CN104698386A - 用于智能仪表电池功耗采样的硬件电路 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种可以自动检测电池功耗，在运行中能时时检测电池功耗动态的硬件电路，通过差分放大器将电路中的电阻分压模拟信号采集过来，通过AD采样芯片将模拟信号转换为数字信号，并设定采样频率，得到采样信号，然后将采样信号反馈到MCU单片机中计算得出电池的功耗，此设计可自动检测电池功耗，可以通过自动检测电池取代人工检测，不仅可以提高生产效率，同时解决了生产过程中的质量控制盲区，而且在出厂前还增加了再次检测电池功耗，确保制程中无异常产品流出，更重要的是解决了产品在运行中能时时检测电池功耗的动态，通过功耗动态的变化比较来分析产品的异常点，为有效分析提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及智能仪表领域，具体涉及用于智能仪表电池功耗采样的硬件电路。
背景技术
为了适应我国阶梯电价和分时电价政策的推行，国网公司自2010年起开始推广智能电能表。电表分时电量和阶梯电量正确计量的关键是电表计时的准确性，错误的时间将会导致费率切换出错，冻结电量转存发生时间错误等影响电表正常计量的问题。影响时钟准确度的原因是时钟芯片出现故障或断电。而影响时钟芯片正常工作的原因主要有以下几个方面：时钟芯片晶振、温度补偿、时钟电池以及电池回路等方面，而由于当前智能电表出现电池欠压故障越来越多，运行中的故障数量呈上升趋势，故障情况不容忽视。
电池欠压问题一直困扰这个行业的生产制造企业以及国网电网公司，在未来几年将是一个十分突出的重大质量问题之一，尚无很好的解决措施。
智能仪表的生产企业在生产过程中，通过传统人工检测电池功耗，无法有效的控制过程中所造成电池功耗过大等问题，同时在产品出厂前也没有很好的检测手段，存在质量隐患盲区。
对电网运行中的智能仪表产品，由于产品无法检测电池工作状态下的功耗。由于电池是一次性产品，当电池欠压故障发生后所分析的结果是产品功耗正常，电池容量也是正常消耗。与电池容量理论计算存在很大出入，由于故障发生后各种现象表现正常，这就大大增加了问题的分析难度，由于找不出问题所在，导致解决此类问题也无从下手。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以自动检测电池功耗，在运行中能时时检测电池功耗动态的硬件电路。
本发明通过以下技术方案实现：用于智能仪表电池功耗采样的硬件电路，包括时钟电池、MCU单片机，所述时钟电池的负极连接开关J1的一端，所述开关J1的另一端接地，所述时钟电池的正极连接第三电阻和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接第二电阻和第二电容的一端，所述第二电容的一端连接MCU-AD，所述第二电容和第二电阻的另一端都接地，所述第三电阻的另一端连接二极管VD1的正极，所述MCU单片机与所述二极管VD1的负极、MCU-VDD电源、负载RL的一端连接，所述负载RL的另一端接地；所述第三电阻的两端连接有差分放大器的两个输入端，所述差分放大器的输出端连接AD采样芯片，所述差分放大器和AD采样芯片反馈信号到MCU单片机。
作为优选，所述差分放大器的型号为THS4509。
作为优选，述AD采样芯片的型号为CS5460。
由于当前产品无法检测电池工作状态下的功耗指标，因此，本发明可以通过差分放大器将电池电路上的固定分压电阻模拟信号采集过来，通过AD采样芯片将模拟信号转换为数字信号，并设定采样频率，得到采样信号，然后将采样信号反馈到MCU单片机中计算得出电池的功耗，此设计可自动检测电池功耗，可以通过自动检测电池取代人工检测，不仅可以提高生产效率，同时解决了生产过程中的质量控制盲区，而且在出厂前还增加了再次检测电池功耗，确保制程中无异常产品流出，更重要的是解决了产品在出厂后，在运行中能时时检测电池功耗的动态，通过功耗动态的变化比较来分析产品的异常点，为分析问题提供了线索与帮助，并可通过对问题的分析、解决、预防等措施来有效解决行业中电池欠压的问题。
本发明的有益之处在于：1）采用自动检测取代人工检测，使得效率大幅度提升，质量控制点有保证，同时数据有记录便于反查；2）出厂前再次检测电池功耗，确保制程中无异常产品流出；3）产品出厂后仍然可以时时监测电池工作状态下的功耗，为有效分析提供依据。
附图说明
图1为本发明的电路图。
图2位原有智能仪表电池检测的电路图。
图3为本发明产品的生产制程工艺流程图。
图4为原有智能仪表电池的生产制程工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明作进一步描述。
见图1至图4，用于智能仪表电池功耗采样的硬件电路，包括时钟电池、MCU单片机，所述时钟电池的负极连接开关J1的一端，所述开关J1的另一端接地，所述时钟电池的正极连接第三电阻和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接第二电阻和第二电容的一端，所述第二电容的一端连接MCU-AD，所述第二电容和第二电阻的另一端都接地，所述第三电阻的另一端连接二极管VD1的正极，所述MCU单片机与所述二极管VD1的负极、MCU-VDD电源、负载RL的一端连接，所述负载RL的另一端接地；所述第三电阻的两端连接有差分放大器的两个输入端，所述差分放大器的输出端连接AD采样芯片，所述差分放大器和AD采样芯片反馈信号到MCU单片机，所述差分放大器的型号为THS4509，所述AD采样芯片的型号为CS5460。
本实施方式中，本发明通过差分放大器和AD采样芯片对电路中的电阻分压进行采集，计算的出电流值并转换成数字信号得到采样信号将其反馈到MCU单片机，使得本发明不仅能够自动检测电池功耗，而且能在运行过程中时时检测电池功耗的动态，将人工检测取代为自动检测电池功耗，不仅使得效率大幅度提升，而且使得质量控制点有所保证，同时数据得以记录便于反查；在出厂前再次检测电池功耗，可以确保无异常产品流出；更重要的是能在运行中时时检测电池功耗的动态，通过功耗动态的变化比较来分析产品的异常点，为分析问题提供了线索与帮助，并可通过对问题的分析、解决、预防等措施来有效解决行业中电池欠压的重大难题。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.用于智能仪表电池功耗采样的硬件电路，包括时钟电池、MCU单片机，所述时钟电池的负极连接开关J1的一端，所述开关J1的另一端接地，所述时钟电池的正极连接第三电阻和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接第二电阻和第二电容的一端，所述第二电容的一端连接MCU-AD，所述第二电容和第二电阻的另一端都接地，所述第三电阻的另一端连接二极管VD1的正极，所述MCU单片机与所述二极管VD1的负极、MCU-VDD电源、负载RL的一端连接，所述负载RL的另一端接地；其特征在于：所述第三电阻的两端连接有差分放大器的两个输入端，所述差分放大器的输出端连接AD采样芯片，所述差分放大器和AD采样芯片反馈信号到MCU单片机。
2.根据权利要求1所述的用于智能仪表电池功耗采样的硬件电路，其特征在于：所述差分放大器的型号为THS4509。
3.根据权利要求1所述的用于智能仪表电池功耗采样的硬件电路，其特征在于：所述AD采样芯片的型号为CS5460。
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