CN212435365U - 一种电能表内的时钟供电电路及电能表 - Google Patents

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胡钱波
金海波
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本实用新型涉及一种电能表内的时钟供电电路,包括设有时钟电池的第一供电电路以及设有超级电容的第二供电电路,其特征在于:所述第二供电电路包括充电电路和放电电路;其中,充电电路,包括第一二极管和限流电路,所述第一二极管的正极连接电能表内的电源模块,所述第一二极管的负极通过限流电路与超级电容的正极相连接,所述超级电容的负极接地;放电电路,包括第二二极管,所述第二二极管的正极连接在第一二极管的负极与限流电路的连接线之间,所述第二二极管的负极接地,所述第二二极管与地的连接线之间连接时钟芯片的电源端。还公开了一种电能表。该时钟供电电路优先使用超级电容进行供电且能有效避免时钟电池给超级电容充电。

Description

一种电能表内的时钟供电电路及电能表
技术领域
本实用新型涉及供电电路领域,特别涉及一种电能表的时钟供电电路及电能表。
背景技术
电能表内的时钟芯片作为电能表内的重要的器件,直接影响电能表内的计量数据的准确性和公平性。电能表内现有的时钟供电电路常采用时钟电池和电能表内的电源模块为时钟芯片供电。当电能表正常工作时使用电能表内的电源模块为时钟芯片供电,反之,当电能表掉电时则使用时钟电池为时钟芯片供电;但时钟电池的供电时间有效,且时钟电池电压不足时则会影响时钟芯片的工作。
为了解决上述问题,有申请号为CN201520166517.8(授权公告号为CN204495890U)的中国实用新型专利公开了一种时钟电源供电电路,时钟电池BG1的正极与电阻R1的一端连接,电阻R1的另一端与共阳极双二极管VD1的阳极、电阻R2的一端连接;电阻R2的另一端与电阻R3的一端、电容C1的一端连接;电阻R3的另一端与电容C1的另一端、时钟电池BG1的负极、电容C2的一端连接;电容C2的另一端、共阳极双二极管VD1的一阴极与电能表的电源模块连接;共阳极双二极管VD1的另一阴极与VBAT脚、二极管VD2的阴极、超级电容C101的一端、电容C3的一端连接;电容C3的另一端、超级电容C101的另一端均接地;二极管VD2的阳极与电能表的电源模块连接。上述时钟电源供电电路中先通过电能表的电源模块供电,在电能表的电源模块断电后则使用超级电容先供电,待超级电容的电量耗光后再由时钟电池供电,因此上述时钟电源供电电路能减少时钟电池的更换次数,但该电源供电电路的超级电容直接为时钟芯片的输入脚VBAT脚供电,从而在实际电能表的电源模块断电后易出现时钟电池给超级电容充电的情况,降低了时钟电池的使用寿命,且由于上述电路中使用双二极管,不能拉开时钟电池和超级电容的压差,从而使超级电容优先供电时间有限。另外,一般情况下电能表都处于通电状态,则电能表的电源模块会一直为时钟芯片供电,此时超级电容一直处于非工作状态,因此超级电容长时间未工作后则会影响超级电容的使用性能,易造成超级电容出现故障,从而影响超级电容的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一种技术问题是针对现有技术的现状,提供一种优先使用超级电容进行供电且能有效避免时钟电池给超级电容充电的电能表内的时钟供电电路。
本实用新型所要解决的第二种技术问题是针对现有技术的现状,提供一种应用有上述时钟供电电路的电能表。
本实用新型解决上述第一种技术问题所采用的技术方案为:一种电能表内的时钟供电电路,包括设有时钟电池的第一供电电路以及设有超级电容的第二供电电路,用于通过第一供电电路和第二供电电路为时钟芯片供电;其特征在于:所述第二供电电路包括用于对超级电容进行充电的充电电路和用于对超级电容进行放电的放电电路;其中,
充电电路,包括第一二极管和限流电路,所述第一二极管的正极连接电能表内的电源模块,所述第一二极管的负极通过限流电路与超级电容的正极相连接,所述超级电容的负极接地,用于通过电能表内的电源模块为超级电容充电;
放电电路,包括第二二极管,所述第二二极管的正极连接在第一二极管的负极与限流电路的连接线之间,所述第二二极管的负极接地,所述第二二极管与地的连接线之间连接时钟芯片的电源端。
作为改进,所述限流电路包括相并联的多个电阻。
作为优选,所述限流电路包括相并联的第一电阻和第二电阻。
具体的,所述第一供电电路包括第三二极管,所述时钟电池设有时钟电池接口,所述时钟电池接口的第1引脚通过第三二极管连接时钟芯片的电源端,所述时钟电池接口的第2引脚接地。
进一步的,所述第一供电电路还包括第三电阻,所述第三电阻的两端连接在时钟电池接口的第1引脚与第三二极管正极之间。
