CN201698525U - Ic卡电气隔离电能表 - Google Patents

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贾燕生
杨晓科
叶华杰
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Abstract

本实用新型公开了一种IC卡电气隔离电能表，包括单片机、IC卡接口插针，还包括电气隔离电路，所述电气隔离电路包括开关三极管、若干光电耦合器、热敏电阻、电源，在若干光电耦合器中有一个光电耦合器一端与单片机ICCARD_POW引脚相连，另一端与所述开关三极管基极相连再通过一限流电阻与所述IC卡插针相连，其它光电耦合器一端与单片机引脚相连，另一端通过所述热敏电阻与所述IC卡插针相连，所述电源为开关三极管、光电耦合器提供工作电源。本实用新型实现输入与输出间电气隔离，此外光电隔离器可以很方便的实现电平转换，并且不再和电表零线N连在一起，提高了人身安全性，减少了外购模块或缓冲器降低了成本同时也大大减小了电能表的体积。

Description

IC卡电气隔离电能表
技术领域
本实用新型涉及一种IC卡电能表。
背景技术
目前国内市场上的预付费电能表主要采用IC卡作为数据传输介质，IC卡数据容量大，操作简单，使用方便，已经得到了大批量实际应用，但是这些IC卡预付费电表所采用的卡接口电路绝大多数采用外购的模块或缓冲器，都没有实现电气隔离，如外购的防攻击模块，其内部由正温度系数热敏电阻和箝位二极管组成，用环氧树脂封装在一起，作为整体插装在PCB上，模块的体积大，给PCB的布局和设计增加了难度，同时还没有电气隔离的作用，不能实现电平转换，在电表接错线的时候，插卡时容易发生触电事故，成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可靠的、安全的、低成本的、体积较小的IC卡电气隔离电能表。
本实用新型提供的这种IC卡电气隔离电能表包括单片机、IC卡接口插针，还包括电气隔离电路，所述电气隔离电路包括开关三极管、若干光电耦合器、热敏电阻、电源，在若干光电耦合器中有一个光电耦合器一端与单片机ICCARD_POW引脚相连，另一端与所述开关三极管基极相连再通过一限流电阻与所述IC卡插针相连，其它光电耦合器一端与单片机引脚相连，另一端通过所述热敏电阻与所述IC卡插针相连，所述电源为开关三极管、光电耦合器提供工作电源。
所述光电耦合器与热敏电阻之间接有二极管和稳压二极管组成5V稳压电路。
本实用新型由于采用光电耦合器来传输信号，实现输入与输出间电气隔离同时确保这些电路或设备彼此间的电气绝缘，提高了电路抗攻击能力和工作的稳定性，此外光电隔离器可以很方便的把3.3V转换到5V，以保证IC卡稳定可靠地工作，本实用新型IC卡电气隔离电能表IC卡电源的地不再和电表零线N连在一起了，这样即便在零线和火线接反的情况下插入IC卡或其他卡片，也不至于造成触电事故，提高了人身安全性，由于减少了外购模块或缓冲器降低了成本同时也大大减小了电能表的体积。
附图说明
图1是本实用新型的电气连接示意图。
具体实施方式
从图1可以看出本实用新型包括单片机(MCU)，IC卡接口插针CON1，电气隔离电路组成，其中电气隔离电路包括光电耦合器NY1～NY6、热敏电阻RTP1～RTP4、稳压二极管DY1，二极管DY2～DY9和电源V3P3(3.3V)、+5V，其中光电耦合器NY1一端与MCU的ICCARD_POW脚相连，另一端与Q1基极相连后通过限流电阻R4接IC卡插针+5V引脚，其它光电耦合器NY2、NY3、NY4、NY5、NY6他们的一端分别与MCU的ICCARD_RST、ICCARD_CLK、ICCARD_TXD、ICCARD_RXD、ICCARD_SW引脚相连，另一端分别通过热敏电阻RTP1、RTP2、RTP3、RTP4相连后接至IC卡接口插针CON1，在光电耦合器NY2NY3和热敏电阻RTP1-RTP4之间接有由稳压管DY1和二极管DY2-DY9以及+5V电源组成的稳压电路。
当IC卡被插进IC卡座时，卡座内的开关SW就被IC卡顶起而闭合，此时光电隔离器NY6的二极管导通，引起MCU的输入端口ICCARD_SW的电平由高变为低，进而被MCU察觉到，MCU经过确认后就给IC卡加电：将输出端口ICCARD_POW的电平由高设置为低，使光电隔离器NY1的二极管导通，进而使三极管Q1导通，从而将+5V电源加到IC卡对应的电源触点上。
接着按照IC卡的操作手册和时序要求，MCU对IC卡进行上电复位的操作：MCU分别改变输出端口ICCARD_RST和ICCARD_CLK的电平，通过光电隔离器NY2和NY3分别加到IC卡对应的复位和时钟触点上。之后对IC卡进行读数据、安全认证、写数据的操作，MCU主要通过控制输出端口ICCARD_CLK，按照三总线数据传输协议和IC卡进行数据传输，MCU通过数据输出端口ICCARD_TXD和光电隔离器NY4将数据发送到IC卡的数据触点上，实现对IC卡信息的“写”；IC卡通过数据触点和光电隔离器NY5将数据发送到MCU的数据输入端口ICCARD_RXD上，实现对IC卡信息的“读”。此电路不影响电表和IC卡的读写速度。
所有的数据处理完成后，MCU给IC卡下电：将ICCARD_POW输出端口的电平由低设置为高，使光电隔离器NY1的二极管不导通，进而使三极管Q1截止，从而将+5V电源从IC卡的电源触点上撤除掉。之后MCU以声和光的方式提示用户，电表已经处理完毕IC卡，可以取出卡了，同时处理结果在LCD上显示出来，告诉用户相关处理信息。
热敏电阻在电压过高下，其电流变大，热量增多，这样热敏电阻的阻止就会升高，从而限制了电流的大小，达到自我调节的目的，同时稳压管和二极管组成的5V稳压电路可以对电能表和IC卡之间电压进行稳压，使得电能表对IC卡在进行数据读写时稳定可靠。
此外这种电路的IC卡电源的地线不再和电表零线N连在一起了，这样即便在零线和火线接反的情况下插入IC卡或其他卡片，也不至于造成触电事故，提高了人身安全性，并且采用这种IC卡电气隔离电能表，电表IC卡接口的防护能力也得到了提高，IC卡插入电表后，对IC卡进行静电放电实验，无论接触放电还是空气放电，电表均能正常运行。当能够造成短路的介质(例如金属片)插入电表IC卡座，电表走字正常，显示也正常，卡口也能够经得起煤气枪和交直流电强电的攻击。

Claims (2)

1.一种IC卡电气隔离电能表，包括单片机，IC卡接口插针，其特征在于还包括电气隔离电路，所述电气隔离电路包括开关三极管，若干光电耦合器、热敏电阻、电源，在若干光电耦合器中有一个光电耦合器一端与单片机ICCARD_POW引脚相连，另一端与所述开关三极管基极相连再通过一限流电阻与所述IC卡插针相连，其它光电耦合器一端与单片机引脚相连，另一端通过所述热敏电阻与所述IC卡插针相连，所述电源为开关三极管、光电耦合器提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的IC卡电气隔离电能表，其特征在于所述光电耦合器与热敏电阻之间接有二极管和稳压二极管组成5V稳压电路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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