CN211478453U - 电源供电电路、窃电识别电路及电表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源供电电路、窃电识别电路及电表。所述电源供电电路包括互感整流供电电路；所述互感整流供电电路分别穿射于火线及零线后与防窃电电路连接，用于将市电转换为直流电，并将所述直流电降压后为所述防窃电电路供电。其中，互感整流供电电路通过火线、零线形成一个补充电源，既保障了火线或零线被脱离电表连线时电表继续运行，又避免了电池作为补充电源时需要更换电池导致维护成本过高，为窃电行为的识别及窃电电量计算带来极大的方便。

Description

电源供电电路、窃电识别电路及电表

技术领域

本实用新型涉及电力防窃电技术领域，尤其涉及一种电源供电电路、窃电识别电路及电表。

背景技术

目前国内外用户使用的电表大都为电子式电能表，电子式电表的一般类型为：单相电能表、两相电能表及三相电能表，这些类别的电能表均由外部供电线路提供供电的交流电源，然后交流电源通过电表内部的电源转换模块转换成直流电供给电表内部MCU系统，帮助完成电表要求的计量电量功能等。电表的系统运行离不开外部电源的供给，因此当窃电行为发生，将供电电源中任一进线(火线或零线)被动脱离电表连线时，电表会因为无外部供电电源无法运行，造成用户在窃电环境下用电，而电表不计量电量，给电力公司带来用电损失。

为解决这个问题，目前有一种方案是：使用电池(如可更换电池或充电电池)供电方式，在无外部交流电源供电时，通过电池提供电源让电表系统运行起来，让电表对用电进行计量。由于电池容量有限，其可以支持电表运行的时间是有限的，若更换电池会非常麻烦，若采用充电电池，也存在有缺陷，如果窃电者不周期性的恢复供电，充电电池不能得到充电，也会出现电池没有电的情况，所以电池供电方案不是最理想的方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电源供电电路、窃电识别电路及电表，旨在解决现有技术中电表使用电池供电方案不理想的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电源供电电路，所述电源供电电路包括：

互感整流供电电路；所述互感整流供电电路分别穿射于火线及零线后与防窃电电路连接，用于将市电转换为直流电，并将所述直流电降压后为所述防窃电电路供电。

优选地，所述互感整流供电电路包括互感单元、整流供电单元及DC-DC单元；所述互感单元分别穿射于火线及零线后与所述整流供电单元连接；所述整流供电单元与所述DC-DC单元连接；所述DC-DC单元与所述防窃电电路连接。

优选地，所述互感单元包括第一互感器及第二互感器，所述第一互感器分别与零线及所述整流供电单元连接，所述第二互感器分别与火线及所述整流供电单元连接。

优选地，所述整流供电单元包括第一整流桥、第二整流桥、第一电阻、第二电阻、稳压二极管、第一电容及第二电容；其中，

所述第一整流桥的两个输入端与所述第一互感器连接，所述第一整流桥的正输出端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一整流桥的负输出端接地；

所述第二整流桥的两个输入端与所述第二互感器连接，所述第二整流桥的正输出端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二整流桥的负输出端接地；

所述稳压二极管、所述第一电容及所述第二电容并联，所述稳压二极管的阴极分别与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端及所述DC-DC单元连接，所述稳压二极管的阳极接地。

优选地，所述DC-DC单元包括第一二极管、第二二极管、第三电容、第三电阻、降压芯片、电池及转接点；其中，

所述第一二极管的阳极与所述稳压二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第二二极管的阴极及所述降压芯片的输入端连接；

