电力电子课程设计报告
目录 一、设计任务说明 (3) 二、设计方案的比较 (4) 三、单元电路的设计和主要元器件说明 (6) 四、主电路的原理分析 (9) 五、各主要元器件的选择： (12) 六、驱动电路设计 (14) 七、保护电路 (16) 八、元器件清单 (21) 九、设计总结 (22) 十、参考文献 (23)
一、设计任务说明 1.设计任务： 1)进行设计方案的比较，并选定设计方案； 2)完成单元电路的设计和主要元器件说明； 3)完成主电路的原理分析，各主要元件的选择； 4)驱动电路的设计，保护电路的设计； 5)利用仿真软件分析电路的工作过程； 2.设计要求： 1)单相桥式相控整流的设计要求为： 负载为感性负载，L=700mH，R=500Ω 2)技术要求： A.电网供电电压为单相220V； B.电网电压波动为5%——10%； C.输出电压为0——100V;
二、设计方案的比较 单相桥式整流电路有两种方式，一种是单相桥式全控整流电路，一种是单相桥式半控整流电路。主要方案有三种： 方案一： 采用单相桥式全控整流电路，电路图如下： 对于这个电路，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路，不需要续流二极管，不会出现失控现象，整流效果好，波形稳定。变压器二次绕组不含直流分量，不会出现变压器直流磁化的问题，变压器利用率高。 方案二： 采用单相桥式半控整流电路，电路图如下： 相较于单相桥式全控整流电路，对每个导电回路进行控制，只需一个晶闸管，而另一个用二极管代替，这样使电路连接简便，且
降低了成本，降低了损耗。但是若无续流二极管，当α突然增大到180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使d U成为正弦半波，级半周期d U为正弦波，另外半周期d U为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即失控现象。因此该电路在实际应用中需要加设续流二极管。 综上所述：单相桥式半控整流电路具有线路简单、调整方便的优点。但输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。而单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。因此选择方案一的单相桥式全控整流电路。
毕业设计 设计题目单相电能表的设计与实现 学生姓名 学号 专业班级 指导教师 院系名称计算机与信息学院
2015 年月日 目录No table of contents entries found. 单相电能表的设计与实现 摘要：随着我国近年来经济技术的快速发展，企业和居民对电能的需求越来越大。但是传统的机械式电表计费单一、计量误差较大、寿命较短，已经不 足以满足人们的需求，所以开发一款寿命长、计量精准的多功能电子式电 能表就成为一种必然趋势。 本文主要是基于芯片ADE7755设计的一种针对于普通家庭用户使用的电子式单相电能表。该设计采用高精度电能计量芯片ADE7755来计量用电量，并使用51单片机来控制整个电路。通过电流、电压的信号采集，数模转换，功率计算，带掉电存储和显示等硬件设计，并结合软件编程实现了电能表的正常工作。本文主要介绍了电能表的工作原理，电能计量模块，显示模块，数据存储模块，以及软件设计模块。所设计的数字化单相电能表具有成本低廉、结构简单、性能可靠、计量精准等优点，具有一定的实用价值和推广价值。 关键词：ADE7755；电能表；单片机
Design and implementation of single-phase energy meter Abstract: With the rapid development of China's economy in recent years, technology, business and household demand for electricity is growing. But the traditional mechanical meter single billing, measurement error is large, short-lived, it has been insufficient to meet people's needs, so the development of a long-life, multi-function electronic metering precise electrical energy meter has become an inevitable trend . This article is based on a chip designed for electronic ADE7755 single-phase energy meter for ordinary home users. The design uses a high-precision chip ADE7755 energy metering to measure electricity consumption and use 51 microcontroller