CN107860955B - 电表的复位电路和电表 - Google Patents

Abstract

本发明提供了电表的复位电路和电表，包括：电表主控芯片、复位控制电路、电源转换电路和外围电路，电表主控芯片分别与复位控制电路和电源转换电路相连接，复位控制电路、电源转换电路和外围电路依次连接；复位控制电路用于根据电表主控芯片的工作状态确定是否输入电表主控芯片输出的方波信号，以及将输入的市电电压转化为电源电压；电源转换电路用于将电源电压转化为工作电压，并通过工作电压为外围电路和电表主控芯片提供电源，复位控制电路采用分立的器件，并结合电表主控芯片配合使用，在电表处于异常工作状态的情况下，通过切断电源，使处于栓锁状态的芯片复位，使系统恢复正常工作。

Description

电表的复位电路和电表

技术领域

本发明涉及电表技术领域，尤其是涉及电表的复位电路和电表。

背景技术

目前的电表采用微处理器与独立复位芯片来完成电表的异常复位，独立复位芯片采用的型号为CAT823ZTDI-GT3，该型号的芯片成本较高，对于量产产品，不具有推广的意义。

独立复位芯片在受到外界干扰时，会工作失常，从而导致系统无法复位；当外界干扰加强时，微处理器会发生栓锁死机，仅靠独立复位芯片无法使系统恢复正常。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供电表的复位电路和电表，复位控制电路采用分立的器件，并结合电表主控芯片配合使用，在电表处于异常工作状态的情况下，通过切断电源，使处于栓锁状态的芯片复位，使系统恢复正常工作。

第一方面，本发明实施例提供了电表的复位电路，包括：电表主控芯片、复位控制电路、电源转换电路和外围电路，所述电表主控芯片分别与所述复位控制电路和所述电源转换电路相连接，所述复位控制电路、所述电源转换电路和所述外围电路依次连接；

所述复位控制电路，用于根据所述电表主控芯片的工作状态确定是否输入所述电表主控芯片输出的方波信号，以及将输入的市电电压转化为电源电压；

所述电源转换电路，用于将所述电源电压转化为工作电压，并通过所述工作电压为所述外围电路和所述电表主控芯片提供电源。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述复位控制电路包括第一复位控制电路和第二复位控制电路，所述第一复位控制电路和所述第二复位控制电路通过所述电源电压相连接；

所述第一复位控制电路包括第一输入引脚N1、第二输入引脚L1和掉电检测引脚LVDIN1；

所述第二复位控制电路包括外围电路供电引脚VOPT、电表主控芯片供电引脚DVDD、方波信号输入引脚WDT、多谐振荡电路、三极管Q14和三极管Q15。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一输入引脚N1和所述第二输入引脚L1用于输入所述市电电压，并将所述市电电压通过所述第一复位控制电路进行转化，得到掉电检测电压；所述掉电检测引脚LVDIN1用于检测所述掉电检测电压是否大于上下电检测门限电压，如果大于，则存在电源；如果小于，则不存在所述电源。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，当所述电表主控芯片正常工作时，所述方波信号输入引脚WDT输出所述方波信号，所述三极管Q14和所述三极管Q15导通，并且所述电源转换电路的输入端VIN输入所述电源电压，将所述电源电压转化为所述工作电压，并输出所述工作电压，通过所述工作电压为所述电表主控芯片和所述外围电路供电。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，当所述电表主控芯片异常工作时，所述方波信号输入引脚WDT不输出所述方波信号，所述三极管Q15截止，Q13输出低频方波信号，所述三极管Q14及所述电源转换电路的输出通过所述多谐振荡电路的输出确定。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，当所述多谐振荡电路输出的低频周期大于所述电表主控芯片的重新启动时间时，所述电表主控芯片在失电周期中退出栓锁状态；

当在下个得电周期重新启动时，并且进行下个失电周期前，完成重新启动，以使所述方波信号输入引脚WDT重新输出所述方波信号，所述三极管Q15和所述三极管Q14再次导通。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述市电电压为220V，所述电源电压为12V，所述工作电压为4V。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述上下电检测门限电压为1.185V。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述方波信号的频率为1KHz。

