MC68HC908LJ12芯片的导轨式安装三相电能表的工作原理及应用

Model ADL-300EF Guide Rail Type Installation Three-Phase kWh Meter Design and Application
摘 要： 介绍了一款以MC68HC908LJ12 为主控芯片的导轨式安装三相电能表，阐述了其工作原理、软硬件设计方法及产品结构特点，并给出了在低压配电终端的应用实例。该电能表具有微型化的体积、模数化的结构、一次接入和二次接入可选的灵活接线方式，可与微型断路器配合使用，直接安装于配电箱内，用于低压配电终端电能计量，实现了用电计量管理的自动化。
关键词： 导轨式安装；三相电能表；低压配电终端
金安国1，钱旭盛2，涂时亮3
(1 上海安科瑞电气有限公司，上海 201801；
2 南京市供电公司，江苏 南京 210008；
3 复旦大学 计算机科学技术学院，上海 200433)
Abstract: Introduction was made to a guide rail installation three-phase kwh meter taking MC68H908LJ12 as main control chip. Discription was made to its working principle, software and hardware design method and product’s structural features, applied example at the terminal of low-voltage power distribution given out. The meter is with miniaturized size, A/D converting structure, selectable fl exible wiring means from primary connection to secondary connection, matching with miniaturized circuit breakers, directly installed in power distribution box, used for power energy measurement, to have realized automation of power energy masurement management.
Key words: guide rail type installation; three-phase kWh meter; low-voltage power distribution terminal JIN An-guo1, QIAN Xu-sheng2, TU Shi-liang3
（1 Shanghai Ankerui Electrical Co., Ltd, Shanghai 201801, China;
2 Nanjing Power Supply Company, Nanjing 210008, China;
3 School of Computer Science, Fudan University, Shanghai 200433, China）
0 引言
随着经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大，电力资源紧缺和用电量不均衡的现象十分严重。为缓解电力供需矛盾，提倡节约、合理地使用电能、提高全国的用电效率，已成为国家提倡构建节约型社会的基本国策之一。
电能的消耗大量集中在低压配电终端，为了加强终端电能计量的考核和管理，引导用户有效、合理、均衡地利用电能，方便用户现场使用和配电设施升级改造，针对传统挂壁式或电气柜式电能表在现场安装接线的不便，设计一种微型化导轨式安装电能表，具有测量精度高、过载能力强、工作电压范围宽、性能稳定可靠、自身功耗低等优点。并且其体积小巧，外观简洁，结构模数化，可与微型断路器配合使用安装于配电箱内，实现低压配电终端电能计量的一体化设计、管理。

1 设计方法
1.1 硬件设计
硬件设计主要由电源电路、计量电路、通信电路和主MCU控制部分组成。系统原理框图如图1所示。ADL-300EF型导轨式安装三相电能表设计与应用电网中的实时电压、电流信号通过采样电路，送到电量计量芯片ATT7030A运算、处理，输出电能脉冲，MC68HC908LJ12芯片对脉冲进行累计、存储、显示和管理实现整个电表功能[1]。

1.1.1 主控制器
主控制器为MC68HC908LJ12芯片，该芯片内部集成了两个16位定时器TIM1、TIM2，6通道10位ADC，串行通信接口SCI和串行外围部件扩展接口SPI，且具有12 KB的高速闪存FLASH和512 B的RAM存储器，内置锁相环，可用低频的32.768 kHz的晶振就可获得32 MHz时钟，使系统的抗干扰能力大大提高。拥有低电压复位、非法操作码复位、非法地址复位等功能，使芯片的可靠性和稳定性大大加强，且自带LCD驱动，使电路结构更加简化。MC68HC908LJ12芯片不但拥有强大的功能，而且具有很高的性价比，可以方便地实现各种测量与控制功能，在电表中有着非常广泛的应用。

主控制部分是以MC68HC908LJ12芯片为核心，对其他各个模块进行连接、控制和管理。主控制部分原理如图2所示。主控MCU的工作原理，实时采集电量脉冲信号并进行累计，根据实时时钟切换费率，保存分时电量，进行月电量冻结，循环显示各时段电量。

4 结语
随着技术的进步，安装简便、抄表简单、成本低、性能高、智能化的电力仪器仪表在低压终端配电计量、管理中应用越来越受欢迎，ADL-300EF型导轨式安装三相电能表其微型化结构、新颖的安装方式、智能化的功能，十分适用于现代低压配电终端电能的分时复费率计量和低压配电工程的一体化设计，同时也节约了低压配电施工的成本，使它的应用更具现实意义和经济价值。