电能脉冲信号输出电路、输出方法和电能变送器与流程

1.本技术涉及电能变送器技术领域，特别是涉及一种电能脉冲信号输出电路、输出方法和电能变送器。


背景技术：

2.电能变送器是一种在发电厂、钢铁厂、光伏厂站等工业领域广泛使用的电子装置。电能变送器用于对电压、电流进行实时采样并完成电能量累积，按照配置的脉冲常数参数，以固定脉宽的高低电平脉冲的形式对外输出示值信号。
3.现有技术中电能变送器包括计量芯片和微处理器，微处理器对计量芯片的输出的脉冲信号进行控制，随着电力系统的精益化和智能化发展，对电能变送器的脉冲信号要求也越来越高，部分电能变送器产品暴露出脉冲信号输出形式单一，灵活度不高等问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种灵活度高的电能脉冲信号输出电路、输出方法和电能变送器。
5.第一方面，提供一种电能脉冲信号输出电路，包括计量电路、选择切换电路和隔离调整电路，选择切换电路的输入端与计量电路的输出端连接，选择切换电路的输出端与隔离调整电路的输入端连接，隔离调整电路的输出端与信号接收设备连接，其中：
6.计量电路，用于根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号；
7.选择切换电路，用于根据信号接收设备所需的脉冲信号类型，从原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号；
8.隔离调整电路，用于对初始脉冲信号进行调整，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将目标脉冲信号输出至信号接收设备。
9.在其中一个实施例中，选择切换电路包括输入选择管脚和输入信号管脚；
10.输入信号管脚，用于导通所述计量电路和选择切换电路之间的链路，以接收原始脉冲信号；
11.输入选择管脚，用于接收电平控制信号，并根据电平控制信号选中输入信号管脚中的相应管脚，以选择出初始脉冲信号。
12.在其中一个实施例中，选择切换电路还包括输出使能管脚和输出信号管脚；
13.输出使能管脚，用于接收输出使能信号，并根据输出使能信号控制初始脉冲信号的输出；
14.输出信号管脚，用于输出初始脉冲信号。
15.在其中一个实施例中，隔离调整电路具体用于：
16.对初始脉冲信号进行有源或无源处理，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，以将目标脉冲信号输出至信号接收设备。
17.在其中一个实施例中，隔离调整电路还具体用于：
18.对初始脉冲信号进行光电隔离或电磁隔离，得到隔离后的初始脉冲信号；
19.并对隔离后的初始脉冲信号进行有源或无源处理，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号。
20.在其中一个实施例中，隔离调整电路包括第一三极管、第二三极管、光电耦合器、信号继电器、二极管和隔离电源；第二三极管的基极与选择切换电路连接，第二三极管的集电极用于与电源连接，第二三极管的发射极与光电耦合器的第一管脚连接；光电耦合器的第二管脚用于接地，光电耦合器的第三管脚分别与第一三极管的基极与第二输出脉冲端子连接，光电耦合器的第四管脚分别与隔离电源和第一输出脉冲端子连接；第一三极管的发射极与隔离电源的电源地连接，第一三极管的集电极与信号继电器的第八管脚连接，信号继电器的第一管脚分别与隔离电源和二极管的负极连接，信号继电器的第八管脚与二极管的正极连接，信号继电器的第三管脚和信号继电器的第六管脚均与第二输出脉冲端子连接，信号继电器的第四管脚和信号继电器的第五管脚均与第一输出脉冲端子连接。
21.在其中一个实施例中，第一输出脉冲端子还与隔离电源连接，第二输出脉冲端子还与隔离电源的电源地连接。
22.在其中一个实施例中，光电耦合器的第四管脚通过第一连接器与隔离电源连接，光电耦合器的第三管脚通过第二连接器和电阻与第一三极管的基极连接，光电耦合器的第四管脚通过第三连接器与第一输出脉冲端子连接，光电耦合器的第三管脚还通过第四连接器与第二输出脉冲端子连接，第一输出脉冲端子通过第五连接器与隔离电源连接，第二输出脉冲端子通过第六连接器与隔离电源的电源地连接。
23.第二方面，提供一种电能脉冲信号输出方法，该方法用于如上述第一方面任一项的电能脉冲信号输出电路中，该方法包括以下步骤：