to control the entire circuit. By signal acquisition current, voltage, digital to analog conversion, power calculation, with power storage and display hardware design, combined with software programming work to achieve a normal meter. This paper describes the working principle of electric energy meter, energy metering module, display module, data storage module, and software design module. Designed
. ... . DDSY型电子式IC卡预付费单相电能表 使 用 说 明 书
2 1.概述 DDSY 型电子式IC 卡预付费单相电能表，简称IC 卡电能表，用于计量额定频率为 50Hz 的交流单相有功电能，实现先付费后用电的管理功能。该产品采用先进的微电子技术进行数据采集、处理及保存。其性能指标符合 GB/T17215-2002 和GB/T18460.3-2001标准。具有体积小、重量轻、可靠性高、防窃电等特点。 2.工作原理 电能表由两个主要部分进行功能组成：一是电能计量部分，二是微处理器控制部分；电能计量部分使用分流器倍增电流，产生表示用电多少的脉冲序列，送至微处理器进行电能计量；微处理器实现各种控制功能并通过电卡接口与电能卡（IC 卡）传递数据。 3.规格（见表1） 规格 型号 准确度等级 额定电压（V ） 标准电流（A ） DDSY 1.0级 220/110 5(20) 10（40） 2.0级 4.技术指标
4．1仪表常数1600imp/kW.h 4．2基本误差(见表) 4．3起动 电能表在额定电压,额定频率及功率因数为1.0 的条件下,当负载电流为0.4%(1.0级),0.5%(2.0级)时。电能表应能连续计量电能。 4．4潜动 当施加115%额定电压，电流回路断开时，不产生多于一个电能脉冲。4．5电气参数 正常工作电压：0.9～1.1额定电压 极限工作电压:0.8～1.15额定电压 绝缘电压:≥2000VAC 功率消耗：≤2W和10VA 4．6适用条件 正常工作温度：-10℃～+45℃ 极限工作温度：-25℃～+55℃ 存储和运输温度：-25℃～+70℃ 年平均温度：≤75% 一年中的30天（以自然方式扩散）温度可达95% 其余时间有时可达85% 2
单相桥式全控整流电路的设计一、 1. 设计方案及原理 1.1 原理方框图 触发电路 驱动电路 整流主电路 负载 1.2 主电路的设计 电阻负载主电路主电路原理图如下： 1.3主电路原理说明 1.3.1电阻负载主电路原理 （1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4= Ut2.3=1/2u2。 （2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。 （3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管 VT1、VT4承受反向电压也不导通。 （4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿 b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。
1.4整流电路参数的计算 电阻负载的参数计算如下： （1） 整流输出电压的平均值可按下式计算 U d=0.45U2（1+cos ） （1-1） 当α=0时，取得最大值，即= 0.9 ，取=100V则U d =90V，α=180o 时，=0。α角的移相范围为180o。 （2） 负载电流平均值为 I d=U d/R=0.45U2（1+cos ）/R (1-2) (3)负载电流有效值，即变压器二次侧绕组电流的有效值为 I2=U2/R (1-3) (4)流过晶闸管电流有效值为 IVT= I2/ （1-4） 二、元器件的选择 晶闸管的选取 晶闸管的主要参数如下： ①额定电压U TN 通常取和中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍， 以保证电路的工作安全。 晶闸管的额定电压 U TN=（2～3）U TM（2-1） U TM:工作电路中加在管子上的最大瞬时电压
