CN102157031B - 电池可更换的国网单相费控智能电能表 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于国家电网的单相费控智能电能表，提供一种电池可更换的用于国家电网的单相费控智能电能表，包括电池单元，其所述电池单元包括内置电池和外置电池，所述电池单元经电池防爆保护电路与单片机中央处理单元相联供电，电池单元与电池电压检测电路相联，其电池电压检测端口与单片机中央处理单元的数据输入端口相联。本发明使用双电池供电，备用供电电池外置，在电池欠压或是损坏的情况下方便更换，解决电能表寿命可达20年，而电池寿命一般只有10年带来的电能表寿命的瓶颈问题。

Description

电池可更换的国网单相费控智能电能表
技术领域
本发明涉及用于国家电网的单相费控智能电能表，特别是电池可更换的用于国家电网的单相费控智能电能表。
背景技术
目前运用于国网单相费控智能电能表的方案中，一般只有一个焊接在电能表主板上的备用电池，电池的寿命一般只有10年，而电能表的寿命一般可达20年。电能表作为仪器仪表，正常状态下是不能开表盖换电池后重新使用的，这样本来可以使用20年的电表，由于单个元件寿命的短暂而只能使用10年，然后必须更换，这样会造成不必要的资源浪费。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种电池可更换的国网单相费控智能电能表，以解决电能表因备用电池寿命只有10年而影响电表本身寿命的瓶颈问题。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：电池可更换的国网单相费控智能电能表，包括电池单元，单片机中央处理单元、智能电能表基本功能模块，其所述电池单元包括内置电池和外置电池，所述电池单元经电池防爆保护电路与单片机中央处理单元相联供电，电池单元与电池电压检测电路相联，其电池电压检测端口与单片机中央处理单元的数据输入端口相联。
在上述技术方案中，所述外置电池采用电池盒结构，电池盒设置在电能表正面，电池盒内使用柱状电池，该电池可自行更换。
在上述技术方案中，所述电池电压检测电路包括电容C2、电阻R1、电阻R2、复合二极管D6、内置电池BATY1和外置电池BATY2；其中内置电池BATY1和外置电池BATY2的负极连接到GND；内置电池BATY1和外置电池BATY2的正极分别连接到复合二极管D6的1脚和2脚；复合二极管D6的3脚连接到电阻R1的一端；电阻R1的另一端连接到电池电压检测端口P1，电阻R2的一端连接GND，另一端连接到电池电压检测端口P1，电容C2并联在电阻R2的两端，电池电压检测端口P1连接到单片机中央处理单元的数据输入端口。
在上述技术方案中，所述电池防爆保护电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、稳压二极管D5和电容C1；其中内置电池BATY1的正极经二极管D1、二极管D2连接到输出电源端VCC；外置电池BATY2的正极经二极管D3、二极管D4连接到输出电源端VCC；稳压二极管D5并联在输出电源端VCC和GND之间，电容C1为电源滤波电容，并联在输出电源端VCC和GND之间；输出电源端VCC与单片机中央处理单元的电源端相联。
本发明的优点在于：单相费控智能电能表使用双电池供电，备用供电电池外置，在电池欠压或是损坏的情况下方便更换，解决电能表寿命可达20年，而电池寿命一般只有10年带来的电能表寿命的瓶颈问题，能够有效节约国家资源；另外在电能表中还加入了电池防爆保护电路，用以防止因意外导致的电池爆炸事故。
附图说明
图1为本发明电池可更换的国网单相费控智能电能表的电路框图。
图2为本发明实施例中外置电池部分的机构示意图。
图3为本发明实施例中电池防爆保护电路和电池电压检测电路的电路连接图。
其中：1.电池盒，2.柱状电池。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提供的一种电池可更换的国网单相费控智能电能表，包括电池单元，单片机中央处理单元、智能电能表基本功能模块，其所述电池单元包括内置电池和外置电池，所述电池单元经电池防爆保护电路与单片机中央处理单元相联供电，电池单元与电池电压检测电路相联，其电池电压检测端口与单片机中央处理单元的数据输入端口相联。
