帶專用電源的單相電能表的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶專用電源的單相電能表，包括主控制電路、PLC模塊、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路、防竊電檢測(cè)電路、可充電電池和電源電路；可充電電池在PLC通信時(shí)為PLC模塊供電；電源電路包括電池充電電路和直流穩(wěn)壓電源電路；電池充電電路為可充電電池充電；直流穩(wěn)壓電源電路為主控制電路、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路和防竊電檢測(cè)電路供電。本實(shí)用新型采用具有RC降壓電路的電源作為電能表的主電源，并以可充電電池作為PLC模塊的專用電源，確保在PLC工作時(shí)不影響電能表其他功能電路的正常工作。此外，本實(shí)用新型還配備了可充電電池的電池充電電路。
【專利說(shuō)明】帶專用電源的單相電能表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種單相電能表，特別涉及一種帶專用電源的單相電能表。
【背景技術(shù)】
[0002]PLC工作時(shí),需要一個(gè)相對(duì)較大的電源。一般情況下,多數(shù)電能表會(huì)提高電源輸出功率，以支持PLC的支持。目前常用做法是增大電能表的電源容量，例如，線性電源會(huì)增大變壓器的輸出功率，這樣變壓器的體積也就相應(yīng)增加了，成本也受到一定影響。另外，由于變壓器有漏磁，其漏磁大小，也會(huì)隨變壓器的輸出率增加而增加，影響了電能表的計(jì)量準(zhǔn)確度。由于線性電源本身的特性，不能支持電能表在較寬工作電壓范圍內(nèi)工作。
[0003]采用開(kāi)關(guān)電源的電能表，支持PLC工作，也需要提高輸出功率。這樣對(duì)器件等的要求也相對(duì)較高，成本也會(huì)相應(yīng)增加。另外，開(kāi)關(guān)電源在提高輸出功率的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)EMC/EMI等諸多問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種供電量可控且可靠的帶專用電源的單相電能表。
[0005]本實(shí)用新型提供的這種帶專用電源的單相電能表，包括主控制電路、PLC模塊、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路和防竊電檢測(cè)電路，主控制電路包括MCU，該電能表還包括可充電電池和電源電路；可充電電池在PLC通信時(shí)為PLC模塊供電；電源電路包括電池充電電路和直流穩(wěn)壓電源電路；電池充電電路為可充電電池充電；直流穩(wěn)壓電源電路為主控制電路、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路和防竊電檢測(cè)電路供電。
[0006]所述電池充電電路包括保護(hù)電路、RC降壓電路、整流電路、箝位電路、濾波電路、充電控制電路和電池電壓檢測(cè)電路；交流電壓信號(hào)先由保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，再經(jīng)RC降壓電路降壓后，再通過(guò)整流電路整流，又由箝位電路進(jìn)行電平信號(hào)保持，然后經(jīng)濾波電路濾波，再通過(guò)充電控制電路與可充電電池連接；電池電壓檢測(cè)電路的輸出端與所述MCU的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口連接。
[0007]所述直流穩(wěn)壓電源電路包括保護(hù)電路、RC降壓電路、整流電路、箝位電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路；交流電壓信號(hào)先由保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，再經(jīng)RC降壓電路降壓后，再通過(guò)整流電路整流，又由箝位電路進(jìn)行電平信號(hào)保持，然后經(jīng)濾波電路濾波，最后由穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓并輸出。
[0008]所述充電控制電路采用MOS管作為充電控制器件。所述電池電壓檢測(cè)電路在檢測(cè)電池電量低或電池電量已充滿時(shí)給所述充電控制電路輸出控制信號(hào)。所述整流電路采用全橋整流電路。
[0009]本實(shí)用新型采用具有RC降壓電路的電源作為電能表的主電源，并以可充電電池作為PLC模塊的專用電源，確保在PLC工作時(shí)不影響電能表其他功能電路的正常工作。此夕卜，本實(shí)用新型還配備了可充電電池的電池充電電路，保證了可充電電池的供電持續(xù)性?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
