CN206096314U - 一种掉电检测系统及电表系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种掉电检测系统及电表系统。所述掉电检测系统包括电源电路、变压器、直流电供电电路以及掉电检测电路，所述电源电路、所述变压器以及所述直流电供电电路依次电连接，所述掉电检测电路连接于所述变压器与所述直流电供电电路之间。电源电路分别为掉电检测电路和直流电供电电路供电，掉电检测电路能够快速的检测出掉电状况，使得系统能够快速的做出存储数据等响应，解决了重要数据丢失且不能恢复的问题。

Description

一种掉电检测系统及电表系统

技术领域

本实用新型涉及保护电路领域，具体而言，涉及一种掉电检测系统及电表系统。

背景技术

掉电是由于断电、失电或电的质量达不到要求而引起用电设备不能正常工作。在电表系统中需要对电力线突然掉电进行监测，并且需要对掉电事件及时做出响应，以触发电表系统中的处理器在短时间内进行保存必要的数据等预处理过程。在电表系统中，一般采用开关电源或线性电源，电源包括变压器，变压器包括原边和副边，原边侧与交流输入相连，副边与直流电供电电路相连，为处理器和负载供电。掉电检测电路检测直流供电电路的采样信号作为掉电事件触发信号送给处理器，处理器根据在断电瞬间采样到的信号变化判断是否掉电，从而进行数据保存动作。

在现有技术中，由于掉电检测电路与电表系统的直流供电电路直接相连，因此当电表系统检测到掉电的时候，直流供电电路给处理器和负载供电电源的电量也所剩不多，而且掉电检测电路检测掉电耗时较长，这将可能会导致电表系统在存储重要数据的过程中不能正常工作，造成重要数据丢失且不能恢复。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种掉电检测系统及电表系统，以改善现有技术掉电检测耗时较长，导致电表系统在存储重要数据的过程中不能正常工作，造成重要数据丢失且不能恢复的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种掉电检测系统，应用于电表系统，包括电源电路、变压器、直流电供电电路以及掉电检测电路，所述电源电路、所述变压器以及所述直流电供电电路依次连接，所述掉电检测电路连接于所述变压器与所述直流电供电电路之间。

结合第一方面，本实用新型实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述掉电检测电路包括第一整流模块、开关，所述第一整流模块一端与所述开关连接，所述第一整流模块的另一端连接于所述变压器与所述直流电供电电路之间，所述开关的另一端还连接有微控制单元，所述微控制单元用于检测所述开关的高低电平状态，并依据检测的高低电平状态判断所述掉电检测系统是否掉电。

结合第一方面的第一种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第二种可能实施方式，其中，所述开关为三极管，所述掉电检测电路还包括第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述第一整流模块的一端与所述三极管的基极连接，所述第一电阻连接于所述第一整流模块与所述三极管之间，所述第一电容的一端连接于所述第一整流模块与所述第一电阻之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电阻的一端连接于所述第一电阻与所述三极管的基极之间，所述第二电阻的另一端接地，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端连接有电源，所述微控制单元连接于所述三极管的集电极与所述第三电阻之间。

结合第一方面的第二种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述掉电检测电路还包括第二电容和第三电容，所述第二电容的一端连接于所述三极管的基极与所述第一电阻之间，所述第三电容的一端连接于所述微控制单元与所述三极管的集电极之间，所述第二电容与所述第三电容的另一端均接地。

结合第一方面的第二种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第四种可能实施方式，其中，所述直流电供电电路包括第二整流模块、第四电容、稳压管以及电压输出端，所述第二整流模块、所述稳压管以及所述电压输出端依次连接，所述第二整流模块还与所述变压器连接，所述稳压管还接地，所述第四电容的一端连接于所述第二整流模块与所述稳压管之间，所述第四电容的另一端接地。

结合第一方面的第四种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第五种可能实施方式，其中，所述直流电供电电路还包括第五电容，所述第五电容的一端连接于所述稳压管与所述电压输出端之间，所述第五电容的另一端接地。

结合第一方面的第四种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第六种可能实施方式，其中，所述第一整流模块与所述第二整流模块为整流二极管或整流桥。

结合第一方面的第四种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第七种可能实施方式，其中，所述第一电容的容值小于所述第四电容的容值。

结合第一方面的第四种可能实施方式，本实用新型实施例还提供了第一方面的第八种可能实施方式，其中，所述电压输出端还与所述微控制单元连接，所述电压输出端用于为所述微控制单元供电。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电表系统，包括上述任一实施方式的掉电检测系统。

