CN210983076U - 一种燃气表电路控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃气表技术领域，具体涉及一种燃气表电路控制系统，包括微控制器U1，微控制器U1连通有控制燃气供应的阀门驱动模块，所述微控制器U1连通有检测燃气流量的脉冲计量模块，所述微控制器U1连通有无线传输数据的射频模块，所述微控制器U1连通有电源模块，电源模块包括外部电源和锂电池VLi，所述外部电源连通有降压稳压芯片U2，所述锂电池VLi连通有降压稳压芯片U3，所述稳压芯片U2的输出端连接阀门驱动模块的电源端VMotor和降压稳压芯片U2的输入端，所述锂电池VLi与所述降压稳压芯片U3的输入端之间连通有稳压二极管D4,稳压二极管D4的型号为FM407。本实用新型在锂电池的输入端加装了型号为FM407的稳压二极管，其二极管的导电性能好，有效降低锂电池损耗。

Description

一种燃气表电路控制系统

技术领域

本实用新型属于燃气表技术领域，具体涉及一种燃气表电路控制系统。

背景技术

现有的智能燃气表普遍采用外部电池和锂电池双电源供电。在拿掉外部电池的一瞬间可以通过其控制芯片感应将燃气表的阀门关闭，以保护燃气不会被用户随意使用。同时随着物联网的发展，燃气厂家不再人工上门抄表，而是通过无线的形式获取燃气表的数据到服务器。此时燃气厂家需要在关闭燃气表的阀门后获取燃气使用的数据，低能耗供电的锂电池能够很好的给微控制器提供所需的电源。但是现有的智能燃气表在锂电池供电时负载过大，导致锂电池耗电较快，不符合燃气表能够长期低功耗运行的需求。

实用新型内容

针对上述锂电池供电时耗电较快的缺陷，本实用新型的目的是提供一种电路电路，采用FM407稳压二极管减少来减少电源模块负载，从而延长锂电池供电时间的新型双电源供电的燃气表电路。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种燃气表电路控制系统，包括微控制器U1，微控制器U1连通有控制燃气供应的阀门驱动模块，所述微控制器U1连通有检测燃气流量的脉冲计量模块，所述微控制器U1连通有无线传输数据的射频模块，所述微控制器U1连通有电源模块，电源模块包括外部电源和锂电池VLi，所述外部电源连通有降压稳压芯片U2，所述锂电池VLi连通有降压稳压芯片U3，所述稳压芯片U2的输出端连接阀门驱动模块的电源端VMotor和降压稳压芯片U2的输入端，所述锂电池VLi 与所述降压稳压芯片U3的输入端之间连通有稳压二极管D4,稳压二极管D4的型号为FM407。

优选地，所述降压稳压芯片U2的输入端和输出端之间连通有用来保护降压稳压芯片U2的稳压二极管FM407。

优选地，所述外部电源的输出端与降压稳压芯片U2的输入端之间连接有用来阻断逆电流的二极管D1。

优选地，所述外部电源的输入端VCC和接地端GND之间连通有瞬态抑制二极管D3，用来保护所述外部电源。

优选地，所述电源模块还具有电源监测电路，电源监测电路的检测节点与微控制器U1相连。

优选地，所述微控制器U1连通有电源电压检测模块。

优选地，所述微控制器U1连通有射频模块，所述微控制器U1连通有IC卡接口模块。

优选地，所述微控制器U1连通有储存模块，用于防止断电时数据丢失和缓存数据。

优选地，所述微控制器U1连通有报警模块。

优选地，所述微控制器U1连通有锂电池放电模块，所述降压稳压芯片U3 的输入端与输出端均连通有用来滤波的电容。

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、本实用新型在锂电池的输入端加装了型号为FM407的稳压二极管，在实际环境温度25℃时，FM407的最大直流反向电流仅为5uA，直流反向电流越小，其二极管的导电性能越好。根据P＝UI可知，在二极管的上损耗的电能越少，能够有效延长锂电池VLi的供电时长。而且FM407的市场价格便宜，有利于降低经济成本。