24.根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号；
25.根据信号接收设备所需的脉冲信号类型，从原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号；
26.对初始脉冲信号进行调整，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将目标脉冲信号输出至信号接收设备。
27.第三方面，提供一种电能变送器，该电能变送器包括如上述第一方面任一项的电能脉冲信号输出电路。
28.上述电能脉冲信号输出电路、输出方法和电能变送器，包括计量电路、选择切换电路和隔离调整电路，选择切换电路的输入端与计量电路的输出端连接，选择切换电路的输出端与隔离调整电路的输入端连接，隔离调整电路的输出端与信号接收设备连接；计量电路用于根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号；选择切换电路用于根据信号接收设备所需的脉冲信号类型，从原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号，隔离调整电路对初始脉冲信号进行调整，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将目标脉冲信号输出至所述信号接收设备。该方法通过选择切换电路根据信号接收设备所需要的脉冲信号类型，从原始脉冲信号中选择初始脉冲信号，再根据信号接收设备的设备类型，对初始脉冲信号进行调整，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将目标脉冲信号输出至信号接收设备。随着当前对电能变送器输出的脉冲信号要求越来越高，如发电厂场景要求电能变送器输出独立的正向有功电能脉冲、反向有功电能脉冲，以在分布式系统中分别统
计向电网发电，或者从电网获电的电能量，又如石油煤化工场合要求电能变送器具有独立的有功电能脉冲、无功电能脉冲等，以便于确定能源的利用情况。本技术输出的目标脉冲信号包括多种输出形式，可以满足不同场景下的差异化需求，灵活度高。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为一实施例的电能脉冲信号输出电路示意图；
31.图2为一实施例的选择切换电路的连接示意图；
32.图3为一实施例的隔离电源的示意图；
33.图4(a)和图4(b)为一实施例的隔离调整电路的连接示意图；
34.图5为一实施例的电能脉冲信号输出方法示意图。
具体实施方式
35.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
37.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
38.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
39.可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。
40.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
41.如图1所示，一实施例的电能脉冲信号输出电路包括控制电路100、计量电路200、选择切换电路300和隔离调整电路400，选择切换电路300的输入端与计量电路200的输出端连接，选择切换电路300的输出端与隔离调整电路400的输入端连接，隔离调整电路400的输出端与信号接收设备连接，计量电路200用于根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号；
选择切换电路300用于根据信号接收设备所需的脉冲信号类型，从原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号，隔离调整电路400用于对初始脉冲信号进行调整，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将目标脉冲信号输出至所述信号接收设备。
