電能表供電電路以及使用該電路的電能表

今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——電能表供電電路以及使用該電路的電能表。該專利由浙江正泰儀器儀表有限責(zé)任公司申請，并于2017年10月10日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電能表供電電路以及使用該電路的電能表。

發(fā)明背景

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)產(chǎn)生重大變革，電力網(wǎng)絡(luò)與電力用戶之間的聯(lián)系越來越緊密，加之社會對環(huán)境問題的日益重視，各種新能源和可再生能源也越來越多的被應(yīng)用，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為未來電力網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。而智能電能表是智能電網(wǎng)高級計量體系中的重要設(shè)備。智能電能表是具有電能計量、信息存儲和處理、網(wǎng)絡(luò)通信、實(shí)時監(jiān)測、自動控制以及信息交互等功能的電能計量儀表。許多專家和學(xué)者認(rèn)為，在智能電網(wǎng)的各項(xiàng)技術(shù)中，智能電能表的研究應(yīng)當(dāng)優(yōu)先進(jìn)行。

智能電能表通常是這樣的定義的：以MCU作為主要功能部件，可以對電能信息進(jìn)行實(shí)時的計算、備份、解析并具有自主分析本領(lǐng)的測量儀表。一般來說，智能電能表對數(shù)據(jù)的采集和處理方面的能力很出眾，這也是其作為電能表被賦予的最初的職責(zé)。另一方面，它也具有一定的智能性，能夠進(jìn)行顯示和操作，即可進(jìn)行人機(jī)交互。以上是智能儀表的概念，在此基礎(chǔ)上，智能電能表的概念就顯而易見了，即用于測量電能的智能儀表，進(jìn)一步闡述，即以微處理器為核心的電子式多功能電能表。近幾年來，智能電能表的功能更加全面，還包括具有通信功能、具有多用戶計量功能、可以對特定用戶進(jìn)行計量等。

當(dāng)前的電能表設(shè)計方案中，依賴時鐘電池在停電時給MCU和時鐘提供低功耗電源，停電抄表時，由外部輸入（按鍵或紅外輸入）喚醒MCU，然后由MCU打開抄表電池，提供抄表功能。但是，一旦時鐘電池沒電，MCU將會失去工作電源，無法打開抄表電池以提供抄表功能，另外還會造成時鐘錯亂，可見，當(dāng)前電能表的電源供電可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)的電能表電源供電可靠性差，從而提出解決該問題的電能表供電電路以及使用該電路的電能表。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種電能表供電電路，包括給所述電能表供電的主電源，還包括儲能電路、第一電池電路和第二電池電路，所述儲能電路通過所述主電源充電，所述儲能電路在所述主電源斷電時給所述電能表的工作電路供電，所述第一電池電路在所述主電源斷電并且所述儲能電路不能供電時給所述工作電路供電，所述第二電池電路在所述主電源斷電并且所述儲能電路不能供電并且所述第一電池電路不能供電時給所述工作電路供電。

優(yōu)選地，所述儲能電路包括第一控制開關(guān)電路、第二控制開關(guān)電路和電容充放電路，所述電容充放電路通過所述第一控制開關(guān)電路連接所述主電源，所述主電源在所述第一控制開關(guān)電路導(dǎo)通時給所述電容充放電路充電，所述電容充放電路還通過所述第二控制開關(guān)電路連接所述工作電路，所述電容充放電路在所述第二控制開關(guān)電路導(dǎo)通時給所述工作電路供電。

進(jìn)一步地，所述電容充放電路包括儲能電容C94、電容C101和電阻R64，儲能電容C94正極端通過電阻R64連接所述第一控制開關(guān)電路，儲能電容C94正極端還連接所述第二控制開關(guān)電路，儲能電容C94負(fù)極端接地，電容C101與儲能電容C94并聯(lián)。所述第一控制開關(guān)電路包括三極管V2、三極管V4、電阻R96、電阻R109和電阻R112，三極管V2集電極連接所述電容充放電路，三極管V2發(fā)射極連接所述主電源，三極管V2基極通過電阻R96連接三極管V4集電極，三極管V4發(fā)射極接地，三極管V4基極通過電阻R109連接第一控制電平，電阻R112一端連接所述第一控制電平，電阻R112另一端接地，所述第一控制電平為高電平或者低電平。