国网单相智能电能表设计概要 随着电子技术的迅速发展和不断成熟，电子式电能表在我国得到了广泛的使用，成为主要的电能量贸易结算器具，在电网技术由自动化向智能化方向发展的趋势下，电子式电能表将向智能电能表过渡。智能电能表在电能量计量的基础上具有信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能，数据安全传输和存储是实现以上功能的基础，因此如何保证信息传递、信息保存的安全性已经成为智能电能表的关键性因素。 1智能电能表基本架构 1.1基本架构 （1）硬件架构 智能电能表在硬件上主要包括电压/电流采样电路、计量单元、中央控制单元（MCU）、电源模块、存储单元、控制回路、红外通信、IC卡接口、安全论证单元等部分组成，其中数据安全防护重点为数据存储区和通信接口。在数据存贮方面，采用FLASH芯片和EEPROM两种芯片，FLASH芯片容量大，成本较低，但擦写次数一般为10万次，所以主要存储负荷曲线、事件记录等历史数据；EEPROM芯片单片存贮容量较小，价格相对较高，但一般存储电量、金额以及表计的设置参数等重要数据。在对外通信接口方面，红外通信接口、485通信接口、CPU 卡接口以及以窄带载波，其它近距离无线和无线公网为主的其他通信接口,暂不考虑。 电压 采样 电流采样计量 芯片 MCU单元 存储 单元 控制 回路 485接口 电源 模块 实时 时钟 通讯 单元 功率脉冲 输出 红外通信 Lc卡接口 LC D显示 操作接口图1 智能电能表硬件框图 （2）功能架构 智能电能表以电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互功能为特征，根据国网公司的要求，有以下功能： 计量功能：正确计量正反向总有功电量，并单独存储； 费率时段：正确计量各费率时段有功电量和总有功电量； 数据存储和冻结功能：存储结算日或按照约定的时间或时间间隔的总电能、各费率电能、需量等信息； 事件记录：存储失压、失流、断相、开盖、远程控制等事件发生时间、结束时间和相应的电能量数据；
DDSY 型电子式IC 卡 预 付 费 单 相 电 能 表 使 用
说明书
1.概述 DDSY 型电子式IC 卡预付费单相电能表，简称IC 卡电能表，用于计 量额定频率为50Hz 的交流单相有功电能，实现先付费后用电的管理功能 该产品采用先进的微电子技术进行数据采集、处理及保存。其性能指标符 合GB/T17215-2002和GB/标准。具有体积小、重量轻、可靠性高、防窃 电等特点。 2. 工作原理 电能表由两个主要部分进行功能组成：一是电能计量部分，二是微处理 器控制部分；电能计量部分使用分流器倍增电流，产生表示用电多少的脉冲 序列，送至微处理器进行电能计量；微处理器实现各种控制功能并通过电卡 接口与电能卡（IC 卡）传递数据。 3. 规格（见表1） 4. 技术指标 4. 1仪表常数 1600imp/ 4. 2基本误差（见表） 制弑输出 电卡接口 LBD1 眾 电 圧 取样 电 流縣样
4. 3起动 电能表在额定电压，额定频率及功率因数为的条件下，当负载电流为％级）,%级）时。电能表应能连续计量电能。 4. 4潜动 当施加115%额定电压，电流回路断开时，不产生多于一个电能脉冲4. 5电气参数 正常工作电压：?额定电压 作电压：?额定电压 2000VAC 耗：W 2W和10VA 4. 6适用条件 正常工作温度：-10 C?+45C 极限工作温度：-25 C?+55C 存储和运输温度：-25 C?+70C 年平均温度：W 75% 一年中的30天（以自然方式扩散）温度可达95%其余时间有时可达85% 4. 7机械参数 外型尺寸：175m M 117m M 68mm 重量：约 极限工绝缘电压：＞ 功率消
1 单相桥式整流电路设计 单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。 单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。 单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2 倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。 单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。 根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为阻感性负载）。 1.1 元器件的选择 1.1.1 晶闸管的介绍 晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silico n Con trolled Rectifier--SCR ）, 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代; 20 世纪80 年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200Hz 以下）装置中的主要器件。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--普通晶闸管。广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件 1）晶闸管的结构晶闸管是大功率器件，工作时产生大量的热，因此必须安装散热器。 晶闸管有螺栓型和平板型两种封装 引出阳极A、阴极K和门极（或称栅极）G三个联接端。 对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便
