本發(fā)明涉及電源技術領域，尤其涉及一種電能表供電電路。

背景技術：

在電能表的使用過程中，經常會遇到停電現象，當電能表停電后，為保持單片機的工作及內部時鐘的準確性，需要保證電能表內部時鐘電路正常工作，一般停電期間維持時鐘電路的工作都采用電池為單片機供電，保持單片機處于低功耗狀態(tài)和電能表時鐘的準確性。以往電能表的時鐘供電采用電池直接接到單片機VCC接口上，這種方案雖然簡單易行，但是有很大弊端。首先電池在長時間停機貯存不工作時，容易造成電池鈍化，再一次通電會造成電池上電困難，甚至不上電；其次就是電池功耗較大，很難滿足電能表的時鐘工作時間要大于5年的要求，電能表使用壽命大于10年的要求。出現以上情況會造成掉電時單片機出現工作不正常、電能表內部時鐘電路工作不正常，進而造成電能表時鐘不準，抄表不及時、抄表誤差大和不能抄表等故障。

技術實現要素：

本發(fā)明提供一種電能表供電電路，解決現有電能表在停電后，電池對電能表內部的單片機和時鐘電路的供電易出現電池鈍化和供電期限太短的問題，確保供電時間達到國家標準要求，提高電能表的使用壽命和穩(wěn)定性。

為實現以上目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

一種電能表供電電路，包括：輸入轉換模塊和電壓轉換單元；所述輸入轉換模塊的輸入端與交流電源相連，所述輸入轉換模塊的輸出端與所述電壓轉換單元的輸入端相連，所述電壓轉換單元的輸出端與電能表時鐘電路的電源輸入端相連；所述輸入轉換模塊用于將交流電壓轉換為直流電壓；所述電壓轉換單元用于將所述直流電壓轉換為設定電壓輸出；還包括：供電電池、儲能電容；

所述儲能電容的正極分別與所述電壓轉換單元的輸出端、所述電源輸入端和所述供電電池的正極相連，所述儲能電容的負極與所述供電電池的負極相連，所述供電電池的正極還與所述電源輸入端相連，所述供電電池的負極接地；

在交流電源斷電后，如果所述儲能電容的電壓低于所述供電電池的電壓時，所述供電電池通過所述電源輸入端對時鐘電路供電，并對所述儲能電容充電，否則，所述儲能電容通過所述電源輸入端放電，以使時鐘電路繼續(xù)工作。

優(yōu)選的，還包括：與所述供電電池相連的檢測單元和報警單元；

所述檢測單元用于檢測所述供電電池的電壓，在所述供電電池的電壓低于設定電壓閥值時，所述報警單元顯示報警信息。

優(yōu)選的，所述檢測單元包括：串聯連接在所述供電電池正極和負極之間的第一電阻和第二電阻；所述第一電阻和第二電阻的連接端作為電壓檢測端。

優(yōu)選的，還包括：第一二極管和第二二極管；

所述第一二極管的陽極與所述電壓轉換單元的輸出端相連，所述第一二極管的陰極與所述電源輸入端相連，所述第二二極管的陽極與所述供電電池的正極相連，所述第二二極管的陰極與所述電源輸入端相連。

優(yōu)選的，所述電壓轉換單元為三端穩(wěn)壓器，所述三端穩(wěn)壓器的輸入端作為所述電壓轉換單元的輸入端，所述三端穩(wěn)壓器的輸出端作為所述電壓轉換單元的輸出端。

優(yōu)選的，所述輸入轉換模塊包括：保護電路、變壓器及整流濾波模塊；

所述保護電路的輸入端作為所述輸入轉換模塊的輸入端，所述保護電路的輸出端與所述變壓器的輸入端相連，所述變壓器的輸出端與所述整流濾波模塊的輸入端相連，所述整流濾波模塊的輸出端作為所述輸入轉換模塊的輸出端。

優(yōu)選的，所述保護電路包括：壓敏電阻、熱敏電阻及保護電阻；

所述熱敏電阻的一端與交流電源的火線相連，所述熱敏電阻的另一端作為所述保護電路的輸出端，所述壓敏電阻串接在交流電源的火線與零線之間，所述保護電阻串接在所述熱敏電阻的另一端與交流電源的零線之間。

