에너지 계량기의 작동 원리에 따라 전력 모듈, 디스플레이 모듈, 저장 모듈, 샘플링 모듈, 계측 모듈, 통신 모듈, 제어 모듈, MUC 처리 모듈 등 8개 모듈로 구분할 수 있습니다. 각 모듈은 MCU 처리 모듈을 통해 자체적인 기능을 수행하여 통합 및 조정을 통해 하나의 완전한 시스템으로 통합됩니다.
1. 에너지 미터의 전력 모듈
전력계의 전원 모듈은 전력계의 정상 작동을 위한 에너지 센터입니다. 전원 모듈의 주요 기능은 AC 220V의 고전압을 DC12V/DC5V/DC3.3V의 직류 저전압 전원으로 변환하여 전력계의 다른 모듈의 칩과 장치에 필요한 전원을 공급하는 것입니다. 일반적으로 사용되는 전원 모듈에는 변압기, 저항-정전용량 강압 전원, 스위칭 전원의 세 가지 유형이 있습니다.
변압기 유형: AC 220V 전원을 변압기를 통해 AC 12V로 변환하여 정류, 감압 및 전압 조정을 통해 필요한 전압 범위에 도달합니다. 전력 소모가 적고 안정성이 높으며 전자파 간섭에 취약합니다.
저항-커패시턴스 강압 전원 공급 장치는 특정 주파수의 교류 신호에서 커패시터에 의해 생성된 용량성 리액턴스를 이용하여 최대 동작 전류를 제한하는 회로입니다. 소형, 저비용, 저전력, 고전력 소모를 특징으로 합니다.
스위칭 전원 공급 장치는 전력 전자 스위칭 소자(트랜지스터, MOS 트랜지스터, 제어 가능한 사이리스터 등)를 통해 제어 회로를 통해 주기적으로 "켜짐"과 "꺼짐"을 반복합니다. 이를 통해 전력 전자 스위칭 소자는 입력 전압을 펄스 변조하여 전압 변환 및 출력 전압 조정 기능을 구현하고 자동 전압 조절 기능을 제공합니다. 낮은 전력 소비, 작은 크기, 넓은 전압 범위, 고주파 간섭, 높은 가격 등의 특징을 지닙니다.
에너지 미터의 개발 및 설계 시, 제품 기능 요구 사항, 케이스 크기, 비용 관리 요구 사항, 국가 및 지역 정책 요구 사항에 따라 어떤 유형의 전원 공급 장치를 결정해야 합니다.
2. 에너지 미터 디스플레이 모듈
에너지 미터 디스플레이 모듈은 주로 전력 소비량을 읽는 데 사용되며 디지털 튜브, 카운터, 일반 등 다양한 유형의 디스플레이가 있습니다.액정표시장치도트 매트릭스 LCD, 터치 LCD 등이 있습니다. 디지털 튜브와 카운터의 두 가지 표시 방식은 단일 전력 소비량만 표시할 수 있습니다. 스마트 그리드의 발전으로 점점 더 많은 유형의 전력 계량기가 전력 데이터를 표시해야 하지만, 디지털 튜브와 카운터는 지능형 전력 프로세스를 충족하지 못합니다. 현재 전력 계량기에서 LCD는 주류 표시 방식이며, 표시 내용의 복잡성에 따라 개발 및 설계 시 다양한 유형의 LCD가 선택됩니다.
3. 에너지 미터 저장 모듈
에너지 계량기 저장 모듈은 계량기 매개변수, 전력량, 그리고 과거 데이터를 저장하는 데 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 메모리 소자로는 EEP 칩, 강유전체 칩, 플래시 칩이 있으며, 이 세 가지 메모리 칩은 에너지 계량기에서 각기 다른 용도로 사용됩니다. 플래시 메모리는 임시 데이터, 부하 곡선 데이터, 그리고 소프트웨어 업그레이드 패키지를 저장하는 플래시 메모리의 한 형태입니다.