第二方面，本发明实施例还提供电表，包括如上所述的电表的复位电路。

本发明实施例提供了电表的复位电路和电表，包括：电表主控芯片、复位控制电路、电源转换电路和外围电路，电表主控芯片分别与复位控制电路和电源转换电路相连接，复位控制电路、电源转换电路和外围电路依次连接；复位控制电路用于根据电表主控芯片的工作状态确定是否输入电表主控芯片输出的方波信号，以及将输入的市电电压转化为电源电压；电源转换电路用于将电源电压转化为工作电压，并通过工作电压为外围电路和电表主控芯片提供电源，复位控制电路采用分立的器件，并结合电表主控芯片配合使用，在电表处于异常工作状态的情况下，通过切断电源，使处于栓锁状态的芯片复位，使系统恢复正常工作。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的电表的复位电路示意图；

图2为本发明实施例二提供的第一复位控制电路结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的第二复位控制电路结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的多谐振荡电路结构示意图。

图标：

10-电表主控芯片；20-复位控制电路；30-电源转换电路；40-外围电路；50-阻容降压电源电路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前的电表采用微处理器与独立复位芯片来完成电表的异常复位，独立复位芯片采用的型号为CAT823ZTDI-GT3，该型号的芯片成本较高，对于量产产品，不具有推广的意义。

独立复位芯片在受到外界干扰时，会工作失常，从而导致系统无法复位；当外界干扰加强时，微处理器会发生栓锁死机，仅靠独立复位芯片无法使系统恢复正常。

本发明实施例提供了电表的复位电路和电表，包括：电表主控芯片、复位控制电路、电源转换电路和外围电路，电表主控芯片分别与复位控制电路和电源转换电路相连接，复位控制电路、电源转换电路和外围电路依次连接；复位控制电路用于根据电表主控芯片的工作状态确定是否输入电表主控芯片输出的方波信号，以及将输入的市电电压转化为电源电压；电源转换电路用于将电源电压转化为工作电压，并通过工作电压为外围电路和电表主控芯片提供电源，复位控制电路采用分立的器件，并结合电表主控芯片配合使用，在电表处于异常工作状态的情况下，通过切断电源，使处于栓锁状态的芯片复位，使系统恢复正常工作。

为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本发明实施例一提供的电表的复位电路示意图。

参照图1，该电路包括电表主控芯片10、复位控制电路20、电源转换电路30、外围电路40和阻容降压电源电路50。

电表主控芯片10分别与复位控制电路20和电源转换电路30相连接，复位控制电路20、电源转换电路30和外围电路40依次连接；

复位控制电路20，用于根据电表主控芯片10的工作状态确定是否输入电表主控芯片10输出的方波信号，以及将输入的市电电压转化为电源电压。

电源转换电路30，用于将电源电压转化为工作电压，并通过工作电压为外围电路40和电表主控芯片10提供电源。

复位控制电路20包括第一复位控制电路和第二复位控制电路，第一复位控制电路和第二复位控制电路通过电源电压相连接，其中，电源电压用VCC表示。

阻容降压电源电路50用于输出12V的电源电压，并为复位控制电路提供12V的电源电压。

市电电压为220V，电源电压为12V，工作电压为4V。方波信号的频率为1KHz。

本申请中采用电表主控芯片10、复位控制电路20、电源转换电路30、阻容降压电源电路50和外围电路40，各个分立的电路去构建复位电路，从而可以降低成本。

当电表处于异常状态(死机)时，通过启动复位控制电路，达到复位的作用。

另外，还通过电表主控芯片进行控制，才能更好地达到不死机的效果，从而提高了电表的可靠性。

实施例二：

图2为本发明实施例二提供的第一复位控制电路结构示意图。

参照图2，第一复位控制电路包括第一输入引脚N1、第二输入引脚L1和掉电检测引脚LVDIN1。

第一输入引脚N1和第二输入引脚L1用于输入市电电压，并将市电电压通过第一复位控制电路进行转化，得到掉电检测电压；

掉电检测引脚LVDIN1用于检测掉电检测电压是否大于上下电检测门限电压，如果大于，则存在电源；如果小于，则不存在电源。

一种电表，包括如上所述的电表的复位电路。

这里，上下电检测门限电压为1.185V。

实施例三：

图3为本发明实施例三提供的第二复位控制电路结构示意图。

参照图3，第二复位控制电路包括外围电路供电引脚VOPT、电表主控芯片供电引脚DVDD、方波信号输入引脚WDT、多谐振荡电路、三极管Q14和三极管Q15。

当电表主控芯片正常工作时，方波信号输入引脚WDT输出方波信号，三极管Q14和三极管Q15导通，并且电源转换电路的输入端VIN输入电源电压，将电源电压转化为工作电压，并输出工作电压，通过工作电压为电表主控芯片和外围电路供电。