所述第二二极管的阳极依次经所述第三电阻及转接点与所述电池的正极连接；

所述降压芯片的输出端分别与所述防窃电电路及所述第三电容的第一端连接；

所述电池的负极及所述第三电容的第二端均接地。

优选地，还包括电源管理电路，所述电源管理电路包括第三整流桥、变压器、压敏电阻及热敏电阻；其中，

所述压敏电阻的第一端与所述零线连接，所述压敏电阻的第二端与所述火线连接；

所述热敏电阻的第一端分别与所述零线及所述压敏电阻的第一端连接，所述热敏电阻的第二端与所述变压器的初级线圈的第一端连接；

所述变压器的初级线圈的第二端与所述火线连接，所述变压器的次级线圈的第一端及所述变压器的的次级线圈第二端与所述第三整流桥的两个输入端对应连接；

所述第三整流桥的正输出端与所述稳压二极管的阴极连接，所述第三整流桥的负输出端接地。

本实用新型还提出一种窃电识别电路，所述窃电识别电路包括防窃电电电路及如上所述的电源供电电路。

优选地，所述防窃电电路包括电压采样电路及微控制器；其中，

所述电压采样电路，分别与零线及所述微控制器连接，用于采集电压，并将电压信号发送至所述微控制器；

所述微控制器，用于将所述电压信号进行转换，获得转换后的电压值，当转换后的电压值小于预设值时，判定存在窃电行为。

优选地，所述电压采样电路包括第四电阻、第五电阻及第四电容；其中，

所述第四电阻由六个电阻串联组成，所述第四电阻的第一端与所述零线连接；

所述第五电阻与所述第四电容并联，所述第四电容的第一端分别与所述第四电阻的第二端及所述微控制器连接，所述第四电容的第二端接地。

本实用新型还提出一种电表，所述电表包括如上所述的电源供电电路或如上所述的窃电识别电路。

本实用新型通过在电源供电电路中设置互感整流供电电路；所述互感整流供电电路分别穿射于火线及零线后与防窃电电路连接，用于将市电转换为直流电，并将所述直流电降压后为所述防窃电电路供电。其中，互感整流供电电路通过火线、零线形成一个补充电源，既保障了火线或零线被脱离电表连线时电表继续运行，又避免了电池作为补充电源时需要更换电池导致维护成本过高，为窃电行为的识别及窃电电量计算带来极大的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型电源供电电路一实施例的功能模块图；

图2是图1电源供电电路一可选的结构示意图；

图3是本实用新型窃电识别电路一实施例的功能模块图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	互感整流供电电路	U1～U3	第一整流桥至第三整流桥
200	电压采样电路	R1～R5	第一电阻至第五电阻
				300	电流采样电路	D1～D2	第一二极管至第二二极管
400	电源管理电路	C1～C4	第一电容至第四电容
				110	互感单元	ZD	稳压二极管
120	整流供电单元	T1	变压器
				130	DC-DC单元	RV	压敏电阻
310	锰铜采样单元	RT	热敏电阻
				320	CT采样单元	P	转接点
MCU	微控制器	B	电池
				10	电源供电电路	IC	降压芯片
20	防窃电电路

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种电源供电电路。

参照图1，在一实施例中，电源供电电路10，其特征在于，包括互感整流供电电路100；所述互感整流供电电路100分别穿射于火线L及零线N后与防窃电电路20连接，用于将市电转换为直流电，并将所述直流电降压后为所述防窃电电路20供电。

需要说明的是，为了防止供电电源中进线(火线或零线)被脱离电表连线时，电表因为无外部供电电源无法运行，造成用户在窃电环境下用电而电表不计量电量，现有技术中通常使用电池作为电表的补充电源，在供电电源断电时为电表供电。本实施例通过增加互感整流供电电路100，从火线L或零线N取电，并将市电转换成直流电为微控制器MCU供电，解决了使用电池作为补充电源时需要频繁更换电池的问题。

进一步地，所述电源供电电路10还包括电源管理电路400，所述电源管理电路400与所述整流供电单元120连接，用于在无窃电行为时为所述防窃电电路20供电。

需要说明的是，当防窃电电路20判定出并不存在窃电行为时，可以转换为电源管理电路400为防窃电电路20供电，防窃电电路20进入正常工作状态，将此时的用电量存入到正常用电管理表寄存器待用。

