电子式电能表的防窃电方案

　一、面临的挑战
　　
　　
　　当前，电子式电能表的防窃电与计量技术在电能表行业中的地位越来越重要，现在窃电现象和防窃电技术的类型在不断增多。

　以往传统的电子式电能表设计中，仅使用进线端的和火线的进出端所流经的作为电能计量的依据，一些窃电方式很易操作，但却很难检测。为此如何运用微控制器技术的嵌入式方案，解决当前多种窃电为或技术的研发已成为智能化建筑领域中不可少的安全控制项目，其防窃电的方案如下：  

　1、新型单片电能表微控制器
　　
　　如今用户电表正逐渐朝着多费率、多功能和高精度方向发展。该新型单片电表微控制器是多功能、多费率电表，它所需的基本架构为：采集输入电压和输人电流信号的转换器、显示屏、数据通信子系统、非易失、及内嵌程序的微控制器。以Maxim的单片电表微控制器MAXQ2000为例，它在单一硅片上集成了双路16位模／数转换器(ADC)，分别用于电压和电流信号的采样和转换；两个全功能异步串行通信口淇中一个可以配置为红外信号模式）；一个液晶显示控制器和一个独立的16x16乘法器。另外，芯片上还集成了足够的数据、程序存储器，以满足多费率、多功能电表的复杂要求。下图是以MAXQ2000微控制器为核心的单相电表基本架构示意图。

　(1)关于电压输入转换
　　
　　从下图中可知，方案中采用分压网络将电压输入信号转换成微控制器内部ADC可接受O.IV~+lV输入。电流信号输入端，采用一个并联电流分流器将电表的电流输入信号转换为小信号电压输入。通过分流器的电压信号必须足够低，尽量降低功率损耗：一个0.5mΩ,的分流器f假定输入最大电流等于40A)只能提供OmV的满摆幅电压输出，但其功耗接近IW。

　(2)关于槊构中串行通信口
　　
　　从下图中可知，有2个外部的串行通信口与微控制器相连，其一是基于RS-485标准协议的通信口。在EIA485通信网络中，用PC作为网络的主控制器。随着PC轮询这些电表，它们会进行响应，将表示所用电量的数据包上传．PC汇总所有用户数据之后再传送至计费中心；还有红外发送和接收系统．它基于简单的异步通信协议。通过简单的将串口输出数据“0”调制为38k信号，数据“l”则不调制。

　2、430F2012或单芯片ADE7169的单相防窃电方案
　　
　　MSP430FE42X系列将电能计量模块直接嵌入在MSP430十六位单片机内部，相当干把一个电计量芯片与一个MCU的结合，他使得单相电表的设计进一步简化，成本也得到进一步的降低。而单芯片ADE7169的单相防窃电电表也具有与MSP430F2012相同和独特之优势。

　该单相防窃电电表方案的防窃电技术是智能化建筑领域中安全控制的重要项目，它具有两路电流输入采样和内部窃电判断。通过数字增益调节，两路电流增益可以保持一致，当检测到掉零线故障时，可以按照电流计量。具有自动窃电检测，不需要额外的程序设计。

　在这里仅对MSP430F2012与ADE7169单芯片技术方案进行分析研讨。