42.本实施例的电能脉冲信号输出电路在工作时，控制电路100对选择切换电路300进行控制，以使选择切换电路300根据控制指令得到选择后的初始脉冲信号。具体的，选择切换电路300与计量电路200连接，接收计量电路200输出的原始脉冲信号，并根据控制电路100的控制指令获取信号接收设备的脉冲信号类型，并根据该脉冲信号类型从原始脉冲信号中确定初始脉冲信号，然后将初始脉冲信号输出至隔离调整电路400。
43.其中，原始脉冲信号根据采集到的电气量数据生成，初始脉冲信号包括有功电能脉冲信号、无功电能脉冲信号和视在电能脉冲信号。电气量数据可以是多种类型的数据，例如电流数据、电压数据等。控制电路100还可以对采集到的电气量数据进行数据处理，得到功率数据、频率数据等。进一步的，电流数据可以是交流电流数据、直流电流数据；电压数据可以是交流电压数据、直流电压数据等。
44.示例性的，计量电路200可以通过计量芯片对采集到的电气量数据进行数据处理，以输出原始脉冲信号。可以理解，计量电路200也可以采用其他形式实现，而不仅是通过计量芯片实现，只要其能够实现对采集到的电气量数据进行数据处理，并得到原始脉冲信号即可。
45.本实施例通过在电能脉冲信号输出电路中设置选择切换电路300，可以对计量电路200输出的原始脉冲信号进行选择，输出多种不同形式的脉冲信号。选择切换电路300根据控制电路100发出的控制指令，接收计量电路200输出的原始脉冲信号，选择输出符合要求的初始脉冲信号，可满足信号接收设备的多种输出形式脉冲信号需求，灵活度高，适应性好。
46.如图1所示，电能脉冲信号输出电路还包括隔离调整电路400，在本实施例中的电能脉冲信号输出电路中，将选择切换电路300输出的初始脉冲信号输入隔离调整电路400进行调整，得到与信号接收设备相匹配的目标脉冲信号，并将得到的目标脉冲信号输出至信号接收设备。本实施例通过控制电路100可以满足不同的场景采集需求，避免复杂的生产工序，降低生产成本，提升现场适用能力。
47.在一个实施例中，隔离调整电路400具体用于：对初始脉冲信号进行有源或无源处理，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，以将目标脉冲信号输出至信号接收设备。
48.由于电能脉冲信号输出电路输出的输出脉冲信号需要具有有源或无源的光耦输出、或者有源或无源的继电器输出，以满足分布式系统的场景需求。本实施例的隔离调整电路400可以根据现场需求，使得本实施例的电路输出与信号接收设备类型相匹配，并将该目标脉冲信号输出至信号接收设备。本实施例电路通过隔离调整电路400的控制即可实现不同的输出方式调整，结构简单，降低了不同选装的繁杂工序，提升电能脉冲信号输出电路的现场适应能力。
49.在一个实施例中，隔离调整电路400还具体用于：对初始脉冲信号进行光电隔离或电磁隔离，得到隔离后的初始脉冲信号；并对隔离后的初始脉冲信号进行有源或无源处理，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号。
50.本实施例的隔离调整电路400还用于对电路之间的电气连接进行隔离，防止外部设备的信号对本实施例的电能脉冲信号输出电路产生影响，保证本实施例电路的正常工作。例如，隔离调整电路400可以通过光耦进行光电隔离，或者通过信号继电器进行电磁隔离。本实施例对隔离调整电路400的隔离方式没有限制。
51.在一个实施例中，选择切换电路300包括输入选择管脚和输入信号管脚；输入信号管脚，用于导通所述计量电路200和选择切换电路300之间的链路，以接收原始脉冲信号；输入选择管脚，用于接收控制电路100的电平控制信号，并根据电平控制信号选中输入信号管脚中的相应管脚，以选择出初始脉冲信号。
52.选择切换电路300可以是选通芯片，或者采用其他的形式，只要能够实现对原始脉冲信号的选择即可。本实施例的选择切换电路300为了实现对脉冲信号类型的选择，在输入选择管脚输入电平控制信号，并根据电平控制信号选中输入信号管脚中的相应管脚，以选择出初始脉冲信号。该输入信号管脚即导通计量电路200和选择切换电路300之间的链路，以接收原始脉冲信号。
53.在本实施例中，不同的电平控制信号对应不同类型的脉冲信号，根据不同的电平控制信号，输入选择管脚选择不同的输入信号管脚，以实现不同类型脉冲信号的输入。
54.示例性的，计量电路200输出有功电能脉冲信号、无功电能脉冲信号和视在电能脉冲信号三种类型的原始脉冲信号，三种类型的原始脉冲信号分别通过三个不同的管脚输出，当选择切换电路300接收到电平控制信号后，选择切换电路300根据该电平控制信号选中输入信号管脚中的相应管脚，导通与计量电路200之间的链路，用于接收原始脉冲信号。
