CN106644143B - 一种单相智能电能表的电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单相智能电能表的电源系统,用于给所述单相智能电能表供电,所述电源系统包括电源单元,密码保护单元,控制单元,所述电源单元内包括可充电电池,利用单相交流电给所述可充电电池充电;当市电正常时,将单相交流电通过变换后给电能表供电,当市电丢失时,通过可充电电池给电能表供电;本发明应用于单相智能电能表,能够进行不间断供电,节省了现有抄表工对临时电表的抄表工作,电表数据连续、准确,避免电力系统在更换电池期间的抄表损失。

Description

一种单相智能电能表的电源系统
技术领域
本发明属于智能电源技术领域,具体涉及一种智能电能表可充电电池的电源系统。
背景技术
现有的单相电能表装的电池不能够进行充电,然而,无论什么型号的电池,都有一定额度容量,长时间空载或带负荷运行,电池容量就会不断降低,当电池容量将要耗尽时,不但会对电池造成不可修复的缺陷,也会影响电能表系统的正常工作,出现计时不准确或者数据丢失的问题。如果电能表装有远程报警系统,当电池电压低于工作电压时,就会出现电池报警现象,该告警信号可以传递到后台监控,可以通过查询该电能表的ID知道电能表装设的位置,进而派工作人员去现场更换;如果属于就地抄表系统,就需要去现场巡视才能发现。装设这种峰谷计费的智能电能表用户很多,在经过某小区的过道时,就会发现有很多电能表告警,这会严重影响计费的准确性,如果实施远程抄表,就有可能抄不到数据,需要到现场查看记录,进而影响电能表电量电费结算的准确性。
同时,每块电池是都有使用年限,现场不能更换,如果电池电压不足需要更换电池,必须工作人员到现场按照一定程序处理:停电,安装临时电能表,把旧电能表带回计量室,由原厂免费完成电池更换,试验合格后,由计量人员到现场,停电、装表。这种方法更换电表需要停两次电,会引起用户的极大不满,在更换电表时有的用户是不愿意配合,而且每次都有大量电表的电池需要更换,更换出的大量电池如果处理不好会造成环境污染。每次更换电池将近两、三个月,必须装临时电表,否则会造成用户停电;然而,在拆装的过程中,有两次停电,已经给用户带来不便,由于装的是临时电表,在这一段的电费要记入下一次的收费中,有些嫌麻烦的抄表工干脆就舍去,这给电力系统造成一定损失,而且用户也不满意。因此,现有的更换电表电池的方法,不仅造成经济上的浪费,也会消耗大量的人力。
申请号为201120167491.0的专利公开了一种便携式停电抄表辅助电源装置,它包括电源盒,盒上装有开关K、充电用的交流220V输入电源线、逆变输出的交流110V及220V输出端子;盒内装有为蓄电池充电的充电电路1、蓄电池U、将蓄电池直流电逆变成交流110V及220V的逆变电路2;开关K接在蓄电池U与逆变电路2之间。该发明解决了工作现场因为停电没有供电能表正常显示的交流电源,造成无法抄读电能表数据,影响正常抄表、换表工作的难题;该发明能够持续供电两小时以上,并能进行重复充电。然而,该系统采用蓄电池储能,体积笨重,且无法实现整体控制,智能化程度不够。
申请号为201210301736.3的专利公开了一种智能电能表,该电能表内部包含电源模块给电能表供电,电源模块18带有稳压、整流和充电功能的电路模块,负责为智能电能表本身的正常运行提供稳定的电源;同时,电源模块包含一组可充电电池作为后备电源,可以支持智能电能表在失电以后维持运行一段时间,进行数据处理、数据存储、数据通信、显示信息和发出报警信号等操作;然而,该专利并未公开电源模块的具体实现方式,也并未对电池提供保护;同时,该智能表系统电路结构复杂,成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供了一种应用于单相智能电能表的免维修可充电的电源系统。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
提供一种单相智能电能表的电源系统,用于给所述单相智能电能表供电,其特征在于,该电源系统内包括可充电电池,利用单相交流电给所述可充电电池充电。
