構建更加智能的電能計量系統
在中國,與智能電網(wǎng)相關(guān)的經(jīng)濟刺激計劃正在實(shí)施過(guò)程中,預計在未來(lái)3至5年內將部署1.7億塊智能電表。與傳統的機械式電表不同,智能電表可以根據每天的時(shí)段來(lái)確定用電量,并且能夠監測出每個(gè)地方的用電量。
目前自動(dòng)抄表技術(shù)在電表應用中越來(lái)越流行,該技術(shù)為電表提供通信端口讀取數據,而且大部分情況下采用遠程讀數方式。實(shí)現該技術(shù)的關(guān)鍵是確保通信鏈路安全可靠,RS-485是一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)而且可靠的通信規范,可理想用于自動(dòng)抄表系統。本文討論Maxim RS-485收發(fā)器的各種特性,這些特性使RS-485收發(fā)器成為電子式電能表的理想選擇。
圖1. 采用RS-485端口的電表結構圖
當RS-485總線(xiàn)與電力線(xiàn)(例如,220VAC)短路時(shí),PTC和TVS可提供差模過(guò)壓保護。反激變壓器的附加繞組為隔離電路供電,圖1中,反激轉換器有兩路輸出:第一路為MCU和模擬前端供電;第二路進(jìn)行電氣隔離,為RS-485端口供電。如果上述反激電源配合后備電池使用,MCU的供電電源(圖中的VCC)實(shí)際經(jīng)過(guò)了"二極管或操作"。這意味著(zhù)電池供電時(shí),不存在隔離的isolated_VCC。因此,RS-485電路沒(méi)有"接通",所以電表在斷電期間不能進(jìn)行通信,也無(wú)法通知已經(jīng)停電。
失效保護 RS-485標準定義信號閾值的上下限為±200mV,但沒(méi)有規定電平范圍。在以下三種情況下,這會(huì )帶來(lái)一定的問(wèn)題:
1. 總線(xiàn)上的所有收發(fā)器都沒(méi)有工作,因此出現了高阻態(tài)。這意味著(zhù)總線(xiàn)上的終端電阻導致接收器輸入之間的差分電壓是0V。
2. RS-485總線(xiàn)出現短路,線(xiàn)路之間的電壓也會(huì )出現0V。
3. 出現開(kāi)路或沒(méi)有連接電表時(shí),差分電壓也是0V,這是因為收發(fā)器本身在輸入之間具有高阻,迫使出現0V。 電能表相關(guān)文章:電能表原理
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