優(yōu)選的，所述整流濾波模塊包括：BG整流模塊、第一濾波電容和第二濾波電容；

所述BG整流模塊的輸入端作為所述整流濾波模塊的輸入端，所述BG整流模塊的輸出端作為所述整流濾波模塊的輸出端；

所述第一濾波電容的一端與所述BG整流模塊的輸出端相連，所述第一濾波電容的另一端接地；

所述第二濾波電容的一端與所述電壓轉換單元的輸出端相連，所述第二濾波電容的另一端接地。

本發(fā)明提供一種電能表供電電路，通過儲能電容和供電電池在電能表輸入的交流電源斷電后，對電能表時鐘電路供電。解決現有電能表在停電后，電池對電能表內部的單片機和時鐘電路的供電易出現電池鈍化和供電期限太短的問題，保證電能表的電池供電穩(wěn)定，確保供電時間達到國家標準要求，提高電能表的使用性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的具體實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1：是本發(fā)明提供的一種電能表供電電路結構示意圖；

圖2：是本發(fā)明實施例提供的一種電能表供電電路示意圖。

附圖標記

S1 輸入轉換模塊

VCC 電源輸入端

BATDET 電壓檢測端

T 變壓器

U1 三端穩(wěn)壓器

U2 BG整流模塊

RV 壓敏電阻

PT 熱敏電阻

R1 第一電阻

R2 第二電阻

R3 保護電阻

E1 第一濾波電容

E2 第二濾波電容

E3 儲能電容

D1 第一二極管

D2 第二二極管

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明實施例的方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。

針對當前電能表在遇到停電時，由電池對電能表時鐘電路進行供電，易出現電池鈍化的問題，造成電能表時鐘不準，抄表不及時、抄表誤差大和不能抄表等故障。本發(fā)明提供一種電能表供電電路，通過儲能電容和供電電池在電能表輸入的交流電源斷電后，對電能表時鐘電路供電。解決現有電能表在停電后，電池對電能表內部的單片機和時鐘電路的供電易出現電池鈍化和供電期限太短的問題，保證電能表的電池供電穩(wěn)定，確保供電時間達到國家標準要求，提高電能表的使用性能。

如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種電能表供電電路結構示意圖，該電路包括：輸入轉換模塊和電壓轉換單元；所述輸入轉換模塊S1的輸入端與交流電源相連，所述輸入轉換模塊S1的輸出端與所述電壓轉換單元的輸入端相連，所述電壓轉換單元的輸出端與電能表時鐘電路的電源輸入端VCC相連；所述輸入轉換模塊S1用于將交流電壓轉換為直流電壓；所述電壓轉換單元用于將所述直流電壓轉換為設定電壓輸出；還包括：供電電池、儲能電容。分別與所述電壓轉換單元的輸出端、所述電源輸入端VCC和所述供電電池的正極相連，所述儲能電容的負極與所述供電電池的負極相連，所述供電電池的正極還與所述電源輸入端相連，所述供電電池的負極接地。在交流電源斷電后，如果所述儲能電容的電壓低于所述供電電池的電壓時，所述供電電池通過所述電源輸入端VCC對時鐘電路供電，并對所述儲能電容充電，否則，所述儲能電容通過所述電源輸入端VCC放電，以使時鐘電路繼續(xù)工作。

具體地，當電能表供電發(fā)生掉電以后，儲能電容電壓對時鐘電路進行供電，電池依然無損耗。直到儲能電容電壓小于供電電池的輸出電壓時，，且外部電源沒有為電能表通電情況下，轉由電池為單片機供電，同時給儲能電容充電，直到電池能量耗盡時，單片機還可以用已經由電池充電完成的電容供電。

在實際應用中，供電電池常使用3.6V的鋰亞電池，電池容量為1200mAh，鋰亞電池長時間不工作的話，極板上的部分活性物質會失去活性，造成電池的鈍化。但由于儲能電容的存在，充分利用電容漏電流的特點，使電池會一直處于放電工作狀態(tài)。儲能電容約為2uA的超低漏電流加上電能表時鐘電路的電阻功耗約為0.9uA，電池接近3uA的總靜態(tài)功耗電流可以保證電池處于工作狀態(tài)，避免鈍化，又不會對電池產生比較大的功耗。

進一步，該電路還包括：與所述供電電池相連的檢測單元和報警單元(圖上未示出)；所述檢測單元用于檢測所述供電電池的電壓，在所述供電電池的電壓低于設定電壓閥值時，所述報警單元顯示報警信息。需要說明的是，電能表中的單片機通過檢測單元對供電電池的電壓進行檢測，在供電電池的電壓過低時，可控制電能表進入低功率運行。如圖2所示，為本發(fā)明實施例提供的一種電能表供電電路示意圖，所述檢測單元包括：串聯連接在所述供電電池正極和負極之間的第一電阻R1和第二電阻R2；第一電阻R1和第二電阻R2的連接端作為電壓檢測端BATDET。