单相电子式电能需注意的事项 由于电子式电能表比感应式电能表准确度高、功耗低、起动电流小、负载范围宽、无机械磨损等诸多优点，越来越广泛地应用。但目前市场上电子式电能表厂家繁多，质量参差不齐，选择不好，不仅不能发挥电子式电能表的优点，反而会带来不应有的损失和增加维护管理的工作量。电子式电能表与我们熟悉的感应式电能表(俗称机械表)，既有相同的地方，也有不相同的地方，且不同的地方更多，特别是表的内部，感应式电能表是采用电磁感应元件，里面是铁芯、铁圈加机械传动装置；而电子式电能表则主要是采用电子元件，即：电阻、电容加集成电路等。因此，应根据电子式电能表的这一特性来进行选择。换句话说要以电子设备的技术要求进行选择，而不能简单的照搬以前选用机械式电能表的技术要求选择电子式电能表(当然，也有可以借鉴的地方)。现就我们在工作中体会，谈谈单相电子式电能表的选购，供有关的工作人员参考。 1、查验生产厂家所必须具备的基本技术条件 能表是属国家强制检验计量器具，根据计量法规定，所选电能表必须具有省级以上技术监督局颁发的制造计量器具许可证(CMC 证)。这是电能表生产厂家所必须具备的条件和必须履行的法律手续。它可以证明厂家具备了基本的设施、人员和检测仪器设备，是可以生产销售的产品。但是在目前市场竞争激烈的情况下，供电企业有更大的选择余地，因此，还可以多比较一下其他证明产品质量的文件。如：权威部门的鉴定报告、寿命试验报告、被列入国家经贸委"全国城乡电网建设与改造所需设备产品及生产企业推荐目录"、ISO9000质量认证等等。这些都是证明产品质量的重要文件。 由于各厂家价格竞争激烈，根据经验仅仅凭这些文件还是不够的，只能证明有了可以选用的基础。下一步就要根据电子式电能表的性能特点、国家检验规程，给合当地电网和气候的实际情况对厂家生产的电能表实物进行检验。 2、对电能表实物进行检验
市面上大大小小的电力电能企业比较多，到底哪个是比较适合我们的呢？在这里小编给你推荐的是：郑州市金中电气有限公司。其适用范围大，实用性强，是大多数人的理想选择。 单相电能表检定装置专为国家电网公司或南方电网公司下属各级供电公司电能计量中心、电力科学研究院计量中心设计、开发、生产。同时该类设备也适用于国家各级技术监督局计量测试研究院、计量检测所等部门。该类设备各类大型厂矿企业计量室也多有选用。并可为电能表生产企业设计和提供专业的调试检测设备和校验方案。 单相电能表检验装置 一．技术标准与规程 致力于电力仪器、仪表、计量标准设备、电能计量检定装置、电力高铁电站设
装置符合GB/T11150-2001《电能表检验装置》、JJG597-2005《交流电能表检定装置检定规程》、 DL460-1992《电能表检定装置检定规程》、JJG596-1999《电子式电能表检定规程》、JJG307-2006《机电式交流电能表检定规程》、DL/T645-1997《多功能电能表通信协议》、DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》等标准要求。 二、主要技术指标 2.1、装置准确度等级：0.1级 2.2、宽量限标准电能表 0.1级装置：0.1级或0.05级 监视仪表准确度等级及分辨率：电流、电压：±0.5,0.1%,相位：±0.5,0.1°,频率：±0.01Hz 2.3、电压量程：220V 调节幅度：0～120%连续可调，最大输出电流：120A 调节细度：≤0.01% 2.4、输出电流：0.1A～100A 调节幅度：0～120%连续可调 调节细度：≤0.01% 键盘有1%、2%、5%、10%、20%、50%、100%、200%、300%、400%、500%、600%、800%、1000% 2.5、输出容量：电压输出：15VA/表位 电流输出：1500VA（48表位） 2.6、输出功率稳定度： 0.1级装置：≤0.05%/100sPF=1 致力于电力仪器、仪表、计量标准设备、电能计量检定装置、电力高铁电站设
DDS666型单相电子式电能表技术说明书 （带RS485通讯接口） 1、概述 正泰牌DDS666型单相电子式电能表系我厂最新产品，按GB/T17215-2002标准进行生产，用于测量额定频率为50Hz，参比电压为220V单相交流有功电能。该产品采用计量电能的专用大规模集成电路和SMT技术，以确保计量准确度度和可靠性，为使停电后数据不丢失，使用步进电机计度器。 1.1 产品特点： 1.1.1 产品全部采用性能稳定、功耗低的工业级元器件，运用工艺精心设计制造。 1.1.2外壳采用阻燃聚碳酸酯，具有很强的抗机械冲击能力。 1.1.3具有RS485通讯功能，通讯规约满足DL/T645-1997标准的要求。 1.2 型号规格 产品型号为DDS666，规格见表1： 1.3 1.4 使用环境条件 1.4.1 温度范围 1.4.1.1 规定的工作温度范围：-25℃～55℃； 1.4.1.2 工作极限温度范围：-40℃～70℃。 1.4.2 相对湿度年平均小于75%时本机可正常工作。 1.5 安全性能 本产品符合：