EEPROM은 사용자가 장치 내부 또는 전용 장치를 통해 저장된 정보를 삭제하고 다시 프로그래밍할 수 있는 실시간 소거 및 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리입니다. 따라서 EEPROM은 데이터를 자주 수정하고 업데이트해야 하는 경우에 유용합니다. EEPROM은 100만 회 저장이 가능하며, 에너지 계량기의 전기량과 같은 전력 데이터를 저장하는 데 사용됩니다. 이러한 저장 용량은 에너지 계량기의 전체 수명 주기 동안 필요한 저장 용량을 충족할 수 있으며 가격도 저렴합니다.
강유전체 칩은 강유전체 재료의 특성을 활용하여 고속, 저전력 소모, 고신뢰성 데이터 저장 및 논리 연산을 구현하며, 10억 회 이상의 저장 시간을 제공합니다. 정전 후에도 데이터가 손실되지 않아 강유전체 칩은 높은 저장 밀도, 빠른 속도, 낮은 에너지 소비 특성을 갖습니다. 강유전체 칩은 주로 전력 계량기에서 전력 및 기타 전력 데이터를 저장하는 데 사용되며, 가격이 높고, 고주파수 데이터 저장이 필요한 제품에만 사용됩니다.
4, 에너지 미터 샘플링 모듈
와트시 미터의 샘플링 모듈은 와트시 미터의 데이터 수집을 용이하게 하기 위해 대전류 신호와 대전압 신호를 소전류 신호와 소전압 신호로 변환하는 역할을 합니다. 일반적으로 사용되는 전류 샘플링 장치는 다음과 같습니다.분로, 전류 변압기, 로슈코일 등의 전압 샘플링은 일반적으로 고정밀 저항 부분 전압 샘플링을 채택합니다.
5, 에너지 미터 측정 모듈
계측기 모듈의 주요 기능은 아날로그 전류 및 전압 수집을 완료하고 아날로그를 디지털로 변환하는 것입니다. 단상 계측 모듈과 3상 계측 모듈로 나눌 수 있습니다.
6. 에너지 미터 통신 모듈
에너지 미터 통신 모듈은 데이터 전송 및 데이터 상호작용의 기반이며, 스마트 그리드 데이터, 지능화, 정밀 과학 관리, 그리고 사물 인터넷 발전의 기반이 되어 인간과 컴퓨터 간의 상호 작용을 실현합니다. 과거에는 주로 적외선, RS485 통신을 이용한 통신 방식이 부족했지만, 통신 기술 및 사물 인터넷 기술의 발전으로 에너지 미터 통신 방식의 선택 폭이 넓어졌습니다. PLC, RF, RS485, LoRa, Zigbee, GPRS, NB-IoT 등이 그 예입니다. 다양한 응용 분야와 각 통신 방식의 장단점을 고려하여 시장 수요에 적합한 통신 방식을 선택합니다.
7. 전력계 제어 모듈
전력계 제어 모듈은 전력 부하를 효과적으로 제어하고 관리할 수 있습니다. 일반적인 방법은 전력계 내부에 자기 유지 계전기를 설치하는 것입니다. 전력 데이터, 제어 방식 및 실시간 명령을 통해 전력 부하를 관리하고 제어합니다. 전력계에 공통적으로 구현된 기능은 부하 제어 및 회선 보호를 위한 과전류 및 과부하 차단 계전기, 전력 공급 시간에 따른 시간 제어, 선불 기능의 경우, 계전기를 차단할 수 있는 크레딧이 부족할 경우, 원격 제어 기능을 통해 실시간으로 명령을 전송하는 것입니다.
8, 에너지 미터 MCU 처리 모듈
와트시 미터의 MCU 처리 모듈은 와트시 미터의 두뇌로, 각종 데이터를 계산하고 각종 명령어를 변환하고 실행하며, 각 모듈을 조정하여 기능을 달성합니다.
에너지 계량기는 전자 기술, 전력 기술, 전력 계측 기술, 통신 기술, 디스플레이 기술, 저장 기술 등 다양한 분야를 통합한 복잡한 전자 계량 제품입니다. 안정적이고 신뢰성 있으며 정확한 전력량계를 구현하기 위해서는 각 기능 모듈과 전자 기술이 완벽하게 통합되어야 합니다.
게시 시간: 2024년 5월 28일