解决分压式窃电和移除电压窃电难题的新型防窃电电表设计

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1、解决分压式窃电和移除电压窃电难题的新型防窃电电表设计　　随着家庭各类电器的增多，民用电量剧增，受经济利益的驱使，窃电现象也日益严重，各种新的窃电方式不断出现。据保守估算，全国每年因电能被盗损失达200多亿元，国外也同样存在窃电现象。这不单困扰供电企业的发展，也严重影响了国家的经济建设和社会的稳定。因此市场广泛需要防篡改的电能表。　　目前市面上的防窃电表，或防窃电功能单一，无法有效防止窃电事件的发生;或成本太高，无法大面积的普及。本文介绍了一款基于V9011设计的单相单芯片防窃电电表方案，能有效地防止目前市场上出现的大部分窃电行为，同时具有设计成本低的特点，非常适合大规模的市场应用。　　2

2、V9011SoC简介　　V9011是一款功耗低、计量性能高、计量模式灵活、EMC性能优良的单相SoC芯片。它集成了模拟前端、电能计量、内部测温电路、增强型8052MCU、RTC、32kBFlash、1kBXRAM和LCD驱动等功能模块。V9011具有4路独立的ADC，能同时独立计量两路有功或一路有/无功电能，并提供有/无功功率、视在功率、有效值和线电压频率等瞬时测量值。其中一路ADC可以留给用户作为其他用途，用户可以根据实际需要接不同的信号传感器，在本应用中，该ADC与芯片内部的测温电路相连，用于测量环境温度，实现对RTC的温度补偿。　　　　图1V9011单相防窃电表系统框图　　3系统设

3、计　　基于V9011设计的单相单芯片防窃电表的系统框图如图1所示。　　3.1信号采样　　V9011具有四路独立的ADC，其中三路ADC用于计量，可实现对一路电压和两路电流同时采样。在本方案中，电压信号的采样采用电阻分压的模式，火线电流信号采用猛铜分流器采样，零线电流信号考虑到电气隔离的原因，用电流互感器实现。　　3.2电源管理　　如图2所示，除了变压器和电池供电以外，另外还有一路电源是通过专用的供电CT从电流线上获得。V9011自带的电源管理系统可以实现各电源之间的灵活切换，这样，当用户移除主电压窃电时，系统仍能正常计量。　　　　图2电源管理系统　　3.3LCD显示　　V9011芯片内部

4、带有LCD驱动电路，较多可以驱动104段LCD屏显。驱动电压和偏置电流可以通过内部寄存器进行调整，可以适用于各种类型不同的显示屏，用户无需再扩展任何与LCD驱动相关电路，只需将LCD管脚和芯片的驱动IO口连接即可使用，停显功耗不超过20μA。　　3.4通讯接口　　V9011具有4路独立的UART口，可以驱动485、远近红外等通信电路。　　3.5带温度补偿的RTC电路www.pw0.cn　　V9011所自带的具有温度补偿的硬件RTC，能够保证在-40度到70度全温度范围内，时钟精度达到1S/D。温度补偿流程如图3所示，补偿原理如下：首先通过内部温度传感器测试当前温度，然后根据当前温度值，通

5、过查表的方式得到温度补偿值，将该值写入RTC的补偿寄存器后，时钟电路会每秒对时钟进行自动补偿。　　　　图3RTC温度补偿流程图　　4系统工作原理及软件设计　　　　图4软件流程图　　4.1系统工作原理　　V9011单线多层防窃电电子式电能表的工作电压有两个