CN109490619A - 一种直流充电桩高精度数字计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流充电桩高精度数字计量装置。它包括高精度磁通门电流传感器、运算放大电路、精密电阻分压电路、电压电流信号调理电路、电能计量单元、通信电路和电源电路，高精度磁通门电流传感器的输出端与运算放大电路的输入端电连接，精密电阻分压电路分别与直流充电桩的正负极输出端电连接，电压电流信号调理电路的电流信号输入端与运算放大电路的输出端电连接，电压电流信号调理电路的电压信号输入端与精密电阻分压电路的输出端电连接，电能计量单元分别与通信电路、电压电流信号调理电路的输出端电连接。本发明能够同时完成电压电流采集和计量的工作，提高计量精度，并具有计量装置体积小、更高的安装便利性和电气安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩计量技术领域，尤其涉及一种直流充电桩高精度数字计量装置。
背景技术
随着电能计量结构设计思想和方法的不断改进，以及高新技术的应用，直流充电桩中所遇到的直流计量问题广泛受到关注。
目前对于直流充电桩的电能计量一般需要电能表和分流器的组合来完成电压电流的采集和电能计量，但是一般直流电能表测量范围较小，且计量的精度不够，而分流器通过大电流时间较长时又会引起表面发热现象，导致电流检测出现明显误差，进而降低计量准确性。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种直流充电桩高精度数字计量装置，其能够同时完成电压电流采集和计量的工作，提高计量精度，并具有计量装置体积小、更高的安装便利性和电气安全性能。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明的一种直流充电桩高精度数字计量装置，包括高精度磁通门电流传感器、运算放大电路、精密电阻分压电路、电压电流信号调理电路、电能计量单元、通信电路和电源电路，所述高精度磁通门电流传感器的输出端与运算放大电路的输入端电连接，所述精密电阻分压电路的两个输入端分别与直流充电桩的正极输出端、负极输出端电连接，所述电压电流信号调理电路的电流信号输入端与运算放大电路的输出端电连接，所述电压电流信号调理电路的电压信号输入端与精密电阻分压电路的输出端电连接，所述电能计量单元分别与通信电路、电压电流信号调理电路的输出端电连接，所述电源电路的正极输入端、负极输入端分别与直流充电桩的正极输出端、负极输出端电连接，所述电源电路的四个输出端分别与运算放大电路的电源端、电压电流信号调理电路的电源端、电能计量单元的电源端、通信电路的电源端电连接。
在本方案中，电源电路将直流充电桩输出的直流电压转换为计量装置各部件需要的低压直流电压，给计量装置供电。通信电路用于将电能计量单元计量的电能数据发送到显示器等外部设备。
直流充电桩上连接充电枪的输出线穿过高精度磁通门电流传感器的线圈，当充电枪插入电动汽车给电动汽车充电时，高精度磁通门电流传感器通过磁感应技术产生次级电信号，电信号经过运算放大电路放大、电压电流信号调理电路调理后输出到电能计量单元，电能计量单元计算出直流充电桩输出的电流值；精密电阻分压电路将直流充电桩输出的直流电压分压后输出到压电流信号调理电路，经过压电流信号调理电路调理后输出到电能计量单元，电能计量单元计算出直流充电桩输出的电压值；电能计量单元根据电流值、电压值进行电能计量。
作为优选，所述通信电路提供TTL通讯接口，采用标准 MODBUS-RTU协议。
作为优选，所述通信电路还与直流充电桩的显示装置电连接。通信电路将电能计量单元计量的电能数据发送到显示装置显示。
作为优选，所述通信电路通过带有铜网的屏蔽双绞线与电能计量单元电连接。
作为优选，所述屏蔽双绞线的线径不小于0.5mm。
作为优选，所述通信电路包括无线通信模块。可将计量数据发送到远程终端，还能使计量装置可进行远程操控。
本发明的有益效果是：能够同时完成电压电流采集和计量的工作，提高计量精度，并具有计量装置体积小、更高的安装便利性和电气安全性能。
附图说明
图1是本发明的电路原理连接框图；
图2是电压电流信号调理电路的电路原理图；
图3是电能计量单元的电路原理图；
图4是通信电路的电路原理图；
图5是电源电路的电路原理图。
