一种智能电能表电源模块检测方法及装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104515956 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.04.15

(21)申请号 201410449842.5(22)申请日 2014.09.04(66)本国优先权数据

201320603052.9 2013.09.27 CN

(71)申请人国家电网公司

地址100031 北京市西城区西长安街86号申请人北京南瑞智芯微电子科技有限公司(72)发明人李擎 周红峰 刘全春

(74)专利代理机构北京中誉威圣知识产权代理

有限公司 11279

代理人郭振兴 王正茂(51)Int.Cl.

G01R 31/40(2014.01)G01R 35/04(2006.01)

权利要求书2页 说明书6页 附图2页

(54)发明名称

一种智能电能表电源模块检测方法及装置(57)摘要

本发明公开了一种智能电能表电源模块检测方法和装置，涉及电力仪表技术领域，解决了现有技术中对智能电能表的电源模块检测时效率较低的技术问题。其中该方法可同时对多个智能电能表的待测电源模块进行检测，针对任一待测电源模块，包括：为接入的所述待测电源模块提供输入电压；将所述待测电源模块因所述输入电压所产生的输出电压加载到负载电路；采集所述负载电路中的电压电流数据，并根据所述电压电流数据检测所述待测电源模块的健康状况。

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权 利 要 求 书

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1.一种智能电能表电源模块检测方法，其特征在于，同时对多个智能电能表的待测电源模块进行检测，针对任一待测电源模块，包括：

为接入的所述待测电源模块提供输入电压；

将所述待测电源模块因所述输入电压所产生的输出电压加载到负载电路；采集所述负载电路中的电压电流数据，并根据所述电压电流数据检测所述待测电源模块的健康状况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述负载电路中的电压电流数据，并根据所述电压电流数据检测所述待测电源模块的健康状况，具体包括：

采集所述负载电路中电压纹波频率和电流纹波频率；

根据所述电压纹波频率和所述电流纹波频率计算开关频率；

根据已知的开关频率和计算出的所述开关频率确定所述待测电源模块的电压纹波频率和电流纹波频率是否正常以及开关电路是否正常。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采集所述负载电路中的电压电流数据，并根据所述电压电流数据检测所述待测电源模块的健康状况，还具体包括：

采集所述负载电路的输出电压；

根据所述电压纹波频率和所述电流纹波频率是否正常的状况以及所述输出电压确定所述待测电源模块的输入电路是否正常。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述采集所述负载电路中的电压电流数据，并根据所述电压电流数据检测所述待测电源模块的健康状况，具体包括：

采集负载电路中指定负载值下的电压；

根据采集的所述指定负载值下的电压和指定负载值下的规定电压确定所述待测电源模块的负载调节电路是否正常。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：输出所述待测电源模块的健康状况。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在为接入的待测电源模块提供输入电压之前，该方法还包括所述待测电源模块置于环境温度调节箱中。

7.一种智能电能表电源模块检测装置，其特征在于，同时对多个智能电能表的待测电源模块进行检测，包括：

接口模块，用于为接入的所述待测电源模块提供输入电压；负载调节模块，用于将所述待测电源模块因所述输入电压所产生的输出电压加载到负载电路；

采集模块，用于采集所述负载电路中的电压电流数据；控制模块，用于根据所述电压电流数据检测所述待测电源模块的健康状况。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述采集模块，具有用于采集所述负载电路中电压纹波频率和电流纹波频率；所述控制模块，具体用于根据所述电压纹波频率和所述电流纹波频率计算开关频率；并根据已知的开关频率和计算出的所述开关频率确定所述待测电源模块的电压纹波频率和电流纹波频率是否正常以及开关电路是否正常。

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权 利 要 求 书

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9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述采集模块，还用于采集所述负载电路的输出电压；所述控制模块，还用于根据所述电压纹波频率和所述电流纹波频率是否正常的状况以及所述输出电压确定所述待测电源模块的输入电路是否正常。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的装置，其特征在于，所述采集模块，还用于采集负载电路中指定负载值下的电压；所述控制模块，还用于根据采集的所述指定负载值下的电压和指定负载值下的规定电压确定所述待测电源模块的负载调节电路是否正常。

11.根据权利要求7-9中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：通信模块，用于输出所述待测电源模块的健康状况。

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说 明 书

一种智能电能表电源模块检测方法及装置

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技术领域

[0001]

