació reductora de resistència-capacitat és un circuit que utilitza la reactància capacitiva generada per un condensador sota una determinada freqüència del senyal de CA per limitar el corrent màxim de funcionament. Mida petita, baix cost, petita potència, gran consum d'energia.
La font d'alimentació commutada es fa a través de dispositius de commutació electrònica de potència (com ara transistors, transistors MOS, tiristors controlables, etc.), a través del circuit de control, de manera que els dispositius de commutació electrònica s'encenen i s'apaguen periòdicament, de manera que els dispositius de commutació electrònica de potència modulen el voltatge d'entrada per aconseguir la conversió de voltatge i la tensió de sortida es pot ajustar i la funció de regulació automàtica del voltatge. Baix consum d'energia, mida petita, ampli rang de voltatge, interferències d'alta freqüència, preu elevat.
En el desenvolupament i disseny de comptadors d'energia, segons els requisits de la funció del producte, la mida de la carcassa, els requisits de control de costos i els requisits de les polítiques nacionals i regionals per determinar quin tipus de font d'alimentació.
2. Mòdul de visualització del comptador d'energia
El mòdul de visualització del comptador d'energia s'utilitza principalment per llegir el consum d'energia, i hi ha molts tipus de visualització, com ara tubs digitals, comptadors i pantalles ordinàries.LCD, LCD matricial de punts, LCD tàctil, etc. Els dos mètodes de visualització de tub digital i comptador només poden mostrar el consum d'electricitat de manera individual. Amb el desenvolupament de la xarxa intel·ligent, cada cop es necessiten més tipus de comptadors d'electricitat per mostrar les dades d'energia. El tub digital i el comptador no poden complir amb el procés d'energia intel·ligent. L'LCD és el mode de visualització principal en el comptador d'energia actual. Segons la complexitat del contingut de la pantalla en el desenvolupament i el disseny, es triaran diferents tipus d'LCD.
3. Mòdul d'emmagatzematge de comptadors d'energia
El mòdul d'emmagatzematge del comptador d'energia s'utilitza per emmagatzemar paràmetres del comptador, electricitat i dades històriques. Els dispositius de memòria més utilitzats són el xip EEP, el ferroelèctric i el xip flash. Aquests tres tipus de xips de memòria tenen diferents aplicacions en el comptador d'energia. La memòria flash és una forma de memòria flash que emmagatzema algunes dades temporals, dades de corbes de càrrega i paquets d'actualització de programari.
Una EEPROM és una memòria de només lectura programable i esborrable en directe que permet als usuaris esborrar i reprogramar la informació que hi ha emmagatzemada, ja sigui al dispositiu o a través d'un dispositiu dedicat, cosa que fa que una EEPROM sigui útil en escenaris on les dades s'han de modificar i actualitzar amb freqüència. L'EEPROM es pot emmagatzemar 1 milió de vegades i s'utilitza per emmagatzemar dades d'energia, com ara la quantitat d'electricitat, al comptador d'energia. Els temps d'emmagatzematge poden complir els requisits de temps d'emmagatzematge del comptador d'energia durant tot el cicle de vida i el preu és baix.
El xip ferroelèctric utilitza una característica del material ferroelèctric per aconseguir un emmagatzematge de dades d'alta velocitat i baix consum d'energia, alta fiabilitat i funcionament lògic, temps d'emmagatzematge de mil milions; Les dades no es buidaran després d'una fallada d'alimentació, cosa que fa que els xips ferroelèctrics tinguin una alta densitat d'emmagatzematge, una velocitat ràpida i un baix consum d'energia. Els xips ferroelèctrics s'utilitzen principalment en comptadors d'energia per emmagatzemar electricitat i altres dades d'energia, el preu és més alt i només s'utilitzen en productes que necessiten requisits d'emmagatzematge de paraules d'alta freqüència.
4, mòdul de mostreig del comptador d'energia
El mòdul de mostreig del mesurador de watts-hora és responsable de convertir el senyal de corrent gran i el senyal de voltatge gran en el senyal de corrent petit i el senyal de voltatge petit per facilitar l'adquisició del mesurador de watts-hora. Els dispositius de mostreig de corrent que s'utilitzen habitualment sónderivació, transformador de corrent, Bobina Roche, etc., el mostreig de voltatge sol adoptar un mostreig parcial de voltatge de resistència d'alta precisió.
5, mòdul de mesura del comptador d'energia
La funció principal del mòdul de mesura del comptador és completar l'adquisició analògica de corrent i voltatge i convertir l'analògic a digital; es pot dividir en mòdul de mesura monofàsic i mòdul de mesura trifàsic.
6. Mòdul de comunicació del comptador d'energia
El mòdul de comunicació del comptador d'energia és la base de la transmissió de dades i la interacció de dades, la base de les dades de la xarxa intel·ligent, la intel·ligència, la gestió científica precisa i la base del desenvolupament de la Internet de les Coses per aconseguir la interacció persona-ordinador. En el passat, la manca de mode de comunicació era principalment per infrarojos, comunicació RS485, amb el desenvolupament de la tecnologia de la comunicació, la tecnologia de la Internet de les Coses, l'elecció del mode de comunicació del comptador d'energia s'ha tornat extensa, PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT, etc. Segons els diferents escenaris d'aplicació i els avantatges i desavantatges de cada mode de comunicació, es selecciona el mode de comunicació adequat per a la demanda del mercat.
7. Mòdul de control del mesurador de potència
El mòdul de control del comptador d'energia pot controlar i gestionar la càrrega elèctrica de manera eficaç. La manera habitual és instal·lar un relé de retenció magnètica dins del comptador d'energia. Mitjançant dades de potència, esquema de control i ordres en temps real, la càrrega elèctrica es gestiona i controla. Les funcions comunes del comptador d'energia s'incorporen al relé de desconnexió de sobrecorrent i sobrecàrrega per aconseguir el control de la càrrega i la protecció de la línia; control de temps segons el període de temps per al control d'encesa; en la funció de prepagament, el crèdit és insuficient per desconnectar el relé; la funció de control remot es realitza enviant ordres en temps real.
8, mòdul de processament MCU del comptador d'energia
El mòdul de processament MCU del mesurador de watts-hora és el cervell del mesurador de watts-hora, que calcula tot tipus de dades, transforma i executa tot tipus d'instruccions i coordina cada mòdul per aconseguir la funció.
El comptador d'energia és un producte de mesurament electrònic complex que integra múltiples camps de tecnologia electrònica, tecnologia energètica, tecnologia de mesurament d'energia, tecnologia de comunicació, tecnologia de visualització, tecnologia d'emmagatzematge, etc. Cal integrar cada mòdul funcional i cada tecnologia electrònica per formar un conjunt complet per tal de donar lloc a un comptador de watts-hora estable, fiable i precís.
Data de publicació: 28 de maig de 2024