CN206192538U - 一种智能电能表的电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型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；本实用新型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

一种智能电能表的电源系统

技术领域

本实用新型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。该实用新型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；该实用新型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

本实用新型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，本实用新型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，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型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、本实用新型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、本实用新型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、本实用新型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、本实用新型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。

本实用新型设计新颖，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：本实用新型的电源单元原理图。

图2：本实用新型的密码保护单元原理图。

图3：本实用新型控制单元示意图。

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

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步清楚阐述本实用新型的内容，但本实用新型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实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型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 (6)

1.一种智能电能表的电源系统，用于给所述智能电能表供电，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免维护可充电电池和交流-直流转换器，所述交流-直流转换器将交流电转换成直流电给电能表供电，同时给所述免维护可充电电池充电。

2.如权利要求1所述的一种智能电能表的电源系统，其特征在于：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。

3.如权利要求2所述的一种智能电能表的电源系统，其特征在于：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。

4.如权利要求2所述的一种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。

5.如权利要求2所述的一种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。

6.如权利要求3所述的一种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。