CN212726497U - 一种电能表备用电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电能表备用电源电路，包括具有内置电池的第一供电电路和具有外置电池的第二供电电路，所述第一供电电路和第二供电电路中的电池检测口均与电能表内的MCU相连接，用于将内置电池和外置电池的电压情况传递给电能表内的MCU；其特征在于：还包括：控制电路，设于第一供电电路和第二供电电路之间，该控制电路的控制端与电能表的MCU相连接，用于通过MCU给控制电路发送控制信号以选择第一供电电路或第二供电电路供电；以及第三供电电路，设于控制电路与第二供电电路之间，该输出端对应连接MCU的电源端，用于为MCU供电。该电路能更加方便的控制外置电池优先供电且在外置电池被意外拔出时也能切换至内置电池进行供电。

Description

一种电能表备用电源电路

技术领域

本实用新型涉及电能表领域，特别涉及一种电能表备用电源电路。

背景技术

目前主流的电能表都会有其备用电源，其备用电源作用在于：当电网停电时，为电能表MCU提供电源，保证电能表的一些基本功能正常工作，以及时钟正常。

目前电能表主流的备用电源方案即：一个内置电池以及一个外置电池配合的方式。电能表预留电池接口方便外置电池的更换。内置电池一般焊接在PCB上，不可拆卸，不可更换。

由于内置电池不可更换的原因，所以当备用电源开始工作时，期望率先消耗外置电池的电压，然后在消耗内置电池的电压。传统的方案采用电压竞争的方式来实现，即通过两个压降不同的二极管，使得外置电池外置经过二极管后的电压高于内置电池经过二极管后的电压，即优先使用外置电池的电压。但这种方式存在一下问题：

1、当位置电池电压稍微降低时，通过二极管后的电压会小于内置电池通过二极管的电压，即内置电池电压也在消耗；

2、当位置电池电压欠压时，内置电池的电压也处于电压欠压的临界点，当外置电池短时间内没有替换时，系统备用电源静将失去作用。因此需要进一步改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种更加方便的控制外置电池进行优先供电且在外置电池被意外拔出时也能切换至内置电池进行供电的电能表备用电源电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电能表备用电源电路，包括具有内置电池的第一供电电路以及具有外置电池的第二供电电路，所述第一供电电路的电池检测口和第二供电电路的电池检测口均与电能表内的MCU相连接，用于将内置电池和外置电池的电压情况传递给电能表内的MCU；其特征在于：还包括：

控制电路，设于第一供电电路和第二供电电路之间，该控制电路的控制端与电能表的MCU相连接，用于通过MCU给控制电路发送控制信号以选择第一供电电路或第二供电电路供电；以及

第三供电电路，设于控制电路与第二供电电路之间，该输出端对应连接MCU的电源端，用于为MCU供电。

优选的，所述控制电路包括三极管，所述三极管的基极为控制电路的控制端，所述三极管的基极与电能表内MCU相连接，所述三极管的发射极与第一供电电路相连接，所述三极管的集电极与第二供电电路相连接。

进一步的，所述三极管的基极与电能表内MCU之间还设有第五电阻。

具体的，所述第三供电电路包括用于充放电的电容，所述电容的负极接地，所述电容的正极连接在三极管的集电极与第二供电电路之间的连接线上，且该电容的正极为第三供电电路的输出端。

在本方案中，还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接在三极管的集电极与第二供电电路之间的连接线上，所述第六电阻的另一端连接电容的正极。

作为优选，所述电容为电解电容或超级电容。

作为优选，所述三极管为PNP管。

所述第一供电电路包括第一电池检测电路，所述第一电池检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第一电阻和第三电阻相串联，所述第一电容和第二电阻相串联，所述第一电阻和第三电阻之间的连接线还连接在第一电容和第二电阻之间的连接线上，且所述第三电阻的另一端连接内置电池的正极，所述第一电阻的另一端与第一电容的另一端相连接且接地，所述第二电阻的另一端对应为第一供电电路的电池检测口。

所述第二供电电路包括第二电池检测电路，所述第二电池检测电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第二电容，所述第六电阻和第七电阻相串联，所述第二电容和第八电阻相串联，所述第六电阻和第七电阻之间的连接线还连接在第二电容和第八电阻之间的连接线上，且所述第七电阻的另一端连接外置电池的正极，所述外置电池的负极接地，所述第六电阻的另一端与第二电容的另一端相连接且接地，所述第八电阻的另一端对应为第二供电电路的电池检测口。