1.5.1 GB/T 5169.10 耐热和阻燃试验要求。 1.5.2 GB/T 17215-1998 规定的脉冲电压试验和交流电压试验要求。 1.5.3 GB/T 17626.2 规定的静电放电抗扰度试验要求； GB/T 17626.3 规定的高频电磁场抗扰度试验要求； GB/T 17626.4 规定的快速瞬变脉冲群试验要求； GB/T 17626.5 规定的雷击浪涌试验要求。 2.产品的结构特征与工作原理 2.1 结构 本产品的结构设计合理美观，工艺性好，维护方便。表内功能板、和标牌全部经过合理的设计，采用了卡式安装，可靠方便；功能板是密封安装在有阻燃功能和较高的机械强度的外壳内，保证仪表在GB/T 17215-2002 标准规定的防尘和防水条件下，能够正常工作。 本产品的输入、输出、接线端子及接线图见图2： 注：S+、S-为测试脉冲输出端，测试脉冲信号采用光耦隔离。 2.2工作原理 本机采用美国模拟器件公司（ADI）生产的ADE7755芯片计量单相有功电能，
单相电子式电度表 单相电子式电度表比感应式电能表准确度高、功耗低、起动电流小、负载范围宽、无机械磨损等诸多优点，越来越广泛地应用。 功能 基本功能 一。性能优于GB/t17215-2002一级、二级静态交流有功电能表，通信协议符合国家标准和DL/t645-1997多功能电能表通信协议等行业标准 2。6位整数2位十进制液晶显示器 三。无源脉冲输出功能 四。光电脉冲指示功能 5个。防盗功能 6。体积小，功耗低，安装接线简单，可选功能1。历史电量记录，根据可编程抄表日自动转换和存储，历史电量存储12个抄
表周期2。反向电量记录功能，记录反向发电的起止时间和电量值3。需求功能，记录抄表周期的最大需求，存储历史记录4。电源故障显示功能，无需外部备用电源长时间显示电源值。5个。在断电的情况下，可以通过红外线和按键激活LCD。6。红外通讯功能，通讯距离大于256点。7号。编程记录功能，自动历史记录编程记录。8个。 液晶背光显示技术指标 ·额定电压：220v 50hz ·额定电流：5(20)a、10(40)a ·基本误差：±1.0% ·适用电压：160~264v （50hz）·环境温度：-20℃~+45℃·脉冲常数： 1600imp/kwh、3200imp/kwh ·潜动：≤1个脉冲/14分 钟·起动≤10ma ·脉冲输出或串行通讯 适用范围 单相电子式电度表适应于计量额定频率为50hz60hz的单相交流有功电能。供固定安装在室内使用，适用于环境温度不超过-20~+55，相对温度不超过85%，且空气中不含有腐蚀性气体及免尘砂、霉菌、盐雾、凝露、昆虫等影响。 性能与原理
一。电能表的电路设计和元器件的选择都是基于较大的环境容限，因此可以保证整机的长期稳定性。 2切断电源后，用锂电池作为备用电源。它能保证电能表断电定时的准确性，开机后自动投入运行。电能表前端设有光电耦合脉冲输出接口和RS485串行数据通信接口，方便准确度测试和数据通信。 三。它可以通过掌上电脑或PC机进行数据预置、时间间隔编程、时钟校正、抄表等工作原理：电压采样信号由分压器获得，电流采样信号由电流互感器获得，电压电流乘积信号由乘法器获得，然后进行电能计量频率与电压电流乘积成正比的脉冲是由频率转换产生的。产生的功率脉冲信号经光电耦合器送入CPU进行处理，运算后存储在非易失性EEPROM 中，并提供显示。
单相电子式（不分时）电能表技术条件 收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知 1．适用X围 本技术条件适用于新生产的，在XX省电网运行中的单相用户的液晶显示不分时电能表。本技术条件是指导各局订货和验收的规X。 本技术条件中未明确之处，应满足现行有效的国家及行业标准、检定规程及本公司上级部门有关要求。 2．引用标准 GB/T 17215-20021级和2级静止式交流有功电能表 GB/T 17442-19981级和2级直接接入静止式交流有功电度表验收检验 DL/T 645-1997多功能电能表通信规约 JJG 596-1999《电子式电能表》检定规程 3、技术要求 3.1技术参数 3.1.1电压Un：220V；工作电压X围：0.7Un～1.2Un，误差应符合等级要求，1.9Un时的条件下4小时电表不损坏。 3.1.2 基本电流为Ib： 直接接入式：5（30）A、10（40）A、20（80）A。 在6Ib条件下连续运行，误差在等级X围内，仪表各部件不损坏。 3.1.3 参比频率：50Hz，频率X围：50Hz±5% 3.1.4 准确度等级：2.0级（按50%误差限验收）。 3.1.5工作温度X围：-20℃～+55℃；
工作极限温度X围：-25℃～+70℃； 贮存与运输温度X围：-25℃～+70℃。 3.1.6功耗 电压线路功耗：≤1W,5VA； 电流线路功耗：≤1VA（Ib）。 3.2外观要求 3.2.1铭牌应符合GB/T17215—2002中 4.2.13.1规定，标志清晰，带有条形码的位置。铭牌上应有计量器具生产许可证和制造标准的标识，铭牌材料宜采用铝板。 3.2.2表壳应有密封、防尘、防潮、防水性能，并具有一定的强度，由能抗变形、抗腐蚀、抗老化的阻燃材料制成，采用延伸型或嵌入型底座，采用II类防护绝缘包封。 3.2.3端钮盒内所有桩头一体化，螺钉采用“-”、“+”通用。辅助接线端应处于低电侧。电压、电流的接线柱在受到接线压力（60牛）时，辅助端的接线柱在受到接线压力（10牛）时接线柱不上缩。采用延伸型或嵌入型底座。 3.2.4铅封应有可靠的双铅封位置，并只有在拆开铅封之后才能触及表计内部部件，封印字迹应清晰可辨。 3.2.5安装尺寸：应符合DD86表要求，外型尺寸应小于或等于DD86表尺寸。 3.2.6 表内所有元器件均能防锈蚀、防氧化，紧固点牢靠。 3.2.7 电表输入接线端子、脉冲输出接线端子、RS485接口接线端子等均要求在接线盒上用硬质接线图标明。各接线端子之间应有良好的绝缘性。 3.3功能要求 3.3.1电能计量：具有正、反向有功电能计量功能，反向有功电能按正向电能累加。 3.3.2具备用于校表的有功电能脉冲输出，为无源光电隔离型OC门输出端口，脉冲宽度为8