本发明涉及电力仪表技术领域，特别涉及一种智能电能表电源模块检测方法及装

置。背景技术

目前我国对智能电能表需求数量很大。现在智能电能表内部，基本都采用模块化设计思路，因此电源模块是其中一个不可缺少的部分。随着电源模块的大量应用，电源模块的可靠工作直接决定了智能电能表的可靠工作。然而，在生产过程中，对电源模块的抽样检验通常采用人工测试输出电压、调整负载，测试通过后便进行生产。[0003] 但是，现有技术中这种人工对电源模块进行检测的方式，至少存在如下技术问题：

[0004] 1、电源模块作为智能电表中的关键器件，他关系到系统的稳定工作与正常的电量计量。采用在电表生产前人工检测的做法，而且每个电源模块的负载和过载的测试均有时间要求，所以在人工操作的情况下很难达到抽检数量要求。[0005] 2、由于采用人工抽检的方法。所以每次只能测试1个电源模块。这样要达到要求的抽检数量，需要的时间会比较多或者增加测试人手。增加了用人成本和时间成本。[0006] 3、对电源模块的测试是在常温下进行的。无法实现在要求的全温度范围内对电源模块进行测试。[0007] 4、由于测试人员本身并不了解设计，所以只能测试出电源模块不符合要求并记录，并不能形成问题定位。这导致在维修的过程中需要重新对不符合出厂要求的电源模块进行全面测试。增加了返修周期。

[0002]

发明内容

[0008] 为了解决现有技术中人工检测电源模块所导致的效率低下、成本高、问题无法定位等技术问题，本发明提出一种智能电能表电源模块检测方法及装置。[0009] 一种智能电能表电源模块检测方法，同时对多个智能电能表的待测电源模块进行检测，针对任一待测电源模块，包括：

[0010] 为接入的待测电源模块提供输入电压；

[0011] 将待测电源模块因输入电压所产生的输出电压加载到负载电路；[0012] 采集负载电路中的电压电流数据，并根据电压电流数据检测待测电源模块的健康状况。

[0013] 优选地，采集负载电路中的电压电流数据，并根据电压电流数据检测待测电源模块的健康状况，具体包括：

[0014] 采集负载电路中电压纹波频率和电流纹波频率；[0015] 根据电压纹波频率和电流纹波频率计算开关频率；

[0016] 根据已知的开关频率和计算出的开关频率确定待测电源模块的电压纹波频率和

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说 明 书

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电流纹波频率是否正常以及开关电路是否正常。[0017] 优选地，采集负载电路中的电压电流数据，并根据电压电流数据检测待测电源模块的健康状况，还具体包括：

[0018] 采集负载电路的输出电压；

[0019] 根据电压纹波频率和电流纹波频率是否正常的状况以及输出电压确定待测电源模块的输入电路是否正常。[0020] 优选地，采集负载电路中的电压电流数据，并根据电压电流数据检测待测电源模块的健康状况，具体包括：

[0021] 采集负载电路中指定负载值下的电压；

[0022] 根据采集的指定负载值下的电压和指定负载值下的规定电压确定待测电源模块的负载调节电路是否正常。[0023] 优选地，该方法还包括：输出待测电源模块的健康状况。[0024] 优选地，在为接入的待测电源模块提供输入电压之前，该方法还包括待测电源模块置于环境温度调节箱中。

[0025] 一种智能电能表电源模块检测装置，同时对多个智能电能表的待测电源模块进行检测，针对任一待测电源模块，包括：[0026] 接口模块，用于为接入的待测电源模块提供输入电压；[0027] 负载调节模块，用于将待测电源模块因输入电压所产生的输出电压加载到负载电路；

[0028] 采集模块，用于采集负载电路中的电压电流数据；[0029] 控制模块，用于根据电压电流数据检测待测电源模块的健康状况。[0030] 优选地，采集模块，具有用于采集负载电路中电压纹波频率和电流纹波频率；[0031] 控制模块，具体用于根据电压纹波频率和电流纹波频率计算开关频率；并根据已知的开关频率和计算出的开关频率确定待测电源模块的电压纹波频率和电流纹波频率是否正常以及开关电路是否正常。[0032] 优选地，采集模块，还用于采集负载电路的输出电压；[0033] 控制模块，还用于根据电压纹波频率和电流纹波频率是否正常的状况以及输出电压确定待测电源模块的输入电路是否正常。[0034] 优选地，采集模块，还用于采集负载电路中指定负载值下的电压；[0035] 控制模块，还用于根据采集的指定负载值下的电压和指定负载值下的规定电压确定待测电源模块的负载调节电路是否正常。[0036] 优选地，还包括：通信模块，用于输出待测电源模块的健康状况。[0037] 本实施例提供的上述方案可同时进行多个电源模块测量，适的批量生产品的抽检方案。并通过对电源的输出进行采样，根据所采集到的电压电流数据定位出待测电源模块问题所在，因此可极大缩短了后期返修的时间，提供工作效率的技术效果。附图说明