所述电源系统包括电源单元,密码保护单元,控制单元,所述电源单元内包括可充电电池1-5。
当市电正常时,将单相交流电通过变换后给电能表供电,当市电丢失时,通过可充电电池给电能表供电。
所述电源单元还包括交流-直流转换器1-1、二极管1-2、保护电阻1-3、定值电阻1-4、热敏电阻1-7、待机功耗测试点1-6,所述交流-直流转换器1-1的输入端接单相220V交流电源,输出端接二极管1-2的阳极,二极管1-2的阴极作为电源VCC输出,用于给电能表供电;保护电阻1-3的一端与二极管1-2的阴极连接,另一端与定值电阻1-4的一端连接,定值电阻1-4的另一端与热敏电阻1-7的一端连接,热敏电阻1-7的另一端接地;保护电阻1-3的另一端还与可充电电池1-5的正极连接,可充电电池1-5的负极通过待机功耗测试点1-6接地;热敏电阻1-7的一端输出信号1-A给控制单元,用于判断是否温度异常。
所述密码保护单元包括密码芯片2-1、定值电阻2-4、电容2-2、微动开关2-3;所述定值电阻2-4的一端接电源VCC,另一端接电容2-2的一端,电容2-2的另一端接地;定值电阻2-4的另一端还与密码芯片2-1的1脚和微动开关2-3的一端连接,微动开关2-3的另一端接地;密码芯片2-1的2脚接地,4脚输出信号1-B给控制单元。
所述控制单元包括存储器3-1、控制器3-2、定时芯片3-3和液晶驱动芯片3-4;定时芯片3-3用于设置峰谷时间,控制器3-2用于实现电能表的智能控制,液晶驱动芯片3-4用于显示当前的信息。
所述待机功耗测试点1-6包括两个测试点TP1和TP2,通过测量TP1和TP2之间的电压,得到电池的待机电流。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明的电源系统用于单相智能电能表,为电能表的正常运行供给电源,使得电能表系统能够持续工作,准确计时和采集数据,改变现有电能表存在电池耗尽及需要频繁更换的问题,减少了电池的消耗,节能环保。
2、本发明应用于单相智能电能表,能够进行不间断供电,节省了现有抄表工对临时电表的抄表工作,电表数据连续、准确,避免电力系统在更换电池期间的抄表损失。
3、本发明应用于单相智能电能表,避免了大量人工到现场进行拆、装电表,电能表进行电池更换、准确性校正工作。
4、本发明应用于单相智能电能表,由于使用免维护可充电电池,避免了更换电池造成环境污染,起到环境保护的巨大作用。
5、本发明应用于单向智能电能表,避免了以往电池耗尽时的停电操作,提高了用户的用电满意度。
本发明设计新颖,可操作性强,提供了一种免维护可充电的电源系统,不仅保护环境,而且省去了工作人员到现场拆除电能表、更换电池等大量劳动,又可避免电力系统在更换电池期间的抄表损失。
附图说明
图1:本发明的电源单元原理图。
图2:本发明的密码保护单元原理图。
图3:本发明控制单元示意图。
其中,1-1-交流-直流转换器,1-2-二极管,1-3-保护电阻R1,1-4-定值电阻R2,1-5-可充电电池,1-6-功耗测试点,1-7-热敏电阻R3;2-1-密码芯片,2-2-电容器,2-3-微动开关,2-4-定值电阻R;3-1-存储器,3-2-MCU控制器,3-3-定时芯片,3-4-液晶驱动芯片。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容,但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
参阅图1~图3,一种智能电能表电源系统,包括电源单元,密码保护单元,控制单元。
如图1所示,所述电源单元还包括交流-直流转换器1-1、二极管1-2、保护电阻1-3、定值电阻1-4、热敏电阻1-7、TP1与TP2待机功耗测试点1-6,所述交流-直流转换器1-1的输入端接单相220V交流电源,输出端接二极管1-2的阳极,二极管1-2的阴极作为电源VCC输出,用于给电能表供电;保护电阻1-3的一端与二极管1-2的阴极连接,另一端与定值电阻1-4的一端连接,定值电阻1-4的另一端与热敏电阻1-7的一端连接,热敏电阻1-7的另一端接地;保护电阻1-3的另一端还与可充电电池1-5的正极连接,可充电电池1-5的负极通过待机功耗测试点1-6接地;热敏电阻1-7的一端输出信号1-A给控制单元,用于判断是否温度异常。