为了能及时了解时钟电池的电池情况且提醒用户及时更换电池,所述第一供电电路还包括时钟电池检测电路,所述钟电池检测电路包括相串联的第四电阻和第五电阻,所述第四电阻的一端连接在时钟电池接口的第2引脚与地之间,所述第五电阻的另一端连接在第三电阻与第三二极管正极之间的连接线上,所述第四电阻和第五电阻之间还连接时钟电池检测口。
为了提高时钟电池检测更加稳定,防止误判,所述第一供电电路还包括第二电容,所述第二电容与第四电阻相并联。
作为优选,所述第一二极管为肖特基管,所述第二二极管为M7管。
作为优选,所述第三二极管为M7管。
本实用新型解决上述第二种技术问题所采用的技术方案为:一种电能表,其特征在于:所述电能表内设有如上述的时钟供电电路。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:电能表的第二供电电路供电电压大于第一供电电路供电电压,因此电能表的电源模块正常工作时是利用超级电容重复充放电为时钟芯片供电,保证能持续为时钟芯片供电;在电能表掉电时则是先通过超级电容放电为时钟芯片供电,再使用时钟电池为时钟芯片供电,电能表掉电时超级电容也能维持时钟芯片在一定时间内正常工作,从而该时钟供电电路能减少时钟电池的使用频率和更换频率,提高了时钟电池的使用寿命。另外,超级电容的放电电路中通过防反二极管能有效避免时钟电池给超级电容充电,也进一步减少了时钟电池的使用频率。
附图说明
图1为本实用新型实施例中第一供电电路的电路图;
图2为本实用新型实施例中第二供电电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1~2所示,一种电能表内的时钟供电电路包括设有时钟电池的第一供电电路以及设有超级电容C1的第二供电电路,用于通过第一供电电路和第二供电电路为时钟芯片供电;第二供电电路包括用于对超级电容C1进行充电的充电电路和用于对超级电容C1进行放电的放电电路;其中,
充电电路,包括第一二极管VD1和限流电路1,第一二极管VD1的正极连接电能表内的电源模块VCC,第一二极管VD1的负极通过限流电路1与超级电容C1的正极相连接,超级电容C1的负极接地,用于通过电能表内的电源模块VCC为超级电容C1充电;
放电电路,包括第二二极管VD2,第二二极管VD2的正极连接在第一二极管VD1的负极与限流电路1的连接线之间,第二二极管VD2的负极接地,第二二极管VD2与地的连接线之间连接时钟芯片的电源端VRTC。
为了防止超级电容充电电流过大,导致电能表启动慢,限流电路1包括相并联的多个电阻。本实施例中,限流电路1包括相并联的第一电阻R1和第二电阻R2。通过第一电阻R1和第二电阻R2能对超级电容C1充电时的电流进行限定,从而能防止超级电容充电电流过大。
本实施例中,电能表内的电源模块VCC为5V,第一二极管VD1为肖特基管,肖特基管的管压降低,只有0.1~0.2V左右;第二二极管VD2为M7管,其管压降为0.6V。
第一供电电路包括第三二极管VD3,时钟电池设有时钟电池接口SW1,时钟电池接口SW1的第1引脚通过第三二极管VD3连接时钟芯片的电源端VRTC,时钟电池接口SW1的第2引脚接地。另外,时钟电池接口SW1的第1引脚与第三二极管VD3正极之间还设有第三电阻R3,第三电阻R3的阻值为10Ω,该第三电阻R3的两端还并联有电池测试接口TP18,该电池测试接口TP18用于检测该时钟电池两端的电压。本实施例中,第三二极管VD3为M7管,其管压降为0.6V。
另外,为了能及时了解时钟电池剩余电量且在时钟电池电量不足时提醒用户及时更换,该第一供电电路还包括时钟电池检测电路,时钟电池检测电路包括相串联的第四电阻R4和第五电阻R5,第四电阻R4的一端连接在时钟电池接口SW1的第2引脚与地之间,第五电阻R5的另一端连接在第三电阻R3与第三二极管VD3正极之间的连接线上,第四电阻R4和第五电阻R5之间还连接时钟电池检测口CHK-BAT。该时钟电池检测口CHK-BAT与电能表的MCU相连接,当时钟电池电量不足时提醒用户及时更换。
且由于时钟电池检测电路中易出现电流不稳的情况,因此本实施例中,第一供电电路还包括第二电容C2,第二电容C2与第四电阻R4相并联。通过第二电容C2能进行续流且起到滤波的作用,使时钟电池的电压检测更加稳定,防止误判。
一种电能表,电能表内设有上述的时钟供电电路。
