采用开关电源供电的智能电能表设计

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1、工学硕士学位论文采用开关电源供电的智能电能表设计张瑜玲哈尔滨理工大学2017年3月国内图书分类号：TH715工学硕士学位论文采用开关电源供电的智能电能表设计硕士研究生：张瑜玲导师：范剑英申请学位级别：工学硕士学科、专业：仪器科学与技术所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2017年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TH715DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignoftheSmartMeterPoweredwithSwit

2、chingPowerCandidate：ZhangYulingSupervisor：FanJianyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：InstrumentScienceandTechnologyDateofOralExamination：March，2017University：HarbinUniversityofScience&Technology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明；此处所提交的硕±学位论文《采用开

3、关电源供电的智能电能表设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研巧成果。对本文研巧工作做出贡献的个人和集体，均已在文中料明确方式注明。。本声明的法律结果将完全由本人承担作者签名：Ｌ聲期；年月？曰利＇ｙｔ曰令Ｉ哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《采用开关电源供电的智能电能表设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕古学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理

4、工大学所有，本论文的研巧巧容不得其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部ｎ提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可Ｗ采用影印。、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容本学位论文属于保密，□在年解密后适用授权书。不保密曰。（请在上相应方框内打Ｖ）作者签名；辦識為曰期：年＾月２］曰＊：曰导师签名梦曰期：年３月今哈尔滨理工大学工学硕士学位论文采用开关电源供电的智能电能表

5、设计摘要电力系统已随社会的发展发生了不可忽视的巨大变化，智能电网已然成为未来电网发展的必然趋势。智能电能表作为其中的重要环节，除了需要具备电能计量、存储和处理的功用，还需要承载着网络通信、自动检测与控制以及信息交互等重要智能功能。诸多专家一致认为，对于智能电网发展的推动工作，智能电能表的发展将会起到关键性意义。随着智能电能表应用的推广，其精准化计量、智能化控制管理与小型化发展已然成为重要的发展趋势。本文首先对国内外智能电能表的研究现状和发展情况进行分析和总结，最终确认了本设计中智能电能表的功能定义与系统构架。作为

6、智能电能表非常核心的供电模块，传统的设计中常采用线性稳压电源，其体积笨重、转化效率低、发热大等显著缺点限制了智能电能表的发展。本文中采用反激式开关电源替代传统线性稳压电源，有效的提升了系统的电源转化效率、缩减了系统硬件体积，减小了系统发热。在其他各部分硬件设计中，系统采用计量芯片加MCU控制器的架构模式进行电路设计。选用Atmel公司的高性能高精度专用电能计量芯片ATT7053BU设计计量模块，选用专用MCU芯片FM3308作为微控制器，并协同其他芯片完成系统的通信、存储、显示等其他功能。系统在整体策略上采用模块

7、化设计，快速灵活的实现系统的数据采集、计量、存储和处理等基本功，以及信息通信、自动控制等智能功能。完成智能电能表的硬件、软件设计后，对样表进行系统进行测试与分析。对系统开关电源部分的转化效率与纹波系数进行分析，纹波系数测试均值为1%左右，远高于5%的设计要求；平均转换效率为79%，符合设计预期。对样表进行精度校验，并在系统兼容试验前后对系统电能精确度进行比对与分析，分别测得平均有功功率的误差精度为0.056%和0.046%，符合1级表标准，试验结果符合设计要求。关键词智能电能表；开关电源；计量芯片；微控制器-I-

8、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文DesignoftheSmartMeterPoweredwithSwitchingPowerAbstractWiththedevelopmentofsociety,greatchangeshavetakenplaceinpowersystem,andthesmartgridhasbecometheinevitabletrendofthefut