55.在一个实施例中，选择切换电路300还包括输出使能管脚和输出信号管脚；输出使能管脚，用于接收输出使能信号，并根据输出使能信号控制初始脉冲信号的输出；输出信号管脚，用于输出初始脉冲信号。
56.本实施例的选择切换电路300为了实现与信号接收设备需要的脉冲信号类型相匹配，在选择切换电路300根据控制电路100的控制指令得到需要的初始脉冲信号，在输出使能管脚接收到输出使能信号后，根据输出使能信号控制初始脉冲信号在输出信号管脚输出。
57.以上述示例为例，当选择切换电路300接收到有功电能脉冲信号后，通过对计量电路200中寄存器的读取，确定此时有功电能的潮流方向。例如，可以通过spi读取计量电路200的有功功率寄存器，当在寄存器读取到的数据大于零时，在相应输出信号管脚输出的初始脉冲信号为正向有功电能脉冲信号；当在寄存器读取到的数据小于零时，在相应输出信号管脚输出的初始脉冲信号为反向有功电能脉冲信号。
58.图2所示为一个实施例中选择切换电路300的连接示意图，如图2所示，以双路四输入选通芯片74hc153为例，提供一种选择切换电路300的连接示意图。
59.74hc153芯片是一种模拟开关芯片，包括两组完全独立的四路输入信号管脚、两个独立的输出使能管脚和两个独立的输出信号管脚，以及公用的两个输入选择管脚。
60.其中，第一组输入信号管脚即74hc153芯片的第三至第六管脚；第二组输入信号管脚即74hc153芯片的第十至第十三管脚，每组输入信号管脚分别与计量电路200的相应输出端连接。输出使能管脚即74hc153芯片的第一管脚和第十五管脚。输出信号管脚即74hc153芯片的第七管脚和第九管脚。输入选择管脚包括即74hc153芯片的第十四管脚和第二管脚。
61.如图2所示，74hc153芯片的第四管脚、第六管脚和第十管脚均连接计量电路200输出的cf1信号，即有功电能脉冲信号；74hc153芯片的第三管脚、第五管脚和第十一管脚均连接计量电路200输出的cf2信号，即无功电能脉冲信号；74hc153芯片的第十二管脚和第十三管脚均连接计量电路200输出的cf3信号，即视在电能脉冲信号。74hc153芯片的输入选择管脚和输出使能管脚均与控制电路100连接，接收控制电路100的控制指令。74hc153芯片的第八管脚接地，第十六管脚用于与电源连接。
62.其中，计量电路200可以是att7022e计量芯片，att7022e计量芯片是一种三相电能计量芯片，包括四个完全独立的电能校验输出管脚，用于输出有功电能脉冲信号、无功电能脉冲信号、视在电能脉冲信号和基波有功电能信号。需要说明的是，计量电路200输出的脉冲信号可能是基波有功电能脉冲信号，但是由于基波信号的测量只在特殊场合使用，本实施例对此不作处理。
63.工作时，控制电路100通过输入选择管脚输入控制电平信号，在计量芯片att7022e的原始脉冲信号中选择脉冲信号输入至74hc153芯片，并通过控制74hc153芯片的输出使能管脚电平，以在74hc153芯片的输出信号管脚输出初始脉冲信号。控制电路100通过spi总线读取计量芯片att7022e中的功率寄存器，实时获取有功功率、无功功率、视在功率值，并根据获取功率值的正负来相应的控制74hc153芯片的输出使能管脚，以输出初始脉冲信号。本实施例中，根据控制电路100的设定值及att7022e功率寄存器值的正负来确定74hc153芯片的输入选择管脚及输出使能管脚，以使计量芯片att7022e输出的原始脉冲信号经过74hc153芯片的逻辑控制后，在输出信号管脚输出初始脉冲信号。本实施例的输出初始脉冲信号再通过隔离调整电路400的调整处理，对初始脉冲信号进行隔离和调整后再输出至信号接收设备，可以满足信号接收设备对不同类型的脉冲信号的需求。
64.本实施例对74hc153芯片的逻辑控制策略表如表1所示，本实施例通过表1所述的控制策略表对选择切换电路300进行控制，表1中的l表示低电平，h表示高电平。根据表1所示的控制表举例，当该选择切换电路初始化后，输出使能管脚均被置为高电平，此时信号输出功能关闭。控制电路100通过读取设定值，控制74hc153芯片的输入选择管脚的高低电平以选择需要的输入信号管脚，导通74hc153芯片与计量芯片att7022e之间的链路，以输入原始脉冲信号，控制电路100通过总线spi读取att7022e的功率寄存器，得到功率值的正负，并通过设置74hc153芯片的输出使能管脚的高低电平，以调整74hc153芯片输出的初始脉冲信号。