所述交流-直流转换器1-1,把市电转变为5V的直流电源,在市电正常时,提供电能表的MCU控制、操作与8025T时钟电源。所述二极管1-2是在市电停电的情况下,防止可充电电池1-5向逆变单元1-1放电。所述保护电阻1-3是为了限流,防止可充电电池1-5被烧坏。所述定值电阻1-4和热敏电阻1-7,所述可充电电池1-5由于电流充电,温度会变化,如果电流大造成温度过高,会降低可充电电池的使用寿命,利用热敏电阻1-7两端电压的变化检测电池温度,使可充电电池温度在可控范围。所述可充电电池1-5,该电池采用可充电免维护锂电池,在市电丢失的情况下,保存现有数据,实现远程抄表,提供各种操作等,当有人开盖操作时,会自动记录数据。所述待机功耗测试点TP1与TP2,通过测试TP1与TP2间定值电阻的电压,计算电池的待机电流,进而得到待机功耗。
如图2所示,所述密码保护单元包括密码芯片2-1、定值电阻2-4、电容2-2、微动开关2-3;所述定值电阻2-4的一端接电源VCC,另一端接电容2-2的一端,电容2-2的另一端接地;定值电阻2-4的另一端还与密码芯片2-1的1脚和微动开关2-3的一端连接,微动开关2-3的另一端接地;密码芯片2-1的2脚接地,4脚输出信号1-B给控制单元。
所述密码芯片2-1主要是记录授权的工作人员密码,通过密码可以进行开盖操作。当没有经过授权人员开盖操作时,微动开关动作,密码芯片的管脚1由高电位变成低电位,向MCU控制器发信号,MCU控制器通过存储器马上记录必要的信息,以备后来之用。
如图3所示,所述控制单元包括存储器3-1、MCU控制器3-2、定时芯片3-3和液晶驱动芯片3-4。
通过控制器3-2,设置定时芯片3-3峰谷时间及相应的电费价格,然后进行计费,一切信息都存储在所述存储器3-3中,当发生不当操作时,控制器MCU向所述存储器发信号,马上进行事件存储;液晶驱动芯片主要是为了显示当前的信息。

Claims (4)

1.一种单相智能电能表的电源系统,用于给所述单相智能电能表供电,其特征在于,所述电源系统包括电源单元,密码保护单元,控制单元,所述电源单元内包括可充电电池1-5,利用单相交流电给所述可充电电池充电;当市电正常时,将单相交流电通过变换后给电能表供电,当市电丢失时,通过可充电电池给电能表供电;所述电源单元还包括交流-直流转换器1-1、二极管1-2、保护电阻1-3、定值电阻1-4、热敏电阻1-7、待机功耗测试点1-6,所述交流-直流转换器1-1的输入端接单相220V交流电源,输出端接二极管1-2的阳极,二极管1-2的阴极作为电源VCC输出,用于给电能表供电;保护电阻1-3的一端与二极管1-2的阴极连接,另一端与定值电阻1-4的一端连接,定值电阻1-4的另一端与热敏电阻1-7的一端连接,热敏电阻1-7的另一端接地;保护电阻1-3的另一端还与可充电电池1-5的正极连接,可充电电池1-5的负极通过待机功耗测试点1-6接地;热敏电阻1-7的一端输出信号1-A给控制单元,用于判断是否温度异常。
2.如权利要求1所述的一种单相智能电能表的电源系统,其特征在于:所述密码保护单元包括密码芯片2-1、定值电阻2-4、电容2-2、微动开关2-3;所述定值电阻2-4的一端接电源VCC,另一端接电容2-2的一端,电容2-2的另一端接地;定值电阻2-4的另一端还与密码芯片2-1的1脚和微动开关2-3的一端连接,微动开关2-3的另一端接地;密码芯片2-1的2脚接地,4脚输出信号1-B给控制单元。
3.如权利要求1所述的一种单相智能电能表的电源系统,其特征在于:所述控制单元包括存储器3-1、控制器3-2、定时芯片3-3和液晶驱动芯片3-4;定时芯片3-3用于设置峰谷时间,控制器3-2用于实现电能表的智能控制,液晶驱动芯片3-4用于显示当前的信息。
4.如权利要求1所述的一种单相智能电能表的电源系统,其特征在于:所述待机功耗测试点1-6包括两个测试点TP1和TP2,通过测量TP1和TP2之间的电压,得到电池的待机电流。
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