与现有技术相比，本实用新型的掉电检测系统及电表系统，包括电源电路、变压器、直流电供电电路以及掉电检测电路，所述电源电路、所述变压器以及所述直流电供电电路依次连接，所述掉电检测电路连接于所述变压器与所述直流电供电电路之间。电源电路分别为掉电检测电路和直流电供电电路供电，掉电检测电路能够快速的检测出掉电状况，使得电表系统能够快速的做出存储数据等响应，解决了重要数据丢失且不能恢复的问题。

为使本实用新型的上述目的、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实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型较佳实施例提供的掉电检测系统的结构示意图。

主要元件符号说明

掉电检测系统10；电源电路100；变压器T1；直流电供电电路200；掉电检测电路300。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，是本实用新型较佳实施例提供的掉电检测系统10的结构示意图。本实用新型实施例的掉电检测系统10可以应用于电表系统，例如可以应用在使用开关电源或线性电源的电表系统中。

所述掉电检测系统10包括电源电路100、变压器T1、直流电供电电路200以及掉电检测电路300，所述电源电路100、所述变压器T1以及所述直流电供电电路200依次电连接，所述掉电检测电路300连接于所述变压器T1与所述直流电供电电路200之间，所述变压器T1包括原边和副边，所述原边与所述电源电路100连接，所述变压器T1的副边与所述直流电供电电路200连接。

所述掉电检测电路300包括第一整流模块，所述第一整流模块连接于所述变压器T1与所述直流电供电电路200之间，所述第一整流模块用于直接将交流电转化为直流电，所述第一整流模块可以是整流二极管也可以是整流桥。本实施例中，所述第一整流模块为第一整流二极管D1，所述第一整流二极管D1的正极与所述变压器T1的副边连接。

所述掉电检测电路300还包括开关，所述开关与所述第一整流模块连接，开关的另一端还连接有微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)U1，所述微控制单元U1用于检测所述开关的输出端的高低电平状态，并依据检测的高低电平状态判断所述掉电检测系统10是否掉电。所述开关可以为三极管、MOS管或光电耦合器等，本实施例中，所述开关为三极管Q1。所述三极管Q1的基极与所述第一整流二极管D1的负极连接，三极管Q1的集电极与微控制单元U1连接，三极管Q1的发射极接地。

第一整流二极管D1的负极与三极管Q1的基极之间还连接有第一电阻R1。掉电检测电路300还包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1。第二电阻R2的一端连接于所述三极管Q1的基极与第一电阻R1之间，第二电阻R2的另一端接地。第三电阻R3的一端连接于三极管Q1的集电极与微控制单元U1之间，第三电阻R3的另一端连接有电源V+，电源V+为三极管Q1正常工作提供电压，通过微控制单元U1检测三极管Q1的集电极电平来判断掉电检测系统10是否掉电。

所述第一电容C1的一端连接于所述第一整流二极管D1的负极与所述第一电阻R1之间，第一电容C1的另一端接地，所述第一电容C1用于将第一整流二极管D1输出的直流电流信号进行滤波，第一电容C1两端的电压即为掉电检测电路300检测的电压，第一电容C1的容值一般较小。由于连接有电阻R1和电阻R2，第一电容C1的容值较小，在掉电状态下，第一电容C1放电较快，检测速度快。

掉电检测电路300还包括第二电容C2和第三电容C3，所述第二电容C2的一端连接于所述三极管的基极与所述第一电阻R1之间，所述第三电容C3的一端连接于所述微控制单元与所述三极管的集电极之间，所述第二电容C2与所述第三电容C3的另一端均接地。所述第二电容C2与所述第三电容C3均用于滤波。

所述直流电供电电路200包括第二整流模块、第四电容C4、稳压管以及电压输出端，所述第二整流模块、所述稳压管U2以及所述电压输出端VCC依次连接，所述第二整流模块还与所述变压器T1连接，所述稳压管U2还接地，所述第四电容C4的一端连接于所述第二整流模块与所述稳压管U2之间，所述第四电容C4的另一端接地。

第二整流模块连接于所述变压器T1与所述稳压管U2之间，所述第二整流模块用于直接将交流电转化为直流电，所述第二整流模块可以是整流二极管，也可以是整流桥等。本实施例中，所述第二整流模块为第二整流二极管D2，所述第二整流二极管D2的正极与所述变压器T1的副边电连接，第二整流二极管D2的负极与稳压管U2的输入端VIN连接，稳压管U2的输出端VOUT与电压输出端VCC连接，稳压管U2还包括接地端GND，所述接地端GND用于接地。

所述第四电容C4的一端连接于所述第二整流二极管D2与所述稳压管U2之间，所述第四电容C4的另一端接地。所述第四电容C4用于滤波，滤波后的直流电压输入到稳压管U2稳压。