65.以表1为例，输入选择管脚包括s0和s1，输入信号管脚包括1i0、1i1、1i2、1i3、2i0、2i1、2i2和2i3，输出使能管脚包括1e和2e，输出信号管脚包括1y和2y。控制电路100控制74hc153芯片的输入选择管脚均为低电平l状态，根据74hc153芯片的逻辑特性，此时分别选中1i0、2i0两路输入信号管脚，由于1i0、2i0已与脉冲信号cf1同时连接，所以cf1的原始频率信号(电能计量脉冲信号)可分别选通至输出信号管脚1y、2y上。控制电路再读取计量芯片的有功功率寄存器值大于或等于0时，则控制输出使能管脚1e为低电平l，否则为高电平h，如果读取的为负值时，则控制输出使能管脚2e为低电平l，否则为高电平h。同样地，根据74hc153芯片的逻辑特性，cf1的原始频率信号(电能计量脉冲信号)即可在有功功率寄存器值大于或等于0时导通输出至1y管脚，为负值时导通输出至2y管脚，这样就体现为1y管脚脉冲输出的为正向有功电能脉冲信号，2y管脚输出的为反向有功电能脉冲信号。以此类推至
少可实现十种输出场合，完全满足现场不同脉冲信号类型的需求。
66.表1
[0067][0068]
在一个实施例中，隔离调整电路400包括第一三极管、第二三极管、光电耦合器、信号继电器、二极管和隔离电源；第二三极管的基极与选择切换电路连接，第二三极管的集电极用于与电源连接，第二三极管的发射极与光电耦合器的第一管脚连接；光电耦合器的第二管脚用于接地，光电耦合器的第三管脚分别与第一三极管的基极与第二输出脉冲端子连接，光电耦合器的第四管脚分别与隔离电源和第一输出脉冲端子连接；第一三极管的发射极与隔离电源的电源地连接，第一三极管的集电极与信号继电器的第八管脚连接，信号继电器的第一管脚分别与隔离电源和二极管的负极连接，信号继电器的第八管脚与二极管的正极连接，信号继电器的第三管脚和信号继电器的第六管脚均与第二输出脉冲端子连接，信号继电器的第四管脚和信号继电器的第五管脚均与第一输出脉冲端子连接。
[0069]
其中，光电耦合器用于对输入的初始脉冲信号进行光电隔离，信号继电器用于对输入的初始脉冲信号进行电磁隔离，隔离电源用于给隔离调整电路的相应部分提供工作电源。第一输出脉冲端子和第二脉冲输出端子用于与信号接收设备连接，在于外部信号接收设备连接时，外部信号接收设备也通过连线连接第一输出脉冲端子或第二脉冲输出端子。
[0070]
在一个实施例中，第一输出脉冲端子还与隔离电源连接，第二输出脉冲端子还与
隔离电源的电源地连接。
[0071]
在一个实施例中，光电耦合器的第四管脚通过第一连接器与隔离电源连接，光电耦合器的第三管脚通过第二连接器和电阻与第一三极管的基极连接，光电耦合器的第四管脚通过第三连接器与第一输出脉冲端子连接，光电耦合器的第三管脚通过第四连接器与第二输出脉冲端子连接，第一输出脉冲端子通过第五连接器与隔离电源连接，第二输出脉冲端子通过第六连接器与隔离电源的电源地连接。
[0072]
本实施例隔离调整电路400可以实现无源光耦、有源光耦、无源继电器、有源继电器共四种方式输出，本实施例通过连接器进行控制，得到不同输出方式的目标脉冲信号。
[0073]
下面通过一个具体的实例进行说明。由于本实施例的选择切换电路300包括两组输出信号管脚，因此包括结构相同的两个隔离调整电路400，分别对应连接选择切换电路300的每组输出信号管脚，如图4(a)和图4(b)所示，两个隔离调整电路400结构和工作原理完全相同，图4(a)所示的隔离调整电路400对应选择切换电路300的第一组输出信号管脚，该隔离调整电路400输出的信号连接第一输出脉冲端子和第二输出脉冲端子；图4(b)所示的隔离调整电路400对应选择切换电路300的第二组输出信号管脚，该隔离调整电路400输出的信号连接第三输出脉冲端子和第四输出脉冲端子。其中，隔离电源的连接示意图如图3所示，该隔离电源的输入管脚vin用于与电源连接，输出管脚+vo用于输出隔离电源，表示为+5v1。
[0074]
具体的，如图4(a)和图4(b)所示，隔离调整电路400包括to-92封装的npn半导体三极管、光电耦合器、信号继电器、dc/dc模块隔离电源、直插封装的限流电阻，其中，npn三极管可以是2sc1815，光电耦合器型号可以是tlp785，信号继电器可以是hfd4/5，dc/dc模块隔离电源可以是b0505s-1wr3。连接器可以是2针单排插针组。