所述第二供电电路还包括二极管，所述二极管的正极连接外置电池的正极，所述二极管的负极连接三极管的集电极。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过控制电路切换外置电池或内置电池为MCU供电，该MCU给控制电路发送控制信号，以优先选择外置电池为MCU供电，在外置电池欠压时则通过MCU控制内置电池为MCU供电，从而保证在外置电池欠压时也能对MCU持续供电，因此该备用电源电路能很好的控制外置电池优先供电。另外通过第三供电电路能保证外置电池未欠压且意外被拔出时为MCU进行短暂供电，以控制该电路切换至内置电池进行供电。

附图说明

图1为本实用新型实施例中电能表备用电源电路的电路图。

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所示，一种电能表备用电源电路包括具有内置电池GB1的第一供电电路1以及具有外置电池GB2的第二供电电路2，第一供电电路1的电池检测口BAT1和第二供电电路2的电池检测口BAT2均与电能表内的MCU相连接，用于将内置电池和外置电池的电压情况传递给电能表内的MCU；还包括：控制电路3，设于第一供电电路1和第二供电电路2之间，该控制电路3的控制端与电能表的MCU相连接，用于通过MCU给控制电路3发送控制信号以选择第一供电电路1或第二供电电路2供电；以及第三供电电路4，设于控制电路3与第二供电电路2之间，该输出端对应连接MCU的电源端，用于为MCU供电。

本实施例中，控制电路3包括三极管V1，三极管V1的基极为控制电路3的控制端，三极管V1的基极与电能表内MCU相连接，三极管V1的发射极与第一供电电路1相连接，三极管V1的集电极与第二供电电路2相连接。另外，三极管V1的基极与电能表内MCU之间还设有第五电阻R5。本实施例中，三极管V1为PNP管。

第三供电电路4包括用于充放电的电容CE1，电容CE1的负极接地，电容CE1的正极连接在三极管V1的集电极与第二供电电路2之间的连接线上，且该电容CE1的正极为第三供电电路4的输出端。本实施例中，电容CE1为电解电容或超级电容。

另外，还包括第六电阻R6，第六电阻R6的一端连接在三极管V1的集电极与第二供电电路2之间的连接线上，第六电阻R6的另一端连接电容CE1的正极。

第一供电电路1包括第一电池检测电路，第一电池检测电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1，第一电阻R1和第三电阻R3相串联，第一电容C1和第二电阻R2相串联，第一电阻R1和第三电阻R3之间的连接线还连接在第一电容C1和第二电阻R2之间的连接线上，且第三电阻R3的另一端连接内置电池GB1的正极，第一电阻R1的另一端与第一电容C1的另一端相连接且接地，第二电阻R2的另一端对应为第一供电电路1的电池检测口BAT1。该第一供电电路1中还包括电池测试接口TP13，该电池测试接口TP13用于检测该内置电池GB1两端的电压。

第二供电电路2包括第二电池检测电路，所述第二电池检测电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第二电容C2，第六电阻R6和第七电阻R7相串联，第二电容C2和第八电阻R8相串联，第六电阻R6和第七电阻R7之间的连接线还连接在第二电容C2和第八电阻R8之间的连接线上，且第七电阻R7的另一端连接外置电池GB2的正极，外置电池GB2的负极接地，第六电阻R6的另一端与第二电容C2的另一端相连接且接地，第八电阻R8的另一端对应为第二供电电路2的电池检测口BAT2。

该备用电源电路的工作原理为：电能表正常工作以及电网掉电时，MCU的I/O口都置为高电平，此时三极管V1截止，备用电源电路中只能通过具有外置电池GB2的第二供电电路2为MCU供电，当MCU检测到第二电池检测电路对应的电池检测口BAT2的电压低于设定阈值时，则该MCU提示需要更换外置电池GB2，同时MCU的I/O口置为低电平，三极管V1导通，则具有内置电池GB1的第一供电电路1开始工作；当外置电池GB2更换完成后，通过将MCU的I/O口置为高电平，三极管V1截止，此时第一供电电路1则关闭工作，再次开启具有外置电池的第二供电电路工作。另外，在外置电池未欠压而外置电池突然拔掉时，此时则由第三供电电路4为MCU进行短暂供电，以支持MCU将MCU的I/O口置为低电平，从而能保证切换至内置电池的第一供电电路供电。