2、本实用新型的电源电路设计简单，在外部电源断开的瞬间能快速自动切换成锂电池供电，以此来支撑燃气表低功耗状态下的运行。

附图说明

图1是微控制器及外围电路。

图2是电源模块和电源检测电路。

图3是电源电压检测模块电路图。

图4是锂电池放电模块电路图。

图5是阀门驱动模块电路图。

图6是脉冲计量模块电路图。

图7是报警模块电路图。

图8是储存模块电路图。

图9是电源监测电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例一：

如图1-8所示，一种燃气表电路控制系统，包括微控制器U1，微控制器U1 可为各种型号的单片机。优选地，如图1和图2所示，所述微控制器U1连通有电源模块，电源模块包括外部电源和锂电池VLi，外部电源优选4节1.5V的干电池VBat。所述干电池VBat连通有降压稳压芯片U2，所述降压稳压芯片U2的输入端和输出端之间连通有用来保护降压稳压芯片U2的稳压二极管D2，用来保证降压稳压芯片U2的稳定，以及阻断外部电源突然断开时产生的逆电流。所述外部电源的输出端与降压稳压芯片U2的输入端之间连接有用来用来整流的二极管D1。所述外部电源的输入端VCC和接地端GND之间连通有瞬态抑制二极管D3，用来保护所述外部电源。所述降压稳压芯片U2将6V降为5V，所述稳压芯片U2 的输出端连接阀门驱动模块的电源端VMotor，为阀门驱动模块提供5V的驱动电压。

所述锂电池VLi的输入电压为5V，所述锂电池VLi连通有降压稳压芯片U3，降压稳压芯片U3的输入端与降压稳压芯片U2的输出端相连，降压稳压芯片U3 能够将5V降为3.3V，为微控制器U3及一些外围芯片提供工作所需的电压。所述锂电池VLi与所述降压稳压芯片U3的输入端之间连通有稳压二极管D4。D4 用以阻断所述外部电源突然断开时产生的逆电流来保护所述锂电池VLi。进一步的，所述降压稳压芯片U3的输入端与输出端均连通有用来滤波的电容。

值得注意的是，稳压二极管D2和D4的型号为FM407。根据FM407的技术手册第一页所述，在实际环境温度25℃时，FM407的最大直流反向电流仅为5uA，直流反向电流越小，其二极管的导电性能越好。根据P＝UI可知，在二极管的上损耗的电能越少，能够有效延长锂电池VLi的供电时长。而且FM407的市场价格便宜，有利于降低经济成本。

当外部电源供电时，降压稳压芯片U2将外部电源的输入电压6V降为能给阀门驱动模块所需的运行电压5V，然后经过降压稳压芯片U3将5V电压降为3.3V 给微控制器U1供电。此时降压稳压芯片U3的输入端为5V，即稳压二极管D4的K端为5V。此时稳压二极管D4不导通。当外部电源瞬间断电时，此时降压稳压芯片U3的输入端为低电平，即稳压二极管D4的K端为低电平。此时稳压二极管D4导通，锂电池VLi开始供电。

进一步的，如图1、图2和图9所示，所述电源模块还具有电源监测电路，电源监测电路的检测节点与微控制器U1的IO口P04相连。当外部电源断电时， P04会瞬间下降成低电平，此时微控制器U1会检测到这个变化，并记录这个事件。此时燃气表电路由锂电池VLi供电，与此同时微控制器U1会修改工作状态，比如降低MCU频率，关闭阀门等。如果装上外部电源时，P04处的电压值会发生变化，此时微控制器U1会检测到这个变化，并记录这个事件，然后将工作状态切换到正常状态。

优选地，如图1和图3所示，所述微控制器U1连通有电源电压检测模块。电源电压检测模块具有两个输入端和两个输出端，两个输入端分别为VBat和 VLi，两个输出端分别与微控制器U1上的P05和P06相连。所述电源电压检测模块不同于电源检测电路，能够线性检测到电源的变化，能够时刻通过内部ADC 获取干电池和锂电池的电压情况。

进一步地，如图1和图4所示，所述微控制连通有锂电池放电模块。锂电池放电模块由包括一个三极管Q6，三极管Q6的基极与微控制器U1的P10相连，当微控制器U1的P10输出低电平时，三极管Q6导通，锂电池VLi开始放电。燃气表长时间不用或者需要更换锂电池VLi时，需要先对锂电池VLi进行放电。

所述微控制器U1连通有控制燃气供应的阀门驱动模块，阀门驱动模块用来控制燃气的供应，阀门驱动模块模块的电路图如图1和图5所示，所述阀门驱动模块中所用的芯片为L9110,L9110与微控制器U1和阀门的连接方式是现有技术，故本实用新型不再赘述。