[0075]
如图4(a)和图4(b)所示，74hc153芯片的输出信号管脚通过阻值为2.49k的直插电阻r4和r12连接至三极管q2、q4的基极，三极管q2、q4的集电极分别经阻值为330ω的限流直插电阻r1、r9与5v电源连接，三极管q2、q4的发射极则分别连接至光电耦合器u3、u4的第一管脚。光电耦合器u3、u4的第二管脚均接地，光电耦合器u3、u4的第四管脚经2针单排插针组x1、x7连接至隔离电源，光电耦合器u3、u4的第三管脚还分别经2针单排插针组x2、x8连接至阻值为1k的直插电阻r3、r13的一端。另外，光电耦合器u3、u4的第三管脚还分别经2针单排插针组x4、x10与第二输出脉冲端子e2和第四输出脉冲端子e4连接，光电耦合器u3、u4的第四管脚还分别经2针单排插针组x3、x9与第一输出脉冲端子e1和第三输出脉冲端子e3连接。第一输出脉冲端子至第四输出脉冲端子均用于连接信号接收设备。
[0076]
电阻r3、r13的另一端则分别连接至另一组三极管q1、q3的基极，三极管q1、q3的基极和发射极之间分别并联有阻值为10k的直插电阻r5、r11，并且三极管q1、q3的发射极接至隔离电源地。三极管q1、q3的集电极分别与信号继电器jq1、jq2的线圈负端，也就是信号继电器的第八管脚连接，信号继电器jq1、jq2的线圈正端，也就是信号继电器的第一管脚用于连接隔离电源，另外，信号继电器jq1、jq2的第一管脚分别连接二极管d1、d2的负极，信号继电器jq1、jq2的第八管脚连接二极管d1、d2的正极，即信号继电器的线圈两侧各并联了一只续流二极管。信号继电器jq1、jq2各自的两对常开节点并联，即第三管脚和第六管脚连接，第四管脚和第五管脚连接。此外，信号继电器jq1的第三管脚和信号继电器的第六管脚均与第二输出脉冲端子连接，信号继电器jq1的第四管脚和信号继电器的第五管脚均与第一输
出脉冲端子连接；信号继电器jq2的第三管脚和信号继电器的第六管脚均与第四输出脉冲端子连接，信号继电器jq2的第四管脚和信号继电器的第五管脚均与第三输出脉冲端子连接。
[0077]
进一步的，隔离调整电路400的第一输出脉冲端子至第四输出脉冲端子还与隔离电源连接。以图4(a)为例，隔离调整电路400的第一输出脉冲端子分别经2针单排插针组x5、阻值为1k的水泥电阻rt1连接至隔离电源，以及第二输出脉冲端子经2针单排插针组x6接隔离电源地。以图4(b)为例，隔离调整电路400的第三输出脉冲端子分别经2针单排插针组x11、阻值为1k的水泥电阻rt2连接至隔离电源，以及第四输出脉冲端子经2针单排插针组x12接隔离电源地。输出脉冲端子与隔离电源连接，可以通过不同的连接器，如2针单排插针组的短接或断开，为外部提供有源或无源形式的脉冲信号。
[0078]
本实施例的隔离调整电路400通过短接帽，即短接块连接，通过对2针单排插针组设置选择表，可以实现不同形式的脉冲信号输出，其中，2针单排插针组的设置控制表如表2和表3所示，表2对应图4(a)所示的隔离调整电路400，表3对应图4(b)所述的隔离调整电路400。
[0079]
表2
[0080][0081]
表3
[0082][0083]
在隔离调整电路400出厂前，2针单排插针组均为断开状态，即均没有插上短接帽，此时不输出状态。根据现场使用实际需求，明确输出脉冲信号的输出形式，根据确定的输出脉冲信号输出形式，对2针单排插针组进行相应处理。
[0084]
以表2控制策略为例，如需要的输出脉冲信号为无源光耦形式输出，则依照选择表插上x3、x4的短接帽形成通路，其它2针单排插针组仍为断开，此时光电耦合器u3的第四管脚连接至第一脉冲输出端子e1，光电耦合器u3的第三管脚连接至第二脉冲输出端子e2，这样初始脉冲信号就可以实现无源光耦隔离的输出形式。
[0085]
若需要无源继电器形式的输出，则依照选择表插上x1、x2的短接帽形成通路，其它2针单排插针组仍为断开，此时光电耦合器u3驱动三极管q1，q1驱动信号继电器jq1的线圈，
信号继电器jq1常开节点跟随输出脉冲信号相应动作，从而实现无源继电器形式的输出至信号输出端子。以此类推其他类型的输出脉冲信号。
[0086]