具体过程为：方波信号输入引脚WDT输入方波信号，经电容C109耦合，并经过D9整流，C108滤波后得到平直的3V直流，再送至三极管Q15的基极，使得三极管Q15处于导通状态。由于三极管Q15的导通，使得三极管Q14也同时导通，于是V1得电输出4V，再经二极管D2和二极管D4隔离降压后，分别给电表主控芯片及外围电路供电。此时，由于三极管Q15的导通，阻断了多谐振荡电路的一条反馈回路，使得多谐振荡电路停止振荡。

当电表主控芯片异常工作时，所述方波信号输入引脚WDT不输出所述方波信号，三极管Q15截止，三极管Q13输出低频方波信号，三极管Q14及所述电源转换电路的输出通过所述多谐振荡电路的输出确定。

当多谐振荡电路输出的低频周期大于电表主控芯片的重新启动时间时，电表主控芯片在失电周期中退出栓锁状态；

当在下个得电周期重新启动时，并且进行下个失电周期前，完成重新启动，以使方波信号输入引脚WDT重新输出方波信号，三极管Q15和三极管Q14再次导通。

具体过程为：当电表主控芯片死机时，方波信号输入引脚WDT的输出可能是高电平，也可能是低电平或处于高阻状态，其状态不能确定。

当电表主控芯片死机时，方波信号输入引脚WDT没有方波信号输出，方波信号输入引脚WDT的引脚上的固定电平无法通过电容C109耦合至三极管Q15，而电容C108所存的电量经过电阻R116、电阻R117及三极管Q15的发射结放完电后，则无法维持三极管Q15的导通，使得三极管Q15进入截止状态。

由于三极管Q15的截止，就恢复了多谐振荡电路的反馈回路。使得三极管Q13输出低频方波信号。此时三极管Q14及V1的输出由多谐振荡电路的输出决定。

多谐振荡电路输出的低频周期应大于电表主控芯片的重新启动时间，这样电表主控芯片在失电周期里退出栓锁状态。在下个得电周期重新启动，在进入下个失电周期前完成重启使方波信号输入引脚WDT重新输出1kHz的方波信号，使三极管Q15和三极管Q14再次导通，从而完成一次复位操作。

实施例四：

图4为本发明实施例四提供的多谐振荡电路结构示意图。

参照图4，振荡电路的输出会在饱和和截止之间交替变换，因此，输出波形类似方波波形。

也就是在三极管Q1饱和/三极管Q2截止和三极管Q1截止/三极管Q2饱和之间交替变换。其中，方波波形的周期T由公式(1)可知：

T＝1.4*RB*C(1)

其中，RB1＝RB2＝RB，C2＝C1＝C。

工作原理具体如下：

当VCC接上瞬间，三极管Q1和三极管Q2分别由RB1和RB2获得正向偏压，同时C1和C2亦分别经RC1和RC2充电。

由于三极管Q1和三极管Q2的特性无法完全相同，假设三极管Q1的电流增益比三极管Q2高，则三极管Q1会比三极管Q2先进入饱和(ON)状态；

而当三极管Q1饱和时，C2由三极管Q1的CE极经VCC、RB2放电，在三极管Q2的BE极形成一逆向偏压，促使三极管Q2截止，同时C1经Rc2及三极管Q1的BE极，在短时间内完成充电至VCC。

三极管Q1饱和、三极管Q2截止的情形并不是稳定的，当C2放电完后(T2＝0.7*RB2*C2秒)，C2由VCC经RB2、三极管Q1的CE极反向充电；

当充到0.7V时，此时三极管Q2获得偏压而进入饱和(ON)，C1由三极管Q2的CE极，Vcc、RB1放电，同样地，造成三极管Q1的BE极逆偏压。三极管Q1截止(OFF)，C2经RC1及三极管Q2的BE极于短时间充至VCC。

同理，C1放完电后(T＝0.7*RB2*C1秒)，三极管Q1经RB1获得偏压而导通，三极管Q2截止，如此反覆循环下去。

从而得到周期T如公式(2)所示：

T＝T1+T2＝0.7RB1*C1+0.7RB2*C2 (2)