电能表内有第一供电电路和第二供电电路为时钟芯片供电,其中,第一供电电路的工作原理为:时钟电池正常电压为3.6V,该时钟电池通过一个管压降为0.6V的第三二极管VD3输出电压3V,该电压为时钟芯片供电;第二供电电路的工作原理为:由电能表内的电源模块VCC对应的5V电压通过一个第一二极管VD1为超级电容C1供电,第一二极管VD1的管压为0.2V,则超级电容C1充满后电压为4.8V,之后,超级电容C1通过一个管压降为0.6V的第二二极管VD2,输出电压4.2V为时钟芯片供电;且由于上述第二供电电路的供电电压4.2V大于第一供电电路的供电电压3V,从而通过管压降控制超级电容先进行供电,上述时钟供电电路在电能表正常工作时是通过超级电容进行供电,使超级电容长期处于充电和放电状态,提高了超级电容的使用频率,从而能保证超级电容的使用寿命,减少电能表内电源模块的使用时限和时钟电池的使用频率,只有在电能表内的电源模块掉电时,则首先由设有超级电容的第二供电电路为时钟芯片供电,该第二供电电路可以维持几天的时间,当超级电容的电压降至3V时,则由设有时钟电池的第一供电电路供电,因此该时钟供电电路能有效提高时钟电池的使用寿命,且超级电容具有良好的充电和放电性能,能满足电能表内时钟芯片的长时间稳定工作。
上述时钟供电电路通过二极管本身的管压来调节时钟电池和超级电容的使用顺序,电路简洁实用,器件选型通用,另外该超级电容的放电电路中通过防反二极管能有效避免超级电容电压小于时钟电池电压的供电电压时而出现的时钟电池给超级电容充电的情况,减少时钟电池的使用频率。
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润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电能表内的时钟供电电路,包括设有时钟电池的第一供电电路以及设有超级电容(C1)的第二供电电路,用于通过第一供电电路和第二供电电路为时钟芯片供电;其特征在于:所述第二供电电路包括用于对超级电容(C1)进行充电的充电电路和用于对超级电容(C1)进行放电的放电电路;其中,
充电电路,包括第一二极管(VD1)和限流电路(1),所述第一二极管(VD1)的正极连接电能表内的电源模块(VCC),所述第一二极管(VD1)的负极通过限流电路(1)与超级电容(C1)的正极相连接,所述超级电容(C1)的负极接地,用于通过电能表内的电源模块(VCC)为超级电容(C1)充电;
放电电路,包括第二二极管(VD2),所述第二二极管(VD2)的正极连接在第一二极管(VD1)的负极与限流电路(1)的连接线之间,所述第二二极管(VD2)的负极接地,所述第二二极管(VD2)与地的连接线之间连接时钟芯片的电源端(VRTC)。
2.根据权利要求1所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述限流电路(1)包括相并联的多个电阻。
3.根据权利要求2所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述限流电路(1)包括相并联的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)。
4.根据权利要求1所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述第一供电电路包括第三二极管(VD3),所述时钟电池设有时钟电池接口(SW1),所述时钟电池接口(SW1)的第1引脚通过第三二极管(VD3)连接时钟芯片的电源端(VRTC),所述时钟电池接口(SW1)的第2引脚接地。
5.根据权利要求4所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述第一供电电路还包括第三电阻(R3),所述第三电阻(R3)的两端连接在时钟电池接口(SW1)的第1引脚与第三二极管(VD3)正极之间。
6.根据权利要求5所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述第一供电电路还包括时钟电池检测电路,所述钟电池检测电路包括相串联的第四电阻(R4)和第五电阻(R5),所述第四电阻(R4)的一端连接在时钟电池接口(SW1)的第2引脚与地之间,所述第五电阻(R5)的另一端连接在第三电阻(R3)与第三二极管(VD3)正极之间的连接线上,所述第四电阻(R4)和第五电阻(R5)之间还连接时钟电池检测口(CHK-BAT)。
7.根据权利要求6所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述第一供电电路还包括第二电容(C2),所述第二电容(C2)与第四电阻(R4)相并联。
8.根据权利要求1所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述第一二极管(VD1)为肖特基管,所述第二二极管(VD2)为M7管。
9.根据权利要求4所述的电能表内的时钟供电电路,其特征在于:所述第三二极管(VD3)为M7管。
10.一种电能表,其特征在于:所述电能表内设有如权利要求1~9任一项所述的时钟供电电路。
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