本实施例通过在电源供电电路中设置互感整流供电电路；所述互感整流供电电路分别穿射于火线及零线后与防窃电电路连接，用于将市电转换为直流电，并将所述直流电降压后为所述防窃电电路供电。其中，互感整流供电电路通过火线、零线形成一个补充电源，既保障了火线或零线被脱离电表连线时电表继续运行，又避免了电池作为补充电源时需要更换电池导致维护成本过高，为窃电行为的识别及窃电电量计算带来极大的方便。

请一并参照图2，图2是图1电源供电电路一可选的结构示意图。

本实施例中，所述互感整流供电电路100包括互感单元110、整流供电单元120及DC-DC单元130；所述互感单元110分别穿射于火线L及零线N后与所述整流供电单元120连接；所述整流供电单元120与所述DC-DC单元130连接；所述DC-DC单元130与所述防窃电电路20连接。

进一步地，所述互感单元110包括第一互感器(未标示)及第二互感器(未标示)，所述第一互感器分别与零线N及所述整流供电单元120连接，所述第二互感器分别与火线L及所述整流供电单元120连接。

需要说明的是，由于在用电过程中，窃电用户可能是将零线N或火线L断开，为了保障电源的不间断，本实施例设置了两个互感器，分别通过火线L、零线N配合整流供电单元120和DC-DC单元130，形成一个互感器供电模块，将该模块利用电磁原理产生的电源并入到电表MCU系统电源中，作为MCU运行的补充电源来源。

进一步地，所述整流供电单元100包括第一整流桥U1、第二整流桥U2、第一电阻R1、第二电阻R2、稳压二极管ZD、第一电容C1及第二电容C2；其中，所述第一整流桥U1的两个输入端与所述第一互感器连接，所述第一整流桥U1的正输出端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一整流桥U1的负输出端接地；所述第二整流桥U2的两个输入端与所述第二互感器连接，所述第二整流桥U2的正输出端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二整流桥U2的负输出端接地；所述稳压二极管ZD、所述第一电容C1及所述第二电容C2并联，所述稳压二极管ZD的阴极分别与所述第一电阻R1的第二端、所述第二电阻R2的第二端及所述DC-DC单元130连接，所述稳压二极管ZD的阳极接地。

可理解的是，在每个互感器后接一个整流桥及电阻，可以有效地对各互感器产生的交流电压进行整流，防止短路；第一电容C1、第二电容C2均为滤波电容，用于对输出至DC-DC单元130的信号进行滤波，以形成稳定的直流电。

需要说明的是，整流供电单元120将220V电压进行整流后获得约12V电压，再经过DC-DC单元130降压后可以获得约3.3V的微控制器MCU的供电电压。

进一步地，所述DC-DC单元130包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三电容C3、第三电阻R3、降压芯片IC、电池B及转接点P；其中，所述第一二极管D1的阳极与所述稳压二极管ZD的阴极连接，所述第一二极管D1的阴极分别与所述第二二极管D2的阴极及所述降压芯片IC的输入端连接；所述第二二极管D2的阳极依次经所述第三电阻R3及转接点P与所述电池B的正极连接；所述降压芯片IC的输出端分别与所述防窃电电路20及所述第三电容C3的第一端连接；所述电池B的负极及所述第三电容C3的第二端均接地。

在具体实现中，所述电池B为窃电识别电路的承载设备(如电表)中时钟的供电电源，为了防止在生产时耗费电池B的电量，可以在DC-DC电路130中设置转接点P，只有当电路使用时才将转接点P接通。