可以理解，上述隔离调整电路400还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够达到完成根据信号接收设备的类型对目标脉冲信号进行调整的功能即可。
[0087]
上述电能脉冲信号输出电路可以应用于诸如电能变送器等电子装置中。本实施例的电能脉冲信号输出电路，通过双路四输入的选通器，对计量芯片固有的初始脉冲信号进行自动切换和选择处理，最大化的利用了计量芯片的固有功能，可以满足多种类型输出脉冲信号的需求。本实施例通过构建通用的光电耦合器和继电器回路，采用2针单排插针组短接帽短接或开断相应电路的方式，实现了输出方式的硬编程电路，降低了不同选装的繁杂工序和生产管理成本，提高现场适应性。本实施例的输出脉冲信号，可以输出至dcs分布式系统或者plc可编程逻辑控制系统，从而实现对所在间隔的电能累计值指示。
[0088]
在一个实施例中，图5为本技术一个实施例提供的电能脉冲信号输出方法，本技术实施例的电能脉冲信号输出方法可以应用于本技术上述实施例中提供的电能脉冲信号输出电路。如图5所示，本技术实施例的方法可以包括以下步骤：
[0089]
步骤502：根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号。
[0090]
步骤504：根据信号接收设备所需的脉冲信号类型，从原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号。
[0091]
步骤506：对初始脉冲信号进行调整，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将目标脉冲信号输出至信号接收设备。
[0092]
本技术实施例提供的电能脉冲信号输出方法可以应用于本技术上述实施例提供的电能脉冲信号输出电路中，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0093]
在一个实施例中，提供了一种电能变送器，包括本技术上述实施例中提供的电能脉冲信号输出电路，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0094]
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
[0095]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0096]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种电能脉冲信号输出电路，其特征在于，包括计量电路、选择切换电路和隔离调整电路，所述选择切换电路的输入端与所述计量电路的输出端连接，所述选择切换电路的输出端与所述隔离调整电路的输入端连接，所述隔离调整电路的输出端与信号接收设备连接，其中：所述计量电路，用于根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号；所述选择切换电路，用于根据所述信号接收设备所需的脉冲信号类型，从所述原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号；所述隔离调整电路，用于对所述初始脉冲信号进行调整，得到与所述信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将所述目标脉冲信号输出至所述信号接收设备。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述选择切换电路包括输入选择管脚和输入信号管脚；所述输入信号管脚，用于导通所述计量电路和所述选择切换电路之间的链路，以接收所述原始脉冲信号；所述输入选择管脚，用于接收电平控制信号，并根据所述电平控制信号选中所述输入信号管脚中的相应管脚，以选择出所述初始脉冲信号。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述选择切换电路还包括输出使能管脚和输出信号管脚；所述输出使能管脚，用于接收输出使能信号，并根据所述输出使能信号控制所述初始脉冲信号的输出；所述输出信号管脚，用于输出所述初始脉冲信号。