[0011]圖2是本實(shí)用新型的電源電路的一種具體電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本實(shí)用新型包括主控制電路、PLC模塊、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路、防竊電檢測(cè)電路、可充電電池和電源電路。
[0013]可充電電池包括電池BT ;在PLC通信時(shí)為PLC模塊供電。主控制電路包括MCU。
[0014]電源電路包括電池充電電路和直流穩(wěn)壓電源電路。電池充電電路為可充電電池充電。直流穩(wěn)壓電源電路為主控制電路、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路和防竊電檢測(cè)電路供電。
[0015]如圖2所示，電源電路包括電池充電電路和直流穩(wěn)壓電源電路。電池充電電路為可充電電池充電。
[0016]電池充電電路包括保護(hù)電路、RC降壓電路、整流電路、箝位電路、濾波電路、充電控制電路和電池電壓檢測(cè)電路；交流電壓信號(hào)先由保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，再經(jīng)RC降壓電路降壓后，再通過(guò)整流電路整流，又由箝位電路進(jìn)行電平信號(hào)保持，然后經(jīng)濾波電路濾波，再通過(guò)充電控制電路與可充電電池連接；電池電壓檢測(cè)電路的輸出端與所述MCU的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口連接。
[0017]直流穩(wěn)壓電源電路包括保護(hù)電路、RC降壓電路、整流電路、箝位電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路；交流電壓信號(hào)先由保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，再經(jīng)RC降壓電路降壓后，再通過(guò)整流電路整流，又由箝位電路進(jìn)行電平信號(hào)保持，然后經(jīng)濾波電路濾波，最后由穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓并輸出。
[0018]本實(shí)用新型的保護(hù)電路包括壓敏電阻RV001。該電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)。RC降壓電路包括電阻ROOl和電容C001。整流電路包括橋式整流器BD101。箝位電路包括穩(wěn)壓二極管ZDOOI。濾波電路包括急性電容C002和電容C003。充電控制電路包括MOS管QOOI。穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓模塊UlOO。電池電壓檢測(cè)電路包括電阻R004和電阻R005。電池電壓檢測(cè)電路在檢測(cè)電池電量低或電池電量已充滿時(shí)給充電控制電路輸出控制信號(hào)。
[0019]在具體實(shí)施時(shí)，交流電壓信號(hào)先由保護(hù)電路以及RC降壓電路進(jìn)行保護(hù)和降壓，再由整流器整流并經(jīng)穩(wěn)壓和濾波處理后，分成為可充電電池充電的電池充電電路和為除PLC模塊以外其他功能電路供電的直流穩(wěn)壓電源電路。
[0020]壓敏電阻RV001接于火線L和零線N之間，交流電的零線N通過(guò)電阻ROOl串聯(lián)電容COOl與橋式整流器BDlOl的一個(gè)輸入端連接，該整流電路的另一個(gè)輸入端與交流電的火線L連接。橋式整流器BDlOl的一個(gè)輸出端與電源+HVCC連接，其另一個(gè)輸出端接地。穩(wěn)壓二極管ZD001接于橋式整流器BDlOl的兩個(gè)輸出端之間。極性電容C002的正極接電源+HVCC，其負(fù)極接地。電容C003接于電源+HVCC和地之間。穩(wěn)壓模塊UlOO的2腳與二極管DOOl的陰極連接，該二極管的陽(yáng)極與電源+HVCC連接；該模塊的2腳與5腳連接；其I腳接地；其3腳與電源+DVCC連接，該3腳還通過(guò)電容C004接地。
[0021]MOS管QOOl的源極與二極管D002的陰極連接，該二極管的陽(yáng)極與電源+HVCC連接，該MOS管的柵極通過(guò)電阻R002與MCU的I/O管腳連接，用于傳遞電池充電使能控制信號(hào)SCCTRL ;其漏極通過(guò)電阻R003與電池BT的正極連接，該漏極還通過(guò)電阻R003串聯(lián)電阻R004與MCU的模數(shù)轉(zhuǎn)換管腳連接，用于傳遞電池電壓檢測(cè)信號(hào)BVT，該漏極還通過(guò)電阻R003串聯(lián)電阻R004再串聯(lián)電阻R005接地。電池BT的正極與電源+CVCC連接，其負(fù)極接地。