进一步地，所述电源管理电路400包括第三整流桥U3、变压器T1、压敏电阻RV及热敏电阻RT；其中，所述压敏电阻RV的第一端与所述零线N连接，所述压敏电阻RV的第二端与所述火线L连接；所述热敏电阻RT的第一端分别与所述零线N及所述压敏电阻RV的第一端连接，所述热敏电阻RT的第二端与所述变压器T1的初级线圈的第一端连接；所述变压器T1的初级线圈的第二端与所述火线L连接，所述变压器T1的次级线圈的第一端及所述变压器T1的次级线圈的第二端分别与所述第三整流桥U3的两个输入端对应连接；所述第三整流桥U3的正输出端与所述稳压二极管ZD的阴极连接，所述第三整流桥U3的负输出端接地。

需要说明的是，所述压敏电阻RV用于保护电源管理电路，如一般市电为220V电压输入，一旦市电不稳超出电压规格(例如245V)，压敏电阻RV就会立即导通，吸收多余的电压，保护后端电路；所述热敏电阻RT用于防止开机时电流过大而减短电容和整流桥的寿命。

本实施例通过互感整流供电电路和电源管理电路的具体设计，能获得更加稳定的直流电流为防窃电电路供电，同时也增加了整个电源供电电路的可靠性。

请一并参照图2和参照图3，图3是本实用新型窃电识别电路一实施例的功能模块图。

本实施例中，所述防窃电电路20包括电压采样电路200及微控制器MCU；其中，所述电压采样电路200，分别与零线N及所述微控制器MCU连接，用于采集电压，并将电压信号发送至所述微控制器MCU；所述微控制器MCU，用于将所述电压信号进行转换，获得转换后的电压值，当转换后的电压值小于预设值时，判定存在窃电行为。

可理解的是，当微控制器MCU获得转换后的电压值后，如果电压数值为0(或者定义为低于30V，又或者低于正常电压值的50％，可以根据实际情况定义)则可以确定为窃电方式下用电(即断开了火线或者零线进线)，可以将该用电量单独再放入管理表寄存器进行记录，而当电压数值在小于预设的值时，则判定为正常用电。

进一步地，所述电压采样电路200包括第四电阻R4、第五电阻R5及第四电容C4；其中，所述第四电阻R4由六个电阻串联组成，所述第四电阻R4的第一端与所述零线N连接；所述第五电阻R5与所述第四电容C4并联，所述第四电容C4的第一端分别与所述第四电阻R4的第二端及所述微控制器MCU连接，所述第四电容C4的第二端接地。

需要说明的是，通过将多个小阻值的电阻串联形成大阻值的采样电阻，并通过这些电阻串联分压，可以使零线电压降低至微控制器MCU的采样范围内，并且可以有效提高零线电压的采样精度。

进一步地，所述窃电识别电路还包括电流采样电路300，所述电流采样电路300的输出端与所述微控制器MCU连接。

应当理解的是，对电流进行采样后，微控制器MCU可以采用与电压信号相同的处理方式，获得转换后的电流值，根据转换后的电流值和转换后的电压值可以计算出窃电行为下运行的电量，避免了窃电的电量无法计量的问题。

进一步地，所述电流采样电路300包括锰铜采样单元310及CT采样单元320；所述锰铜采样单元310包括锰铜电阻(未标示)，所述锰铜电阻与所述火线L连接，所述锰铜采样单元310用于通过锰铜电阻对火线电流采样；所述CT采样单元320包括CT线圈(未标示)，所述CT线圈穿射于所述零线N上，所述CT采样单元320用于通过CT线圈对零线电流采样。

应当理解的是，火线电流采样时通过锰铜电阻采样，可以同时对交流分量和直流分量采样，保证了正常的计量，但是如果电流通道两路都采用锰铜电阻，会引起电网短路，因此本实施例在零线通道上使用CT线圈进行采样，有效保障了电路安全。

本实施例通过电压采样电路的具体设计，能获得更加精准的电压信号，使得窃电行为判定结果更加准确。

本实用新型还提出一种电表，所述电表包括如上所述的电源供电电路或如上所述的窃电识别电路，所述电表的电路结构可参照上述实施例，在此不再赘述；可以理解的是，由于本实施例的电表采用了上述电源供电电路或窃电识别电路的技术方案，因此所述电表具有上述所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电源供电电路，其特征在于，包括互感整流供电电路；所述互感整流供电电路分别穿射于火线及零线后与防窃电电路连接，用于将市电转换为直流电，并将所述直流电降压后为所述防窃电电路供电。