图中：1、高精度磁通门电流传感器，2、运算放大电路，3、精密电阻分压电路，4、电压电流信号调理电路，5、电能计量单元，6、通信电路，7、电源电路，8、显示装置，9、直流充电桩，10、电动汽车。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种直流充电桩高精度数字计量装置，如图1所示，包括高精度磁通门电流传感器1、运算放大电路2、精密电阻分压电路3、电压电流信号调理电路4、电能计量单元5、通信电路6和电源电路7，高精度磁通门电流传感器1的输出端与运算放大电路2的输入端电连接，精密电阻分压电路3的两个输入端分别与直流充电桩9的正极输出端、负极输出端电连接，电压电流信号调理电路4的电流信号输入端与运算放大电路2的输出端电连接，电压电流信号调理电路4的电压信号输入端与精密电阻分压电路3的输出端电连接，电能计量单元5分别与通信电路6、电压电流信号调理电路4的输出端电连接，电源电路7的正极输入端、负极输入端分别与直流充电桩9的正极输出端、负极输出端电连接，电源电路7的四个输出端分别与运算放大电路2的电源端、电压电流信号调理电路4的电源端、电能计量单元5的电源端、通信电路6的电源端电连接。
电压电流信号调理电路的电路原理图，如图2所示；电能计量单元的电路原理图，如图3所示；通信电路的电路原理图，如图4所示；电源电路的电路原理图，如图5所示。
在本方案中，电源电路将直流充电桩输出的直流电压转换为计量装置各部件需要的低压直流电压，给计量装置供电。通信电路用于将电能计量单元计量的电能数据发送到显示器等外部设备。
直流充电桩9上连接充电枪的输出线穿过高精度磁通门电流传感器1的线圈，当充电枪插入电动汽车10给电动汽车充电时，高精度磁通门电流传感器1通过磁感应技术产生次级电信号，电信号经过运算放大电路2放大、电压电流信号调理电路4调理后输出到电能计量单元5，电能计量单元计算出直流充电桩输出的电流值；精密电阻分压电路将直流充电桩输出的直流电压分压后输出到压电流信号调理电路，经过压电流信号调理电路调理后输出到电能计量单元，电能计量单元计算出直流充电桩输出的电压值；电能计量单元根据电流值、电压值进行电能计量。
通信电路6提供TTL通讯接口，采用标准 MODBUS-RTU协议。高精度磁通门电流传感器为零磁通式霍尔电流传感器。通信电路6通过带有铜网的屏蔽双绞线与电能计量单元5电连接。屏蔽双绞线的线径不小于0.5mm。
通信电路6还与直流充电桩9的显示装置8电连接。通信电路将电能计量单元计量的电能数据发送到显示装置显示。
通信电路6包括无线通信模块。无线通信模块可将计量数据发送到远程终端，还能使计量装置可进行远程操控。
Claims (6)
1.一种直流充电桩高精度数字计量装置，其特征在于，包括高精度磁通门电流传感器（1）、运算放大电路（2）、精密电阻分压电路（3）、电压电流信号调理电路（4）、电能计量单元（5）、通信电路（6）和电源电路（7），所述高精度磁通门电流传感器（1）的输出端与运算放大电路（2）的输入端电连接，所述精密电阻分压电路（3）的两个输入端分别与直流充电桩（9）的正极输出端、负极输出端电连接，所述电压电流信号调理电路（4）的电流信号输入端与运算放大电路（2）的输出端电连接，所述电压电流信号调理电路（4）的电压信号输入端与精密电阻分压电路（3）的输出端电连接，所述电能计量单元（5）分别与通信电路（6）、电压电流信号调理电路（4）的输出端电连接，所述电源电路（7）的正极输入端、负极输入端分别与直流充电桩（9）的正极输出端、负极输出端电连接，所述电源电路（7）的四个输出端分别与运算放大电路（2）的电源端、电压电流信号调理电路（4）的电源端、电能计量单元（5）的电源端、通信电路（7）的电源端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种直流充电桩高精度数字计量装置，其特征在于，所述通信电路（6）提供TTL通讯接口，采用标准 MODBUS-RTU协议。
3.根据权利要求1所述的一种直流充电桩高精度数字计量装置，其特征在于，所述通信电路（6）还与直流充电桩（9）的显示装置（8）电连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种直流充电桩高精度数字计量装置，其特征在于，所述通信电路（6）通过带有铜网的屏蔽双绞线与电能计量单元（5）电连接。
5.根据权利要求4所述的一种直流充电桩高精度数字计量装置，其特征在于，所述屏蔽双绞线的线径不小于0.5mm。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种直流充电桩高精度数字计量装置，其特征在于，所述通信电路（6）包括无线通信模块。
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