山东农业大学 毕 业 论 文 基于51单片机的电子式单相智能电表设计 院系： 机械与电子工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化专业三班 届次：20**届 学生姓名： 学号： 指导教师： 二0**年六月六日 ……………………. ………………. ………………… 装 订 线 ……………….……. …………. …………. ………
目录 引言 (3) 1传统电能表 (3) 1.1电能表的发展 (3) 1.2 电能表的发展前景 (3) 2 智能电能表 (4) 2.1智能电表的概念 (4) 2.2 智能电能表的典型结构 (4) 2.3智能电表的主要特点 (4) 3系统设计的基本思路和具体设计任务以及结构框图 (4) 3.1系统设计的基本思路 (4) 3.2具体设计任务 (5) 3.3 系统结构框图 (5) 4系统硬件电路设计 (6) 4.1 计量芯片ADE7757 (6) 4.1.1 ADE7757功能及特点概述 (6) 4.1.2 ADE7757计量芯片的内部结构和各引脚功能 (6) 4.1.3 ADE7757的原理特性 (7) 4.1.4 ADE7757与单片机的接口 (8) 4.2电能计量电路设计 (8) 4.2.1电压采集通道设计 (9) 4.2.2电流采集通道设计 (10) 4.2.3计量芯片与单片机之间连线 (11) 4.3单片机外围电路设计及器件选择 (11) 4.3.1 单片机STC89C52概述、引脚配置及功能概述 (11) 4.3.2 单片机控制电路最小系统 (13) 4.3.3 LCD显示器模块设计 (14) 4.3.3.1 LCD显示器工作原理简介 (14) 4.3.3.2 芯片1602简介 (14) 4.3.3.3 显示电路设计 (16) 4.3.4 数据存储模块设计 (16) 4.3.4.1芯片24C02简介 (16) 4.3.4.2 存储模块电路设计图 (17) 4.3.5时钟模块设计 (18)
1 引言 电力电子技术是利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。 要得到直流电，除了直流发电机外，最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。这个方法中，整流是最基础的一步。整流，即利用具有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。整流的基础是整流电路。整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。典型的单相可控整流电路包括单相半波可控整流电路、单相整流电路、单相全波可控整流电路及单相桥式半控整流电路等。单相可控整流电路的交流侧接单相电源。 这次课程设计我设计的是单相桥式全控整流电路电阻性负载，与单相半波可控整流电路相比，桥式全控的电源利用率更高一些，应用范围更广泛一些。 2 单相桥式全控整流电路 2.1 单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况分析 单相桥式全控整流电路带电阻负载电路如图2-1： 图2.1 单相桥式全控整流电路原理图
在单相桥式全控整流电路，闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a 点电位高于b 点电位），若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压u2。在触发角a 处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a 端经VT1、R 、VT4流回电源b 端。当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。在u2负半周，仍在触发角a 处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经VT3、R 、VT2流回电源a 端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。 在u2负半周，仍在触发延迟角a 处触发VT2和VT3（VT2和VT3的a=0处为ωt=Π），VT2和VT3导通，电流从电源b 端流出，经VT3,R,VT2流回电源a 端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为22U2和2U2。由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。 整流电压平均值为： ?+=+==παααπωωπ2 cos 19.02cos 122)(d sin 21 222U U t t U U d 向负载输出的直流平均电流为： 2 cos 19.02cos 12222ααπ+=+==R U R U R U I d d 晶闸管VT 1、VT 4 和 VT 2、VT 3 轮流导电，流过晶闸管的电流平均值只有输出直流电流平均值的一半，即 2 cos 145.0212α+==R U I I d dT b c) d u V 图2.2单相桥式全控整流电路波形
