De quoi sont composés les compteurs d'électricité ?

Analyse des modules fonctionnels des compteurs d'électricité

1. Module d'alimentation

En tant que « centre énergétique » du compteur d'électricité, sa fonction principale est de convertir la tension alternative haute tension de 220 V en tensions continues basse tension de 12 V, 5 V et 3,3 V pour alimenter les autres modules. Il existe trois types courants :

Transformateur : Il convertit d'abord le courant alternatif de 220 V en courant alternatif d'environ 12 V, puis le redresse et le stabilise pour obtenir la tension cible. Il présente une faible puissance et une grande stabilité, mais est sensible aux interférences électromagnétiques.

Réduction de tension capacitive : Elle utilise la réactance capacitive d'un condensateur pour limiter le courant de fonctionnement. Elle est de petite taille et peu coûteuse, mais ses inconvénients sont une faible puissance et une consommation propre élevée.

Alimentation à découpage : Elle module la tension par commutation périodique de dispositifs de commutation électroniques. Elle présente une faible consommation d'énergie, une petite taille et une large plage de régulation de tension, mais elle génère des interférences haute fréquence et est plus coûteuse.

Le choix doit être basé sur les fonctions du produit, la taille du boîtier du compteur, le coût et les exigences réglementaires régionales.

2. Module d'affichage

Sa fonction principale est d'afficher les données de consommation d'électricité. Les types courants comprennent les tubes numériques, les compteurs, les écrans LCD ordinaires, les écrans LCD matriciels et les écrans LCD tactiles. Parmi eux, les tubes numériques et les compteurs ne peuvent afficher qu'un seul type de données de consommation d'électricité, ce qui ne répond plus aux besoins des réseaux intelligents en matière d'affichage de plusieurs types de données d'électricité. Les écrans LCD sont actuellement la norme, et le type peut être choisi en fonction de la complexité du contenu à afficher.

3. Module de stockage

Utilisé pour stocker les paramètres du compteur, la consommation d'électricité, les données historiques, etc. Les dispositifs couramment utilisés sont les puces EEPROM, les puces ferroélectriques et les puces Flash, chacune présentant des scénarios d'application différents :

Puce Flash : Type de mémoire flash, utilisée pour stocker des données temporaires, des courbes de charge, des paquets de mise à niveau logicielle, etc.

Puce EEPROM : Effaçable et programmable électriquement, elle peut être écrite 1 million de fois et convient aux données nécessitant des mises à jour fréquentes, comme la consommation d'électricité. Son prix est faible et elle peut répondre aux besoins de stockage du compteur électrique pendant toute sa durée de vie. Puce ferroélectrique : Offre jusqu'à 1 milliard de cycles d'écriture, conserve les données même sans alimentation et présente des avantages en termes de haute densité, de haute vitesse et de faible consommation d'énergie, ce qui la rend adaptée aux scénarios de stockage haute fréquence. Cependant, elle est relativement coûteuse.

4. Module d'échantillonnage

Responsable de la conversion des signaux haute tension et haute intensité en signaux plus faibles pour l'acquisition ultérieure des données. L'échantillonnage du courant utilise généralement des shunts, des transformateurs de courant et des bobines de Rogowski, tandis que l'échantillonnage de la tension utilise principalement des diviseurs de tension résistifs de haute précision.

5. Module de mesure

Sa fonction principale est d'acquérir les signaux analogiques de courant et de tension et de les convertir en signaux numériques. Il est divisé en modules de mesure monophasés et triphasés.

6. Module de communication

Il s'agit du cœur de la transmission et de l'interaction des données, prenant en charge la gestion optimisée des réseaux intelligents et l'interaction homme-machine dans l'Internet des objets. Les premiers systèmes utilisaient principalement la communication infrarouge et RS485, mais diverses options sont désormais disponibles, telles que PLC, RF, LoRa, Zigbee, GPRS et NB-IoT. Le choix doit être basé sur le scénario d'application et les avantages et inconvénients de chaque méthode de communication.

7. Module de commande

À l'aide d'un relais à verrouillage magnétique intégré, il gère l'alimentation de la charge en fonction des données de puissance, des schémas de commande et des commandes en temps réel. Les fonctions principales comprennent : la déconnexion du relais pour protéger le circuit en cas de surintensité/surcharge, le contrôle de la mise sous/hors tension en fonction du temps, la coupure de l'alimentation en cas de crédit prépayé insuffisant et la réception des commandes de télécommande.

8. Module de traitement MCU

En tant que « cerveau » du compteur électrique, il est responsable des différents calculs de données, de la conversion et de l'exécution des instructions, et de la coordination du travail collaboratif de chaque module pour assurer la fonctionnalité globale. Les compteurs d'électricité sont des appareils de mesure électroniques complexes qui intègrent des technologies issues de multiples domaines, notamment l'alimentation électrique, la mesure de puissance, la communication, l'affichage et le stockage de données. Une intégration poussée de ces modules et technologies est indispensable pour concevoir un appareil stable, fiable et précis.