本实施例中，微控制单元U1是由电压输出端VCC直接提供电能的。一般的，为了保证在掉电后的一段时间内，微控制单元U1能够正常工作，所述第四电容C4的容值较大。本实施例中，第四电容C4的容值远大于第一电容C1的容值。

在电压输出端VCC与稳压管U2的输出端之间还连接有第五电容C5，第五电容C5的一端连接于电压输出端VCC与稳压管U2的输出端之间，第五电容C5的另一端接地，第五电容C5用于将稳压管U2输出的直流电流进行进一步的滤波。

本实施例掉电检测系统10的工作原理如下：当电源电路100正常供电时，第一电阻R1和第二电阻R2分压，使连接于第一电阻R1和第二电阻R2之间的三极管Q1的基极的电压高于三极管Q1的导通电压，此时三极管Q1的集电极和发射极导通，微控制单元U1检测的三极管Q1的集电极为低电平，此状态可以定义为正常上电状态。

当电源电路100发生掉电状况时，第一电容C1两端的电压开始下降，由于第一电容C1的容值很小，并且由于第一电阻R1和第二电阻R2与第一电容C1连接，第一电容C1的放电速度很快，第二电阻R2两端的电压低于三极管Q1的导通电压时，三极管Q1不导通，此时微控制单元U1检测的三极管Q1的集电极为高电平，此状态为掉电状态。

微控制单元U1通过检测三极管Q1的集电极的高、低电平状态，来判断是否掉电，使微控制单元U1做出存储数据等响应。

容易理解的是，由于第四电容C4的容值较高，第一电容C1的容值较低，在发生掉电事件时，在一段时间内第四电容C4还可以为微控制单元U1供电。由于直流电供电电路200和掉电检测电路300是单独与所述变压器T1连接的，两者所取电压不会相互干扰或影响。在此时间段内，第一电容C1放电速度快，第二电阻R2两端的电压已经低于三极管Q1的导通电压，故掉电检测电路300能够进行掉电状态的检测，并且微控制单元U1检测出掉电状态后还可进行数据保存等。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种掉电检测系统，应用于电表系统，其特征在于，包括电源电路、变压器、直流电供电电路以及掉电检测电路，所述电源电路、所述变压器以及所述直流电供电电路依次电连接，所述掉电检测电路连接于所述变压器与所述直流电供电电路之间。

2.根据权利要求1所述的掉电检测系统，其特征在于，所述掉电检测电路包括第一整流模块、开关，所述第一整流模块一端与所述开关连接，所述第一整流模块的另一端连接于所述变压器与所述直流电供电电路之间，所述开关的另一端还连接有微控制单元，所述微控制单元用于检测所述开关的高低电平状态，并依据检测的高低电平状态判断所述掉电检测系统是否掉电。

3.根据权利要求2所述的掉电检测系统，其特征在于，所述开关为三极管，所述掉电检测电路还包括第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述第一整流模块的一端与所述三极管的基极连接，所述第一电阻连接于所述第一整流模块与所述三极管之间，所述第一电容的一端连接于所述第一整流模块与所述第一电阻之间，所述第一电容的另一端接地，所述第二电阻的一端连接于所述第一电阻与所述三极管的基极之间，所述第二电阻的另一端接地，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端连接有电源，所述微控制单元连接于所述三极管的集电极与所述第三电阻之间。

4.根据权利要求3所述的掉电检测系统，其特征在于，所述掉电检测电路还包括第二电容和第三电容，所述第二电容的一端连接于所述三极管的基极与所述第一电阻之间，所述第三电容的一端连接于所述微控制单元与所述三极管的集电极之间，所述第二电容与所述第三电容的另一端均接地。

5.根据权利要求3所述的掉电检测系统，其特征在于，所述直流电供电电路包括第二整流模块、第四电容、稳压管以及电压输出端，所述第二整流模块、所述稳压管以及所述电压输出端依次连接，所述第二整流模块还与所述变压器连接，所述稳压管还接地，所述第四电容的一端连接于所述第二整流模块与所述稳压管之间，所述第四电容的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的掉电检测系统，其特征在于，所述直流电供电电路还包括第五电容，所述第五电容的一端连接于所述稳压管与所述电压输出端之间，所述第五电容的另一端接地。

7.根据权利要求5所述的掉电检测系统，其特征在于，所述第一整流模块与所述第二整流模块为整流二极管或整流桥。

8.根据权利要求5所述的掉电检测系统，其特征在于，所述第一电容的容值小于所述第四电容的容值。

9.根据权利要求5所述的掉电检测系统，其特征在于，所述电压输出端还与所述微控制单元连接，所述电压输出端用于为所述微控制单元供电。

10.一种电表系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的掉电检测系统。