新型微控制器在防竊電及計量電表中的應用

　　3.2.1 設計要求

　　為單相1級,其電壓為~220V，IB=5A，IMAX=40A，CF=3200;有LCD顯示;具備RS485及紅外通訊接口;具備防竊電功能,即零/火線調換竊電及掉零竊電;具備事件記錄功能，能夠準確記錄每次竊電事件發生的具體時間;具備停電顯示功能。

　　3.2.2 實現技術

　　實現技術分別為：LCD驅動+MCU;UART+紅外調制;需要同時計量零線和火線電流;需要掉零防竊電功能;電池供電管理;有實時時鐘。

　　ADE7169單芯片方案見圖4所示。

　　該單芯片方案集成度高;高可靠性故障率/低故障率/;軟件校表;單芯片采購容易;計量功能豐富，性能高;整體成本低。從中看出ADE7169單芯片防竊電單相表的設計方案比常用方案優越得多。因為常用方案多芯片方案集成度低，高故障率/低可靠性，需要硬件校表，而多芯片采購難度大，計量功能單—整體成本高。

　　ADE7169單芯片方案的核心部分的構建

　　圖5所示為構建示意圖。

　　上述單相防竊電電表設計方案，不是傳統的沒有防竊電測量的簡單單相電能表，也不再是僅能測量火線的電流信號和電能表進線端的電壓信號，它具備對各類竊電行為的防竊電技術。不會再象傳統簡單單相電能表那樣，出現即使是非常簡單的竊電行為也是無能為力的現象。

　　4 拓寬基于單芯片與微控制器技術的防竊電單相表的應用

　　基于單芯片與微控制器的防竊電單相表具備對用磁場干擾與電流不平衡的竊電行為及對移除主電壓竊電行為等多種防竊電測量技術。本節僅對用磁場干擾的防竊電技術作說明。

　　4.1 永久磁場和電磁場干擾是一種竊電行為

　　眾所用知，永久磁場和電磁場都會影響電表的正常計量。竊電者在電表附近放置強磁磁鐵或大線圈都能于擾電表的正確計量，達到竊電的目的。見圖6中的紅曲線所示。

　　圖6 在電表附近放置強磁磁鐵或大線圈干擾電表的正確計量以達到竊電目的示意圖

　　4.2防竊電方案

　　方法一：因強磁磁鐵靠近表殼將減小功率的測量值，甚至能將功率減小到0。由于磁鐵的影響范圍較小，所以電流互感器在表殼內的位置對抵御磁鐵的干擾相當有幫助。大線圈產生的電磁場會影響電能表中大多數的元器件和核心電子器件等。為了防止磁場干擾，電能表內部元器件的位置及其安裝位置非常重要。應把易受磁場影響的敏感器件盡量放在貼近電能表背面的地方，因為通常竊電者很難從電能表背后干預電表的正確計量;應保持易受磁場影響的敏感器件遠離電能表的頂部和兩邊，因為頂部和兩邊是容易粘附磁鐵的地方。

　　方法二：磁屏蔽是一種非常有效的防止磁場干擾的方法。首先，可使用金屬外殼的電流互感器，屏蔽磁場對它的影響。其次可以在表殼內襯薄層金屬，以屏蔽整個電能表模塊。但是這種做法將增大原材料、生產及安裝的成本。