2.如权利要求1所述的电源供电电路，其特征在于，所述互感整流供电电路包括互感单元、整流供电单元及DC-DC单元；所述互感单元分别穿射于火线及零线后与所述整流供电单元连接；所述整流供电单元与所述DC-DC单元连接；所述DC-DC单元与所述防窃电电路连接。

3.如权利要求2所述的电源供电电路，其特征在于，所述互感单元包括第一互感器及第二互感器，所述第一互感器分别与零线及所述整流供电单元连接，所述第二互感器分别与火线及所述整流供电单元连接。

4.如权利要求3所述的电源供电电路，其特征在于，所述整流供电单元包括第一整流桥、第二整流桥、第一电阻、第二电阻、稳压二极管、第一电容及第二电容；其中，

所述第一整流桥的两个输入端与所述第一互感器连接，所述第一整流桥的正输出端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一整流桥的负输出端接地；

所述第二整流桥的两个输入端与所述第二互感器连接，所述第二整流桥的正输出端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二整流桥的负输出端接地；

所述稳压二极管、所述第一电容及所述第二电容并联，所述稳压二极管的阴极分别与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端及所述DC-DC单元连接，所述稳压二极管的阳极接地。

5.如权利要求4所述的电源供电电路，其特征在于，所述DC-DC单元包括第一二极管、第二二极管、第三电容、第三电阻、降压芯片、电池及转接点；其中，

所述第一二极管的阳极与所述稳压二极管的阴极连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第二二极管的阴极及所述降压芯片的输入端连接；

所述第二二极管的阳极依次经所述第三电阻及转接点与所述电池的正极连接；

所述降压芯片的输出端分别与所述防窃电电路及所述第三电容的第一端连接；

所述电池的负极及所述第三电容的第二端均接地。

6.如权利要求5所述的电源供电电路，其特征在于，还包括电源管理电路，所述电源管理电路包括第三整流桥、变压器、压敏电阻及热敏电阻；其中，

所述压敏电阻的第一端与所述零线连接，所述压敏电阻的第二端与所述火线连接；

所述热敏电阻的第一端分别与所述零线及所述压敏电阻的第一端连接，所述热敏电阻的第二端与所述变压器的初级线圈的第一端连接；

所述变压器的初级线圈的第二端与所述火线连接，所述变压器的次级线圈的第一端及所述变压器的次级线圈第二端与所述第三整流桥的两个输入端对应连接；

所述第三整流桥的正输出端与所述稳压二极管的阴极连接，所述第三整流桥的负输出端接地。

7.一种窃电识别电路，其特征在于，包括防窃电电电路及如权利要求1至6任一项所述的电源供电电路。

8.如权利要求7所述的窃电识别电路，其特征在于，所述防窃电电路包括电压采样电路及微控制器；其中，

所述电压采样电路，分别与零线及所述微控制器连接，用于采集电压，并将电压信号发送至所述微控制器；

所述微控制器，用于将所述电压信号进行转换，获得转换后的电压值，当转换后的电压值小于预设值时，判定存在窃电行为。

9.如权利要求8所述的窃电识别电路，其特征在于，所述电压采样电路包括第四电阻、第五电阻及第四电容；其中，

所述第四电阻由六个电阻串联组成，所述第四电阻的第一端与所述零线连接；

所述第五电阻与所述第四电容并联，所述第四电容的第一端分别与所述第四电阻的第二端及所述微控制器连接，所述第四电容的第二端接地。

10.一种电表，其特征在于，包括如权利要求1-6任一权利要求所述的电源供电电路或如权利要求7-9任一项所述的窃电识别电路。

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