如图2所示，外置电池采用电池盒1结构，电池盒1设置在电能表正面，电池盒1内使用柱状电池2，该电池2可自行更换。
如图3所示，电池防爆保护电路和电池电压检测电路的电路连接图。
上述电池电压检测电路包括电容C2、电阻R1、电阻R2、复合二极管D6、内置电池BATY1和外置电池BATY2；其中内置电池BATY1和外置电池BATY2的负极连接到GND；内置电池BATY1和外置电池BATY2的正极分别连接到复合二极管D6的1脚和2脚；复合二极管D6的3脚连接到电阻R1的一端；电阻R1的另一端连接到电池电压检测端口P1，电阻R2的一端连接GND，另一端连接到电池电压检测端口P1，电容C2并联在电阻R2的两端，电池电压检测端口P1连接到单片机中央处理单元的数据输入端口。
单片机中央处理单元通过数据输入端口接收到电池电压检测端口P1传来的检测电压信号，然后与预设值比较，如果检测到的电压低于预设值，就会以各种方式提示电池欠压，需要更换，比如液晶显示，或是亮灯报警等。
上述电池防爆保护电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、稳压二极管D5和电容C1；其中内置电池BATY1的正极经二极管D1、二极管D2连接到输出电源端VCC；外置电池BATY2的正极经二极管D3、二极管D4连接到输出电源端VCC；稳压二极管D5并联在输出电源端VCC和GND之间，用来保证VCC_MCU电压在一定范围内，不至于过大；电容C1为电源滤波电容，并联在输出电源端VCC和GND之间；输出电源端VCC与单片机中央处理单元的电源端相联。
上述技术方案中，所使用的电池一般为锂氩电池，锂氩电池为供电电池，不能充电，当该电池被充电时可能引起爆炸事故，导致电能表的损坏；在电池单元电路中加入防爆电路，采用二极管D1和二极管D2串联、二极管D3和二极管D4串联的方式提高了二极管的反向击穿电压，在静电等外界电磁干扰发生时，保证电池单元不会被充电，保证电池的安全；同时，在输出电源端增加稳压二极管D5，将输出电源端电压VCC钳制在约定范围内。在二极管和稳压二极管的双重保护下，可保证电池单元的正常工作。
综上所述，本发明实施例采用备用电池外置的方法，在不打开电能表表盖的前提下，当电池欠压或是损坏时可以更换，更换电池后基本不需要对电能表进行设置，操作简单方便，实用性强，成功解决了电能表寿命可达20年，而电池寿命一般只有10年带来的电能表寿命的瓶颈问题。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.电池可更换的国网单相费控智能电能表，包括电池单元，单片机中央处理单元、智能电能表基本功能模块，其特征是：所述电池单元包括内置电池和外置电池，所述电池单元经电池防爆保护电路与单片机中央处理单元相联供电，电池单元与电池电压检测电路相联，电池电压检测电路的检测端口与单片机中央处理单元的数据输入端口相联；所述电池防爆保护电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、稳压二极管D5和电容C1；其中内置电池BATY1的正极经二极管D1、二极管D2连接到输出电源端VCC；外置电池BATY2的正极经二极管D3、二极管D4连接到输出电源端VCC；稳压二极管D5并联在输出电源端VCC和GND之间，电容C1为电源滤波电容，并联在输出电源端VCC和GND之间；输出电源端VCC与单片机中央处理单元的电源端相联。
2.根据权利要求1所述的电池可更换的国网单相费控智能电能表，其特征是：所述外置电池采用电池盒结构，电池盒设置在电能表正面，电池盒内使用柱状电池，该电池可自行更换。
3.根据权利要求1所述的电池可更换的国网单相费控智能电能表，其特征是：所述电池电压检测电路包括电容C2、电阻R1、电阻R2、复合二极管D6、内置电池BATY1和外置电池BATY2；其中内置电池BATY1和外置电池BATY2的负极连接到GND；内置电池BATY1和外置电池BATY2的正极分别连接到复合二极管D6的1脚和2脚；复合二极管D6的3脚连接到电阻R1的一端；电阻R1的另一端连接到电池电压检测端口P1，电阻R2的一端连接GND，另一端连接到电池电压检测端口P1，电容C2并联在电阻R2的两端，电池电压检测端口P1连接到单片机中央处理单元的数据输入端口。
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