所述第二控制開關(guān)電路包括三極管V12、三極管V14、電阻R130、電阻R134、電阻R147、電阻R149、二極管D31和電容C102，三極管V12發(fā)射極連接所述電容充放電路，三極管V12發(fā)射極還通過電阻R130連接三極管V14集電極，三極管V12基極通過電阻R134連接三極管V14集電極，三極管V12集電極連接二極管D31陽極，二極管D31陰極連接所述工作電路，電容C102一端連接二極管D31陰極，電容C102另一端接地，三極管V14發(fā)射極接地，三極管V14基極通過電阻R147連接第二控制電平，電阻R149一端連接所述第二控制電平，電阻R149另一端接地，所述第二控制電平為高電平或者低電平。

優(yōu)選地，所述第一電池電路包括電壓調(diào)整電路和第三控制開關(guān)電路，所述電壓調(diào)整電路通過所述第三控制開關(guān)電路連接所述工作電路，所述電壓調(diào)整電路在第三控制開關(guān)電路導(dǎo)通時給所述工作電路供電。

進(jìn)一步地，所述電壓調(diào)整電路包括電池G2、二極管D1、電壓調(diào)整器U4、電容C61、電阻R17和電阻R89，電池G2連接二極管D1陽極，二極管D1陰極連接電壓調(diào)整器U4的輸入端，電壓調(diào)整器U4的接地端接地，電壓調(diào)整器U4的使能端連接電阻R17，電阻R17通過電阻R89接地，電阻R17和電阻R89的連接端連接第三控制電平，電容C61并聯(lián)在電壓調(diào)整器U4的輸出端和接地端之間，電壓調(diào)整器U4的輸出端連接所述第三控制開關(guān)電路，所述第三控制電平為高電平或者低電平。

所述第三控制開關(guān)電路包括三極管V23、三極管V10、電阻R95、電阻R144和電阻R16，三極管V23發(fā)射極連接所述電壓調(diào)整電路，三極管V23發(fā)射極還通過電阻R95連接三極管V10集電極，三極管V23基極通過電阻R144連接三極管V10集電極，三極管V23集電極連接所述工作電路，三極管V10發(fā)射極接地，三極管V10基極通過電阻R16連接第四控制電平，所述第四控制電平為高電平或者低電平。

優(yōu)選地，所述第二電池電路包括電池電壓電路和第四控制開關(guān)電路，所述電池電壓電路通過所述第四控制開關(guān)電路連接所述工作電路，所述電池電壓電路在所述第四控制開關(guān)電路導(dǎo)通時給所述工作電路供電。

本發(fā)明還提供一種電能表，包括上述技術(shù)方案中所述的電能表供電電路。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明的電能表供電電路在主電源斷電時，通過儲能電路給電能表的工作電路供電，在儲能電路不能供電時，再通過第一電池電路給工作電路供電，最后在第一電池電路也不能供電時，通過第二電池電路給工作電路供電，這樣可以提高電能表供電可靠性。由于儲能電路可以通過主電源充電，這樣在主電源斷電間隔較短時，通過儲能電路就能夠保證電能表供電可靠，不需要第一電池電路、第二電池電路后續(xù)參與供電，降低第一電池電路和第二電池電路的電量損耗，不僅經(jīng)濟(jì)性好，而且進(jìn)一步提高電能表供電可靠性。

2、本發(fā)明的電能表供電電路中的儲能電路包括第一控制開關(guān)電路、第二控制開關(guān)電路和電容充放電路，通過第一控制開關(guān)電路可以控制主電源給電容充放電路充電，通過第二開關(guān)電路可以控制電容充放電路給工作電路供電，使得在主電源斷電時可以通過電容充放電路給電能表的工作電路供電，從而提高電能表供電可靠性。另外，電容充放電路給工作電路供電，在主電源恢復(fù)供電時，再由主電源充電，電能具有可補(bǔ)充性，不需要更換電路器件，經(jīng)濟(jì)效益好，降低成本。

3、本發(fā)明的電能表供電電路中的第一電池電路包括電壓調(diào)整電路和第三控制開關(guān)電路，由于儲能電路充電電量有限，持續(xù)給電能表的工作電路供電的時間不能太長，這樣，在主電源斷電并且儲能電路不能供電時，可以通過第三控制開關(guān)電路控制電壓調(diào)整電路給電能表的工作電路供電，進(jìn)一步提高電能表供電可靠性。

4、本發(fā)明的電能表供電電路中的第二電池電路包括電池電壓電路和第四控制開關(guān)電路，在主電源斷電并且儲能電路不能供電并且第一電池電路不能供電時，可以通過第四控制開關(guān)電路控制電池電壓電路給電能表的工作電路供電，更進(jìn)一步提高電能表供電可靠性。