单相多功能电能表现场校验仪 多功能电能表现场校验仪是专门为现场校验单、三相有功和无功感应式和电子式电能表以及其它多种电工仪表而设计开发的一款便携式设备。广泛应用于电力、冶金、化工、烟草、纺织、铁路、船舶、物业等行业。为电力计量部门在不拆电表、不停电的情况下现场进行电度表误差校验以及电力稽查部门对偷窃电违法行为的查证提供了方便的解决方案。
一、技术条件 1. 一般使用条件 1.1 环境条件 使用环境温度：23℃±1℃；使用环境湿度：40%～60%R.Ｈ.； 1.2 电源 单相：AC220V±33V；频率：50±2.5Hz 2. 技术指标 2.1 装置准确度等级：0.05级/0.1级 2.2 输出电压： 量程：220V 调节范围：0~120% 调节细度：优于 0.01% 输出稳定度：≤0.03%/3分钟 输出失真度：≤0.5% 输出容量：15VA/表位 负载特性：阻性、感性和容性 容性负载：小于0.47uF/表位 谐波输出：2~21次谐波，含量≤40%； 2.3 输出电流：
量程：1mA、10mA、0.1A、0.25A、1A、2.5A、5A、10A、25A、50A、100A 调节范围：0~120%，最大输出电流：120A 调节细度：优于 0.01% 输出稳定度：≤0.05%/3分钟 输出失真度：≤0.5% 最大输出容量：电压回路600VA,电流回路1000VA 负载特性：阻性、感性 启动电流输出：0.1mA(最小)，准确度：≤5% 谐波输出： 2~21次谐波，含量≤40%； 偶次谐波（波群控制）； 奇次谐波（可控硅波形）； 2.4 输出功率： 稳定度：≤0.05%/2分钟，起动功率：准确度≤5%； 2. 5 输出相位： 调节范围：0~359.99°，调节细度：0.01° 2. 6输出频率： 调节范围：45~65Hz，调节细度：优于0.01 Hz
DDSY型电子式IC卡预付费单相电能表 使 用 说 明 书
1.概述 DDSY型电子式IC卡预付费单相电能表，简称IC卡电能表，用于计量额定频率为50Hz 的交流单相有功电能，实现先付费后用电的管理功能。该产品采用先进的微电子技术进行数据采集、处理及保存。其性能指标符合GB/T17215-2002 和GB/T18460.3-2001标准。具有体积小、重量轻、可靠性高、防窃电等特点。 2.工作原理 电能表由两个主要部分进行功能组成：一是电能计量部分，二是微处理器控制部分；电能计量部分使用分流器倍增电流，产生表示用电多少的脉冲序列，送至微处理器进行电能计量；微处理器实现各种控制功能并通过电卡接口与电能卡（IC卡）传递数据。 3.规格（见表1） 规格型号准确度等级额定电压（V）标准电流（A） DDSY 1.0级 220/110 5(20) 10（40）2.0级 4.技术指标 4．1仪表常数1600imp/kW.h
4．2基本误差(见表) 4．3起动 电能表在额定电压,额定频率及功率因数为1.0 的条件下,当负载电流为0.4%(1.0级),0.5%(2.0级)时。电能表应能连续计量电能。 4．4潜动 当施加115%额定电压，电流回路断开时，不产生多于一个电能脉冲。4．5电气参数 正常工作电压：0.9～1.1额定电压 极限工作电压:0.8～1.15额定电压 绝缘电压:≥2000VAC 功率消耗：≤2W和10VA 4．6适用条件 正常工作温度：-10℃～+45℃ 极限工作温度：-25℃～+55℃ 存储和运输温度：-25℃～+70℃ 年平均温度：≤75% 一年中的30天（以自然方式扩散）温度可达95% 其余时间有时可达85%
工业应用技术学院 课程设计任务书 题目单相半控桥式晶闸管整流电路的设计 专业、班级学号 主要容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要容 （1）电源电压：交流220V/50Hz （2）输出电压围：20V-50V （3）最大输出电流：10A （4）电源效率不低于70% 二、基本要求 1、主要技术指标 （1）具有过流保护功能，动作电流为12A； （2）具有稳压功能。 2、设计要求 （1）合理选择晶闸管型号； （2）完成电路理论设计、绘制电路图、电路图典型波形并进行模拟仿真。 二、主要参考资料 [1] 王兆安，黄俊，电力电子技术（第4版）[M]，北京：机械工业，2000. [2] 王兆安，明勋，电力电子设备设计和应用手册（第2版）[M]，北京：机械工业，2005. [4] 康华光，大钦，电子技术基础-模拟部分（第5版）[M]，北京：高等教育，2005. [4] 治明，电力电子器件基础[M]，北京：机械工业，2005. [5] 吴丙申，模拟电路基础[M]，北京：北京理工大学，2007.