具體地，所述第一電阻R1的一端作為所述檢測單元的輸入端，所述第一電阻R1的另一端與所述第二電阻R2的一端相連，所述第二電阻R2的另一端作為所述檢測單元的第一輸出端，所述第一電阻R1的另一端還作為所述檢測單元的第二輸出端。

在實際應用中，第一電阻R1和第二電阻R2對供電電池的電壓進行分壓，可由單片機的輸入端口與檢測單元的第二輸出端相連，以對供電電池的輸出電壓進行檢測。R1、R2可選用2MΩ的大阻抗電阻，供電電池的功耗可為0.9uA，這樣既可以配合電容漏電流對電池進行防鈍化，又能避免造成電池功耗過大浪費能量。

進一步，該電路還包括：第一二極管D1和第二二極管D2；第一二極管D1的陽極與所述電壓轉換單元的輸出端相連，第一二極管D1的陰極與電源輸入端VCC之間，第二二極管D2的陽極與所述供電電池的正極相連，第二二極管D2的陰極與電源輸入端VCC相連。

如圖2所示，所述電壓轉換單元為三端穩(wěn)壓器U1，所述三端穩(wěn)壓器U1的輸入端作為所述電壓轉換單元的輸入端，所述三端穩(wěn)壓器的輸出端作為所述電壓轉換單元的輸出端。

在實際應用中，電能表內部常使用的12V直流電壓，單片機及時鐘電路供電要求為1.6V～5.5V，因此需要將12V電壓用三端穩(wěn)壓器U進行一次電壓轉換為5V，使電源輸入端VCC電壓處于5V。

進一步，所述輸入轉換模塊S1包括：保護電路、變壓器及整流濾波模塊；所述保護電路的輸入端作為所述輸入轉換模塊S1的輸入端，所述保護電路的輸出端與所述變壓器的輸入端相連，所述變壓器的輸出端與所述整流濾波模塊的輸入端相連，所述整流濾波模塊的輸出端作為所述輸入轉換模塊S1的輸出端。

如圖2所示，所述保護電路包括：壓敏電阻RV、熱敏電阻PT及保護電阻R3。所述熱敏電阻PT的一端與交流電源的火線相連，所述熱敏電阻PT的另一端作為所述保護電路的輸出端，所述壓敏電阻RV串接在交流電源的火線與零線之間，所述保護電阻R3串接在所述熱敏電阻的另一端與交流電源的零線之間。

具體地，交流電源的L、N接線端與電能表供電端口連接，先由壓敏電阻RV、熱敏電阻PT和保護電阻R3組成的保護電路進行保護，再經過變壓器T對220V市電進行轉換，由變壓器T次級端口為后級電路輸出電能。

所述整流濾波模塊包括：BG整流模塊U2、第一濾波電容E1和第二濾波電容E2。所述BG整流模塊U2的輸入端作為所述整流濾波模塊的輸入端，所述BG整流模塊U2的輸出端作為所述整流濾波模塊的輸出端。所述第一濾波電容E1的一端與所述BG整流模塊的輸出端相連，所述第一濾波電容E1的另一端接地。所述第二濾波電容E2的一端與所述電壓轉換單元的輸出端相連，所述第二濾波電容E2的另一端接地。

在實際應用中，比如儲能電容E3由5V放電至單片機最低供電電壓1.6V需要的時間來計算，其中，單片機及時鐘電路低功耗電流為15uA，電容消耗電壓為5V-1.6V＝3.4V，則排除電池及外部電源供電時間，儲能電容可以為單片機供電為41.6天。如取供電電池容量為1.2A/h，以15uA的單片機電流和2uA的電容漏電流進行工作，可得電能表掉電后由該電路可以維持電能表單片機低功耗工作，單片機時鐘準確工作2982.8天(8年)。完全可以滿足電能表時鐘工作大于5年，電能表使用壽命大于10年的要求?？稍黾与娔鼙淼氖褂脡勖敖鉀Q各種極端情況下造成的電能表時鐘出錯的問題。

可見，本發(fā)明提供一種電能表供電電路，通過儲能電容和供電電池在電能表輸入的交流電源斷電后，對電能表時鐘電路供電。解決現有電能表在停電后，電池對電能表內部的單片機和時鐘電路的供電易出現電池鈍化和供電期限太短的問題，保證電能表的電池供電穩(wěn)定，確保供電時間達到國家標準要求，提高電能表的使用性能。

以上依據圖示所示的實施例詳細說明了本發(fā)明的構造、特征及作用效果，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明不以圖面所示限定實施范圍，凡是依照本發(fā)明的構想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本發(fā)明的保護范圍內。