[0022]RC降壓電路將電網(wǎng)的交流電壓降壓成約40V左右正弦波交流電壓。經(jīng)后續(xù)電路濾波穩(wěn)壓后，分成兩支功能電路；一支電路經(jīng)穩(wěn)壓模塊UlOO穩(wěn)壓，輸出電源+DVCC，供除PLC模塊以外的各功能電路使用；另一支電路經(jīng)二極管D002、MOS管QOOl和電阻R003給電池BT充電，供PLC模塊備用。
[0023]本實(shí)用新型采用MOS管QOOl對(duì)電池BT的充電與否實(shí)施控制。當(dāng)PLC模塊不通信時(shí)，若電池電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到電池欠壓，則MCU會(huì)將電池充電使能控制信號(hào)SCCTRL置低，MOS管QOOl導(dǎo)通，電池BT開(kāi)始充電，當(dāng)電池電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到電池充滿后，電池充電使能控制信號(hào)SCCTRL為高，則停止給電池BT充電。PLC模塊不通信時(shí)，是無(wú)電流消耗的。當(dāng)需要PLC模塊通信時(shí)，電池充電使能控制信號(hào)SCCTRL置高，將電池BT及電池充電電路與電源+HVCC斷開(kāi)，PLC模塊由電池BT供電，由于電池BT能在一定時(shí)間內(nèi)提供相對(duì)較大的電流，可以保證PLC模塊能夠正常通信，以彌補(bǔ)直流穩(wěn)壓電源輸出功率不能滿足PLC通信使用的問(wèn)題，起到了電源補(bǔ)給的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種帶專用電源的單相電能表，包括主控制電路、PLC模塊、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路和防竊電檢測(cè)電路，主控制電路包括MCU，其特征在于，該電能表還包括可充電電池和電源電路；可充電電池在PLC通信時(shí)為PLC模塊供電；電源電路包括電池充電電路和直流穩(wěn)壓電源電路；電池充電電路為可充電電池充電；直流穩(wěn)壓電源電路為主控制電路、計(jì)量電路、負(fù)荷控制電路、顯示屏、硬件時(shí)鐘電路、人機(jī)接口電路和防竊電檢測(cè)電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶專用電源的單相電能表，其特征在于，所述電池充電電路包括保護(hù)電路、RC降壓電路、整流電路、箝位電路、濾波電路、充電控制電路和電池電壓檢測(cè)電路；交流電壓信號(hào)先由保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，再經(jīng)RC降壓電路降壓后，再通過(guò)整流電路整流，又由箝位電路進(jìn)行電平信號(hào)保持，然后經(jīng)濾波電路濾波，再通過(guò)充電控制電路與可充電電池連接；電池電壓檢測(cè)電路的輸出端與所述MCU的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶專用電源的單相電能表，其特征在于，所述直流穩(wěn)壓電源電路包括保護(hù)電路、RC降壓電路、整流電路、箝位電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路；交流電壓信號(hào)先由保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)，再經(jīng)RC降壓電路降壓后，再通過(guò)整流電路整流，又由箝位電路進(jìn)行電平信號(hào)保持，然后經(jīng)濾波電路濾波，最后由穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓并輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶專用電源的單相電能表，其特征在于，所述充電控制電路采用MOS管作為充電控制器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶專用電源的單相電能表，其特征在于，所述電池電壓檢測(cè)電路在檢測(cè)電池電量低或電池電量已充滿時(shí)給所述充電控制電路輸出控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的帶專用電源的單相電能表，其特征在于，所述整流電路采用全橋整流電路。
【文檔編號(hào)】G01R22/06GK203616387SQ201320784314
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】歐陽(yáng)為, 陳涌, 胡晉湘 申請(qǐng)人:威勝集團(tuán)有限公司