[6] 马建国，孟宪元，电力设计自动化技术基础[M]，北京：清华大学，2004. 完成期限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 年月日
1.设计的基本要求 1.1 设计的主要参数及要求： 设计要求：1、电源电压：交流220V/50Hz 2、输出电压围：20V-50V 3、最大输出电流：10A 4、具有过流保护功能，动作电流：12A 5、具有稳压功能 6、电源效率不低于70% 1.2 设计的主要功能 单相桥式半控整流电路的工作特点是晶闸管触发导通，而整流二极管在阳极电压高于阴极电压时自然导通。单相桥式整流电路在感性负载电流连续时，当相控角α<90°时，可实现将交流电功率变为直流电功率的相控整流；在α>90°时，可实现将直流电返送至交流电网的有源逆变。在有源逆变状态工作时，相控角不应过大，以确保不发生换相（换流）失败事故。 2.总体系统的设计 2.1 主电路方案论证 方案1：单相半控桥式整流电路（含续流二极管） 单相桥式半控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少等优点，而且不会导致失控显现，续流期间导电回路中只有一个管压降，少了一个管压降，有利于降低损耗。 方案2：单相半控桥式整流二极管（不含续流二极管） 不含续流二极管的电路具有自续流能力，但一旦出现异常，会导致：一只晶闸管与两只二极管之间轮流导电，其输出电压失去控制，这种情况称之为“失控”。失控时的的输出电压相当于单相半波不可控整流时的电压波形。在失控情况下工作的晶闸管由于连续导通很容易因过载而损坏。因为半导体本身具有续流作用，半控电路只能将交流电能转变为直流电能，而直流电能不能返回到交流电能中去，即能量只能单方向传递。 经过比较本设计选择方案一含续流二极管的单相半控桥式整流电路能更好的达到设计要求。 2.2 主电路结构及其工作原理
DDS-1 A6型 单相电子式电能表产品说明书 上海东汇电子仪表有限公司
一、用途及适用范围 DDS1 A6单相电子式电能表采用专用大规模集成电路，具有外围元件少、结构简单、可靠性高、功耗低、寿命长等特点，可用于计量额定频率为50Hz的单相交流有功电能。该产品各项性能指标符合GB/T 17215-2002标准中对单相电子式电能表的全部技术要求。 二、功能及特点 z有功电能计量，长期工作不须调校； z采用专用大规模集成电路和SMT表面安装技术，工艺先进、结构简单； z采用内含数字乘法器的国外最新电能专用集成电路，大大提高了仪表的动态工作范围，使实际过载能力达10倍以上； z有功电能表在1%Ib~Imax范围内均有良好的误差线性； z电表内所有元件均选用长寿命、高可靠的电子元器件，因而具有寿命长、可靠性高的特点。 三、规格技术参数 3.1 额定电压： 220V 3.2 基本电流： 1.5(6)A、2.5(10)A、5(20)A、5(30)A、10(40)A、15(60)A、20(80)A 3.3 额定频率： 50Hz 3.4 准确度等级：1级、2级 3.5 起动电流： 0.4%Ib（1级）、0.5%Ib（2级） 3.6 潜动：具有防潜动逻辑设计 3.7 功耗：≤2W/7V A（整机功耗） 3.8 环境条件：标准工作温度为-20℃~＋50℃ 极限工作温度为-30℃~＋60℃ 年平均相对湿度≤85% 3.9 重量： 约0.5kg 3.10外形尺寸： 144mm×113.5mm×54mm 四、工作原理及结构 4.1 工作原理 如图1所示，电能表的电能计量采用大规模专用集成电路（图中虚线所示）。 用户所消耗的电能，通过对分压器和分流器上的信号采样并进行A/D变换，经数字乘法器输出的数字信号送至（数字/频率）转换器，经转换器电路输出的脉冲驱动计度器累加电量，并通过电能指示灯，显示电能消耗速率。
湖南工学院 课程设计说明书 课题: 单相桥式整流电路的设计 专业: 电气自动化 班级: 电气0601班 姓名: 陈澍 学号：401060704 指导老师：肖文英
随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大，电流中谐波分量相应增大，因此功率因素很低。把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就构成了PWM整流电路。通过对PWM整流电路的适当控制，可以使其输入电流非常接近正弦波，且和输入电压同相位，功率因素近似为1。这种整流电路称为高功率因素整流器，它具有广泛的应用前景 由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处，因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计，因而我们进行了此次课程设计。又因为整流电路应用非常广泛，而锯齿波移相触发三相晶闸管全控整流电路又有利于夯实基础，故我们单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。
1. 设计任务说明…………………………………………………………1. 2. 方案选择 (2) 2.1器件的介绍 (2) 2.2整流电路的比较 (5) 3. 辅助电路的设计 (7) 3.1 驱动电路的设计 (7) 3.2 保护电路的设计 (11) 3.3 过压保护 (12) 3.4 电流上升率、电压上升率的抑制保护 (13) 4. 主体电路的设计 (14) 4.1 主要电路原理及说明 (14) 4.2 感性负载可控整流电路 (15) 4.3 主电路的设计 (17) 4.5 主要元器件的说明 (18) 4.5 性能指标分析 (20) 4.6 元器件清单 (20) 5. 设计总结 (22) 6. 参考文献 (23) 7. 鸣谢 (24)