一、引言

　　分時表和預付費電能表由于各自的優點，現在已經廣泛地被用戶接受.

　　預付費電能表采用先購電再用電，到零斷電的模式，解決了以往收電費難的問題.并且，由于電能表帶有斷電裝置，可以實現一些輔助功能，如負荷控制、過流保護等等.并且使用預付費電能表后，可以方便地實現增容.

　　現有的預付費電表一般采用存貯媒介來傳遞信息，用戶將購電信息輸入電表的同時可以將電表內的用電信息讀入存貯媒介傳回售電部門，供電部門可以對傳回的用電信息及時進出口行分析和統計.

　　分時電能表優點在于實施了峰谷電價，對于消費者而言能夠享受到電價優惠政策，得到實實在在的實惠.對于供電部門來說，分時表能夠起到一定的削峰填谷的作用，起到優化電網的效果，對于目前電力緊張的現狀而言，其意義不言而喻.而且一定程度上，實施峰谷電價以后，鼓勵谷段用電，增加了谷段的用電量，也增加了電力部門的營業收入.另外，分時表一般均有帶有rs485接口或紅外通訊接口，便于組網，適合集中抄表.

　　目前，預付費電能表在北方一些地區使用較為廣泛，而分時表在華東地區及一些南方地區使用得較多.特別是上海市、江蘇省等地區已經大規模使用，在去年電力緊張的時刻已經發揮了一定的作用.

　　二、預付費分時表的可行性

　　分時表和預付費電能表均是適應市場需求的產品，并且在相應的時期起到了其應有作用.

　　當前，市場有對預付費分時表的需求.目前，全國上下普遍存在電力緊張的局面，尤其在經濟發達的沿海地區和大中城市情況更是嚴重，特別是在去年的用電高峰期，電力部門不得不頻繁拉閘限電.現在的一般做法是要求企業避峰，保證居民用電.對企業均實行分時計費的方式，并且強制要求企業加裝負荷控制設備，控制其高峰負荷，保證電網安全.但對于居民用電目前還無法控制到戶，但另一方面，居民用電量正逐年增加成上升之勢.如果采用預付費分時電表則可以解決上述問題.預付費分時電表一方面利用分時電價鼓勵用戶讓峰，另一方面可以給電表設定負荷上限值，強制限定其用電高峰時的負荷，達到控制電網負荷的目的，保證整個電網的良好運行.

　　對于已經使用預付費電表的地區，現在要推廣使用分時計價方案，只有選擇預付費分時電能表.預付費分時電表在繼承了以往預付費電表的使用方式和優點的基礎上，又增加了分時計費的功能，將預付費和分時計費合二為一.用戶從自身的利益出發還是愿意接受的.從以往推廣分時電表的經驗來看，主動要求實施分時計費的用戶非常多.

　　此外，從技術角度出發，預付費分時計費功能并不難實現.目前，分時電能表和預付費電能表均有比較成熟的技術方案.將兩者進行有選擇性的整合，就可實現預付費分時電能表的方案.一些兩者共有的部分可原樣保留下來，如cpu、計量部分、存貯器等;另外一些部分需要加以改進，如顯示器部分，電源部分等等;還有一部分各自均需保留，如ic卡的讀寫卡座、繼電器控制、時鐘部分以及溫度補償部分等等.從硬件成本上考慮，預付費分時電能表要比單純的預付費加分時表的成本低得多，因為有許多共用部分.在軟件處理上，預付費分時表會復雜一些.需要實現兩種電能表的功能，并且增加了數據量，對于數據的存貯和保護難度相應增加.但是，只要經過仔細的編排，就完全可以實現預付費分時電能表的功能.

　　從上面的分析可以看出.預付費分時電能表正是時下供電部分的需求，而且用戶又能夠主觀接受，并且在技術上也是可以實現，因此，研制和推廣這種電能表完全是可行的，并且必將受到各方的青睞.

　　三、預付費分時表的設計

　　設計預付費分時電能表時，既要考慮到分時表的特點，又要考慮到預付費表的特點.在設計過程中不僅要注重整機功能的可靠實現，更要將電磁兼容性能設計放在首位.

　　這里給出一種預付費分時電能表的方案，并給出關鍵元器件的選擇.其主要由計量單元部分、顯示部分、通訊部分、主處理單元部分和接口部分以及電源部分等單元組成.

　　計量單元采用傳統的專用計量芯片ade7755，采用獨立的電源供電.ade7755是美國ad公司比較成熟的單相計量專用芯片.目前已在單相電子表內廣泛應用，而且評價不錯.由ade775向cpu提供電量脈沖信號和電流方向信號

　　顯示單元采用led專用屏顯示.一方面考慮到目前使用預付費電能表的用戶集中在北方地區，冬天氣溫較低，如采用lcd顯示屏，工作溫度范圍較難達到要求;另一方面，led顯示不需要特別的驅動電路，成本上占有一定優勢.而且，一般單相電能表的安裝使環境亮度較暗，lcd屏在沒有背光的情況下，亮度不夠，而led屏則沒有這些問題.如在lcd屏加裝背光，則成本受限制.

　　通訊部分主要包括rs485和紅外兩個部分.rs485部分采用隔離電源獨立供電.485芯片采用美國ti公司的3082芯片.紅外通訊部分采用美國德律風根的紅外收發管組件.

　　主處理單元是電表的核心，所有的工作都是由它來完成的.本方案中，cpu采用美國motorla公司的最新mc68hc908系列單片機作為主處理芯片.它功能強大、指令靈活，最重要的是它的電磁兼容性優越，令整機的性能大大提高.時鐘芯片采用日本epson公司的r8025，此款芯片帶有溫度補償很難達到要求.最近，浙江省電力工業局于2004年02月25日印發了一份《關于公布居民分時電能表鐘溫度特性抽測結果的通知》，《通知》中明確指出11種采用溫度補償的電表通過測試，而3種未采用溫度補償的電表全部超出要求范圍，并建議居民分時電表加裝溫度補償電路.存貯電路采用鐵電存貯器，此種eeprom存取速度快，功耗低，適用于大數據量的存取場合.而且可縮短數據由電卡到存貯器的讀寫時間，一定程序上起到防止插拔卡過快的作用.

　　接口部分主要包括ic卡接口、計量脈沖輸出接口、秒信號輸出接口、rs485通訊接口等.接口部分一般均可直接接觸，最容易受到攻擊，因此應當重點加保護路，并與處理單元隔離.

　　電源部分采用線性電源，分三組輸出并互相隔離，分別供給計量單元、主處理單元和rs485通訊單元使用.電源輸入回路除了加一般的磁珠、電容等保護措施外，串接熱敏電阻以保證高壓時電表達式不被損壞.

　　電表的工作原理是這樣的：計量芯片ade7755根據電壓、電流輸入信號生產電能量脈沖信號和電流方向信號送給cpu進行處理.cpu對電量脈沖進