上述备用电源电路通过控制电路能控制优先使用外置电池进行供电，且在外置电池欠压时，则切换至内置电池进行短暂供电，并能保证外置电池更换后继续切换至外置电池进行供电，因此该备用电源电路能更好的控制优先使用方便更换的外置电池进行供电；另外，通过在备用电源电路中设置具有充放电功能的电容，该电容能在电能表未检测到外置电池未欠压但此时人为突然拔掉外置电池时为MCU进行短暂供电，以保证MCU控制三极管打开，从而切换至内置电池进行供电，从而能在发生意外情况下时也能正常保证该备用电源电路的正常工作。

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)

1.一种电能表备用电源电路，包括具有内置电池(GB1)的第一供电电路(1)以及具有外置电池(GB2)的第二供电电路(2)，所述第一供电电路(1)的电池检测口(BAT1)和第二供电电路(2)的电池检测口(BAT2)均与电能表内的MCU相连接，用于将内置电池和外置电池的电压情况传递给电能表内的MCU；其特征在于：还包括：

控制电路(3)，设于第一供电电路(1)和第二供电电路(2)之间，该控制电路(3)的控制端与电能表的MCU相连接，用于通过MCU给控制电路(3)发送控制信号以选择第一供电电路(1)或第二供电电路(2)供电；以及

第三供电电路(4)，设于控制电路(3)与第二供电电路(2)之间，第三供电电路(4)的输出端对应连接MCU的电源端(VBAT)，用于为MCU供电。

2.根据权利要求1所述的备用电源电路，其特征在于：所述控制电路(3)包括三极管(V1)，所述三极管(V1)的基极为控制电路(3)的控制端，该三极管(V1)的基极与电能表内MCU相连接，所述三极管(V1)的发射极与第一供电电路(1)相连接，所述三极管(V1)的集电极与第二供电电路(2)相连接。

3.根据权利要求2所述的备用电源电路，其特征在于：所述三极管(V1)的基极与电能表内MCU之间还设有第五电阻(R5)。

4.根据权利要求3所述的备用电源电路，其特征在于：所述第三供电电路(4)包括用于充放电的电容(CE1)，所述电容(CE1)的负极接地，所述电容(CE1)的正极连接在三极管(V1)的集电极与第二供电电路(2)之间的连接线上，且该电容(CE1)的正极为第三供电电路(4)的输出端。

5.根据权利要求4所述的备用电源电路，其特征在于：还包括第六电阻(R6)，所述第六电阻(R6)的一端连接在三极管(V1)的集电极与第二供电电路(2)之间的连接线上，所述第六电阻(R6)的另一端连接电容(CE1)的正极。

6.根据权利要求4或5任一项所述的备用电源电路，其特征在于：所述电容(CE1)为电解电容或超级电容。

7.根据权利要求2～5任一项所述的备用电源电路，其特征在于：所述三极管(V1)为PNP管。

8.根据权利要求1所述的备用电源电路，其特征在于：所述第一供电电路(1)包括第一电池检测电路，所述第一电池检测电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第一电容(C1)，所述第一电阻(R1)和第三电阻(R3)相串联，所述第一电容(C1)和第二电阻(R2)相串联，所述第一电阻(R1)和第三电阻(R3)之间的连接线还连接在第一电容(C1)和第二电阻(R2)之间的连接线上，且所述第三电阻(R3)的另一端连接内置电池(GB1)的正极，所述第一电阻(R1)的另一端与第一电容(C1)的另一端相连接且接地，所述第二电阻(R2)的另一端对应为第一供电电路(1)的电池检测口(BAT1)。

9.根据权利要求2所述的备用电源电路，其特征在于：所述第二供电电路(2)包括第二电池检测电路，所述第二电池检测电路包括第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)和第二电容(C2)，所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)相串联，所述第二电容(C2)和第八电阻(R8)相串联，所述第六电阻(R6)和第七电阻(R7)之间的连接线还连接在第二电容(C2)和第八电阻(R8)之间的连接线上，且所述第七电阻(R7)的另一端连接外置电池(GB2)的正极，所述外置电池(GB2)的负极接地，所述第六电阻(R6)的另一端与第二电容(C2)的另一端相连接且接地，所述第八电阻(R8)的另一端对应为第二供电电路(2)的电池检测口(BAT2)。

10.根据权利要求9所述的备用电源电路，其特征在于：所述第二供电电路(2)还包括二极管(VD1)，所述二极管(VD1)的正极连接外置电池(GB2)的正极，所述二极管(VD1)的负极连接三极管(V1)的集电极。

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