[0038] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的。在附图中：

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说 明 书

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为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0040] 图1为本发明实施例1提供的一种智能电能表电源模块检测方法中单路控制原理示意图；

[0041] 图2为本发明实施例1提供的一种智能电能表电源模块检测方法流程图；[0042] 图3为本发明实施例2提供的一种智能电能表电源模块检测装置的结构图。具体实施方式

[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。并且，以下各实施例均为本发明的可选方案，实施例的排列顺序及实施例的编号与其优选执行的顺序无关。[0044] 实施例1

[0045] 本实施例结合图1所示的示意图，提供一种智能电能表电源模块检测方法，该方法适合部署在智能电能表电源模块检测装置上，且该装置可同时对多个智能电能表的待测电源模块进行检测。下面以针对其中一个待测电源模块为例描述该方法，如图2所示，包括：

[0046] 101，为接入的所述待测电源模块提供输入电压；[0047] 通过按键将“智能电能表电源模块检测装置”启动，装置启动后，控制器会按照事先设定的程序开启1～8路测试的测试通路。每开启1路测试，液晶屏上就会出现相应的显示。如图1所示，测试开始后，通过按键输入，设定该装置输出接口那路电源模块的220V接通。接通后，对应的待测电源模块接通220V。待测电源模块得电后工作，电源模块的输出引脚会形成相应的输出电压。

[0048] 为了能够实现全温度范围内的进行检测，本实施例的优选方案中，还包括在101之前，将待测电源模块置于环境温度调节箱中，进而取得可在各种设定的环境温度下进行测试的技术效果。即将待测电源模块放入环境温度调节箱中，将温度调整置测试温度。首先将智能电能表电源模块检测装置接入市电220V上，然后将电源模块的输入端接入检测装置“输出接口”。电源模块的输出接入该装置对应的“输入接口”，注意每个待测电源模块接入“输出”与“输入”的位置保持一致。102，将所述待测电源模块因所述输入电压所产生的输出电压加载到负载电路；[0050] 本实施例中的智能电能表电源模块检测装置包括一个可调节负载值的负载调节电路，以便检测在不同负载下电源模块的输出状况，此外，还可测出电源模块的带载能力。[0051] 由于有了输入电压，所以待测电源模块的输出端产生输出电压，将输出电压接入负载后，通过负载调节电路对接入负载的大小进行调节，从而实现对待测电源模块的自动化检测。

[0052] 103，采集所述负载电路中的电压电流数据，并根据所述电压电流数据检测所述待

[0049]

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说 明 书

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测电源模块的健康状况。

[0053] 该健康状况便是指电源模块在检测过程中得到的各种检测结果，如电源模块哪里有问题，需要重点检测；电源模块的纹波频率，带载能力等等。[0054] 具体而言，103可通过如下方式实现：

[0055] 采集所述负载电路中电压纹波频率和电流纹波频率；根据所述电压纹波频率和所述电流纹波频率计算开关频率；根据已知的开关频率和计算出的所述开关频率确定所述待测电源模块的电压纹波频率和电流纹波频率是否正常以及开关电路是否正常。[0056] 例如，在测试过程中，通过采样技术，大量采集电源模块经过负载后输出的电压纹波和电流纹波的频率。通过对电压、电流纹波频率进行傅里叶分析可计算出开关电源的开关频率。由于电源模块中采用的交流转直流的开关频率是已知的，所以通过将经傅里叶分析得出的开关频率与已知的开关频率进行比对，可以知道电源模块输出的电压、电流纹波频率是否正常。如果实测纹波频率与设计频率偏差较大，则可以诊断出电源开关电路部分有问题。需要重点检测。[0057] 进一步地，还可采集所述负载电路的输出电压；根据所述电压纹波频率和所述电流纹波频率是否正常的状况以及所述输出电压确定所述待测电源模块的输入电路是否正常。

[0058] 例如在测试过程中，如果测试出在指定的220V输入变化范围内电源模块输出不符合要求，且纹波正常，则可以诊断出电源模块输入电路有问题，需要重点检测。[0059] 进一步地，采集负载电路中指定负载值下的电压；

[0060] 根据采集的所述指定负载值下的电压和指定负载值下的规定电压确定所述待测电源模块的负载调节电路是否正常。[0061] 例如在测试过程中，如果测试出在指定负载值上的电压跌落较大，则可以诊断出电源模块负载调节部分电路有问题，需要重点检测。[0062] 优选方案中，本实施例提供的方法还包括：输出所述待测电源模块的健康状况。[0063] 例如在测试后，会对测试结果与合格结果进行对比，形成是否合格的报告，可以通过通信接口导出。该报告包括了待测电源模块编号、测试条件，在哪些测试条件下出现问题和重点监测电源模块哪些部位等内容。