如图6所示，所述微控制器U1连通有检测燃气流量的脉冲计量模块，授权公告号CN103164903B，授权公告日2015年6月23日的中国发明专利《一种具有燃气使用量明细数据生成及存储功能的燃气表》的说明文中的发明内容第34 段至第55段公开了一种脉冲计量的工作方式及原理。因此脉冲计量模块与所述微控制器U1的连接方式及工作原理是现有技术，其工作原理本实用新型不再赘述。

所述微控制器U1连通有射频模块，射频模块用来将经微控制器U1处理后的数据通过无线的方式传输给燃气表厂家的服务器，免去人工抄表的成本，射频模块的技术较为成熟，有多个频段比如2.4G可选。授权公告号CN103365227B，授权公告日2016年3月23日的中国发明专利《一种基于单片机的多用无线传感器网络平台》说明文的具体实施方式公开以种无线传感器网络平台。故射频模块与微控制器的连接方式是现有技术，故本申请不再赘述。

如图8所示，所述微控制器U1连通有储存模块，储存模块为EEPROM，用以缓存经过微控制器U1处理后的数据，能够起到掉电不丢失数据的作用并且可以降低微控制器U1的运算率。EEPROM的第五引脚SDA和第六引脚SCL 与微控制器U1的P08端口连接。

所述微控制器U1连通有IC卡接口模块，用于读取IC卡并作出相对应的指令。申请公开号CN106843019A，申请公布日2017年6月13日的中国发明专利《一种IC卡燃气表》说明文中的第18段公开了一种IC卡识别模块。因此IC 卡与所述微控制器U1的连接方式是现有技术，故本申请不再赘述。

如图7所示，所述微控制器U1还连通有报警模块。报警模块包括一个三极管Q5，三极管Q5的集电极连接有有源蜂鸣器，有源蜂鸣器的正极与5V电压 VMotor相连，有源蜂鸣器的两端连接有稳压二极管，用以保护有源蜂鸣器。所述三极管Q5的基极与微控制器U1的P09相连。当微控制器U1检测到锂电池 VLi电量过低时，微控制器U1的P09输出低电平，使三极管Q5导通，此时有源蜂鸣器发出声响，提示燃气表的使用者更换锂电池。当锂电池VLi的电量正常时，微控制器U1的P09输出高电平，使三极管Q5不导通，此时有源蜂鸣器不发生声响。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃气表电路控制系统，包括微控制器U1，微控制器U1连通有控制燃气供应的阀门驱动模块，所述微控制器U1连通有检测燃气流量的脉冲计量模块，所述微控制器U1连通有无线传输数据的射频模块，其特征在于：所述微控制器U1连通有电源模块，电源模块包括外部电源和锂电池VLi，所述外部电源连通有降压稳压芯片U2，所述锂电池VLi连通有降压稳压芯片U3，所述稳压芯片U2的输出端连接阀门驱动模块的电源端VMotor和降压稳压芯片U2的输入端，所述锂电池VLi与所述降压稳压芯片U3的输入端之间连通有稳压二极管D4,稳压二极管D4的型号为FM407。

2.根据权利要求1所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述降压稳压芯片U2的输入端和输出端之间连通有用来保护降压稳压芯片U2的稳压二极管FM407。

3.根据权利要求2所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述外部电源的输出端与降压稳压芯片U2的输入端之间连接有用来阻断逆电流的二极管D1。

4.根据权利要求3所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述外部电源的输入端VCC和接地端GND之间连通有瞬态抑制二极管D3，用来保护所述外部电源。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述电源模块还具有电源监测电路，电源监测电路的检测节点与微控制器U1相连。

6.根据权利要求5所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述微控制器U1连通有电源电压检测模块。

7.根据权利要求6所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述微控制器U1连通有射频模块，所述微控制器U1连通有IC卡接口模块。

8.根据权利要求7所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述微控制器U1连通有储存模块，用于防止断电时数据丢失和缓存数据。

9.根据权利要求8所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述微控制器U1连通有报警模块。

10.根据权利要求9所述的一种燃气表电路控制系统，其特征在于：所述微控制器U1连通有锂电池放电模块，所述降压稳压芯片U3的输入端与输出端均连通有用来滤波的电容。

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