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述隔离调整电路具体用于：对所述初始脉冲信号进行有源或无源处理，得到与所述信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，以将所述目标脉冲信号输出至所述信号接收设备。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述隔离调整电路还具体用于：对所述初始脉冲信号进行光电隔离或电磁隔离，得到隔离后的初始脉冲信号；并对所述隔离后的初始脉冲信号进行有源或无源处理，得到与所述信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述隔离调整电路包括第一三极管、第二三极管、光电耦合器、信号继电器、二极管和隔离电源；所述第二三极管的基极与所述选择切换电路连接，所述第二三极管的集电极用于与电源连接，所述第二三极管的发射极与所述光电耦合器的第一管脚连接；所述光电耦合器的第二管脚用于接地，所述光电耦合器的第三管脚分别与所述第一三极管的基极与第二输出脉冲端子连接，所述光电耦合器的第四管脚分别与隔离电源和第一输出脉冲端子连接；所述第一三极管的发射极与隔离电源的电源地连接，所述第一三极管的集电极与所述信号继电器的第八管脚连接，所述信号继电器的第一管脚分别与隔离电源和所述二极管的负极连接，所述信号继电器的第八管脚与所述二极管的正极连接，所述信号继电器的第三管脚和所述信号继电器的第六管脚均与所述第二输出脉冲端子连接，所述信号继电器的第四管脚和所述信号继电器的第五管脚均与所述第一输出脉冲端子连接。7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一输出脉冲端子还与所述隔离电源
连接，所述第二输出脉冲端子还与所述隔离电源的电源地连接。8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述光电耦合器的第四管脚通过第一连接器与所述隔离电源连接，所述光电耦合器的第三管脚通过第二连接器和电阻与所述第一三极管的基极连接，所述光电耦合器的第四管脚通过第三连接器与所述第一输出脉冲端子连接，所述光电耦合器的第三管脚通过第四连接器与所述第二输出脉冲端子连接，所述第一输出脉冲端子通过第五连接器与所述隔离电源连接，所述第二输出脉冲端子通过第六连接器与所述隔离电源的电源地连接。9.一种电能脉冲信号输出方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1-8中任一项所述的电能脉冲信号输出电路中，所述方法包括以下步骤：根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号；根据所述信号接收设备所需的脉冲信号类型，从所述原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号；对所述初始脉冲信号进行调整，得到与所述信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将所述目标脉冲信号输出至所述信号接收设备。10.一种电能变送器，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的电能脉冲信号输出电路。

技术总结
本申请涉及一种电能脉冲信号输出电路、输出方法和电能变送器。该电能脉冲信号输出电路包括计量电路、选择切换电路和隔离调整电路，选择切换电路的输入端与计量电路的输出端连接，选择切换电路的输出端与隔离调整电路的输入端连接，隔离调整电路的输出端与信号接收设备连接；计量电路用于根据采集到的电气量数据生成原始脉冲信号；选择切换电路用于根据信号接收设备所需的脉冲信号类型，从原始脉冲信号中选择出初始脉冲信号，隔离调整电路对初始脉冲信号进行调整，得到与信号接收设备类型相匹配的目标脉冲信号，并将目标脉冲信号输出至所述信号接收设备。本申请输出的目标脉冲信号包括多种输出形式，可以满足不同场景下的差异化需求，灵活度高。灵活度高。灵活度高。


技术研发人员：卢雯兴 夏武 申狄秋 黄聪 梁君华 梁诚宁 刘有强 王靓 秦先坤 黄承喜 林家成 郝志杰 张科峰 罗磊 韦德重 杨武志 荣军 田湘贵 刘金 王贵山 林康照 孙阔腾 周经中 吴瀛 欧俊延 叶青
受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/9