由于RB1＝RB2＝RB，C2＝C1＝C，则由公式(3)可知：

T＝1.4RBC f＝1/1.4RBC (3)

本发明实施例提供了电表的复位电路和电表，包括：电表主控芯片、复位控制电路、电源转换电路和外围电路，电表主控芯片分别与复位控制电路和电源转换电路相连接，复位控制电路、电源转换电路和外围电路依次连接；复位控制电路用于根据电表主控芯片的工作状态确定是否输入电表主控芯片输出的方波信号，以及将输入的市电电压转化为电源电压；电源转换电路用于将电源电压转化为工作电压，并通过工作电压为外围电路和电表主控芯片提供电源，复位控制电路采用分立的器件，并结合电表主控芯片配合使用，在电表处于异常工作状态的情况下，通过切断电源，使处于栓锁状态的芯片复位，使系统恢复正常工作。

本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电表的复位电路，其特征在于，包括：电表主控芯片、复位控制电路、电源转换电路和外围电路，所述电表主控芯片分别与所述复位控制电路和所述电源转换电路相连接，所述复位控制电路、所述电源转换电路和所述外围电路依次连接；

所述复位控制电路，用于根据所述电表主控芯片的工作状态确定是否输入所述电表主控芯片输出的方波信号，以及将输入的市电电压转化为电源电压；

所述电源转换电路，用于将所述电源电压转化为工作电压，并通过所述工作电压为所述外围电路和所述电表主控芯片提供电源；

所述复位控制电路包括第一复位控制电路和第二复位控制电路，所述第一复位控制电路和所述第二复位控制电路通过所述电源电压相连接；

所述第一复位控制电路包括第一输入引脚N1、第二输入引脚L1和掉电检测引脚LVDIN1；

所述第二复位控制电路包括外围电路供电引脚VOPT、电表主控芯片供电引脚DVDD、方波信号输入引脚WDT、多谐振荡电路、三极管Q14和三极管Q15；所述多谐振荡电路分别与所述三极管Q14和所述三极管Q15连接；所述方波信号输入引脚WDT通过电容C109、二极管D9、电容C108、电阻R116以及R117，与所述三极管Q15连接；所述三极管Q14通过所述电源转换电路分别与所述外围电路供电引脚VOPT和所述电表主控芯片供电引脚DVDD连接；

所述第一输入引脚N1和所述第二输入引脚L1用于输入所述市电电压，并将所述市电电压通过所述第一复位控制电路进行转化，得到掉电检测电压；所述掉电检测引脚LVDIN1用于检测所述掉电检测电压是否大于上下电检测门限电压，如果大于，则存在所述电源转换电路提供的电源；如果小于，则不存在所述电源转换电路提供的电源；

当所述电表主控芯片正常工作时，所述方波信号输入引脚WDT输出所述方波信号，经整流处理和滤波处理后，将经整流处理和滤波处理后的方波信号送入所述三极管Q15，以使所述三极管Q14和所述三极管Q15导通，并且所述电源转换电路的输入端VIN输入所述电源电压，将所述电源电压转化为所述工作电压，并输出所述工作电压，通过所述工作电压为所述电表主控芯片和所述外围电路供电。

2.根据权利要求1所述的电表的复位电路，其特征在于，当所述电表主控芯片异常工作时，所述方波信号输入引脚WDT不输出所述方波信号，所述三极管Q15截止，Q14输出低频方波信号，所述三极管Q14及所述电源转换电路的输出通过所述多谐振荡电路的输出确定。

3.根据权利要求1所述的电表的复位电路，其特征在于，

当所述多谐振荡电路输出的低频周期大于所述电表主控芯片的重新启动时间时，所述电表主控芯片在失电周期中退出栓锁状态；

当在下个得电周期重新启动时，并且进行下个失电周期前，完成重新启动，以使所述方波信号输入引脚WDT重新输出所述方波信号，所述三极管Q15和所述三极管Q14再次导通。

4.根据权利要求1所述的电表的复位电路，其特征在于，所述市电电压为220V，所述电源电压为12V，所述工作电压为4V。

5.根据权利要求1所述的电表的复位电路，其特征在于，所述上下电检测门限电压为1.185V。

6.根据权利要求1所述的电表的复位电路，其特征在于，所述方波信号的频率为1KHz。

7.一种电表，其特征在于，包括权利要求1至权利要求6任一项所述的电表的复位电路。

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