[00] 本实施例提供的方法通过采用控制220V加载到待测电源模块上，当220V被接通后，待测电源模块就有了输入电压。待测电源模块得电后工作，输出引脚会形成相应的输出电压。将输出电压接入负载后，对该电压进行采集以及带载测量电压的方式实现对待测电源模块的自动化测量。同时电源模块的纹波、带载能力等指标也同时测出。因此可以取得如下有益效果：[0065] 1、在全环境温度下对智能电能表的电源模块部分进行测量，这样比原来的在常温测试筛选更加直接、可靠。实现了使用智能化测试的手段把人从频繁的劳动中出来，测试人员不用频繁更换、等待电源模块测试项目。[0066] 2、该装置可以多个同时工作。这样工作人员只需要一次性接好后观察再去进行其他的工作，测试的合格情况会自动记录。同时，降低了对测试人员的要求。[0067] 3、测试结果可以对电源模块的返修给出指导性意见，减少维修时间。[0068] 4、效率明显提高，一次可对多个电源模块进行检查。加大了抽检的样品的数量。必

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要时，将此装置并联使用，可以有效减少在由于电源模块的品质原因而导致的产品质量问题。

[0069] 实施例2

[0070] 为了便于实施例1中的方法实现，本实施例提供一种智能电能表电源模块检测装置，该装置可同时对多个智能电能表的待测电源模块进行检测，如图3所示，主要包括：接口模块21，负载调节模块22，采集模块23，控制模块24。[0071] 接口模块21，用于为接入的待测电源模块提供输入电压；[0072] 负载调节模块22，用于提供负载值可调节的负载电路，并将待测电源模块因输入电压所产生的输出电压加载到负载电路；[0073] 采集模块23，用于采集负载电路中的电压电流数据；[0074] 控制模块24，用于根据电压电流数据检测待测电源模块的健康状况。[0075] 优选地，采集模块23，具有用于采集负载电路中电压纹波频率和电流纹波频率；[0076] 控制模块24，具体用于根据电压纹波频率和电流纹波频率计算开关频率；并根据已知的开关频率和计算出的开关频率确定待测电源模块的电压纹波频率和电流纹波频率是否正常以及开关电路是否正常。[0077] 优选地，采集模块23，还用于采集负载电路的输出电压；[0078] 控制模块24，还用于根据电压纹波频率和电流纹波频率是否正常的状况以及输出电压确定待测电源模块的输入电路是否正常。[0079] 优选地，采集模块23，还用于采集负载电路中指定负载值下的电压；[0080] 控制模块24，还用于根据采集的指定负载值下的电压和指定负载值下的规定电压确定待测电源模块的负载调节电路是否正常。[0081] 优选地，该装置还包括：通信模块25，用于输出待测电源模块的健康状况。[0082] 本实施例提供的装置将待测电源模块的输出电压接入负载后，对该电压进行采集以及带载测量电压的方式实现对待测电源模块的自动化测量。因此可以取得在全环境温度下对智能电能表的电源模块部分进行测量，可以多个同时工作。测试结果可以对电源模块的返修给出指导性意见，减少维修时间。效率明显提高的技术效果。

[0083] 本发明实施例提供的上述设备或装置等产品是属于以计算机程序的流程方法为依据，并按照与方法实施例1和/或附图中方法流程的各步骤完全对应一致的方式，所提供的功能模块。并且由于这种功能模块是通过计算机程序的方式实现的软件装置，所以对于装置实施例2未具体提及的功能模块，由于考虑到根据上述方法实施例记载的内容已经足够使本领域技术人员从方法记录的各流程步骤直接地、毫无意外地确定实现所述步骤所必须建立的功能模块，所以在此不赘述。

[0084] 由于上述实施例2的智能电能表电源模块检测装置是用来实现实施例1中的方法，因此在实施例2中各模块或单元的未尽详细描述之处均是本领域技术人员可通过参考对应的实施例1中而轻易得出的，故而在此不再赘述。[0085] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明能有多种不同形式的具体实施方式，上文结合附图对本发明做举例说明，这并不意味着本发明所应用的具体实施方式只能局限在这些特定的具体实施方式中，本领域的技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方式只是多种优选实施方式中的一些示例，任何体现本发明权利要求的具体实施方式均

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说 明 书

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应在本发明权利要求所要求保护的范围之内；本领域的技术人员能够对上文各具体实施方式中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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说 明 书 附 图

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图3

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