CN212747939U - 一种智能水表的电机供电电路及智能水表系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能水表的电机供电电路及智能水表系统，电机供电电路包括放大单元、稳压单元和降压单元，放大单元包括三极管，稳压单元包括场效应管和第一二极管；三极管的基极连接微控制器的使能端，三极管的集电极连接所述场效应管的第一端，场效应管的第二端连接Mbus总线电压，场效应管的第三端连接所述降压单元的输入端，第一二极管连接于场效应管的第一端和第二端之间；降压单元包括直流变换器DCDC，降压单元的输出端连接电机电压输入端；所述电机供电电路，在所述微控制器的使能端为高电平时，将所述Mbus总线电压转换为所述电机的供电电压，因而提高了通信速率，且减少了元器件数量、降低了成本。

Description

一种智能水表的电机供电电路及智能水表系统

技术领域

本实用新型涉及水表通信技术领域，更具体地说，涉及一种智能水表的电机供电电路及智能水表系统

背景技术

目前，远程抄表技术分为无线抄表和有线抄表两大类。其中，有线抄表通信技术常用的有RS485总线技术、MBUS总线技术。RS485总线技术需要对设备提供电源，接线较多，现场施工较为复杂，并且带载能力有限；MBUS是欧洲标准的两线制总线，主要用于消耗测量仪器诸如热表和水表系列，水表可以通过该总线获取电源，仅在抄表时才给水表供电，在空闲时，总线不带电，极大的节省了能耗；由于采用的是两线制，施工简便，带载能力强，通讯距离远，能够适应电网电压起伏不定的波动。

现有的远传智能水表的电机供电管理电路普遍速率低，由于采用器件较多，因此不仅使得生产成本较高，而且给后期的维护、维修带来麻烦。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述的智能水表的电机供电管理电路普遍速率低，信号传输能力差，生产、维护成本较高的问题，提供一种智能水表的电机供电电路及智能水表系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种智能水表的电机供电电路，所述电机供电电路包括放大单元、稳压单元和降压单元；所述放大单元包括三极管，所述稳压单元包括场效应管和第一二极管；所述三极管的基极连接微控制器的使能端，所述三极管的集电极连接所述场效应管的第一端，所述场效应管的第二端连接Mbus总线电压，所述场效应管的第三端连接所述降压单元的输入端，所述第一二极管连接于所述场效应管的第一端和第二端之间；所述降压单元包括直流变换器DCDC，所述降压单元的输出端连接电机电压输入端；所述电机供电电路，在所述微控制器的使能端为高电平时，将所述Mbus总线电压转换为所述电机的供电电压。

优选地，所述放大单元还包括第一电阻和第二电阻，所述三极管的基极经由所述第一电阻连接所述微控制器的使能端，所述三极管的集电极经由所述第二电阻连接所述场效应管的第一端，所述三极管的发射极接地。

优选地，所述三极管为NPN型三极管。

优选地，所述稳压单元还包括第三电阻；所述第一二极管和第三电阻并联于所述场效应管的源极和栅极之间；所述场效应管的源极连接所述Mbus总线电压，所述场效应管的栅极连接所述第二电阻，所述场效应管的漏极连接所述降压单元的输入端。

优选地，所述第一二极管为稳压二极管，所述场效应管为N沟道型金属氧化物半导体场效应管。

优选地，所述第一二极管的阳极连接所述场效应管的栅极，所述第一二极管的阴极连接所述场效应管的源极。

优选地，所述DCDC的电压输入端连接所述场效应管的第三端，所述DCDC的开关输出端连接所述电机电压输入端。

本实用新型实施例还提供一种智能水表系统，包括微控制器、电机、Mbus总线，以及上所述的电机供电电路；所述Mbus总线为所述电机供电电路提供输入电压，所述微控制器控制所述电机供电电路为所述电机供电。

实施本实用新型实施例的智能水表的电机供电电路及智能水表系统具有以下有益效果：电机供电电路包括放大单元、稳压单元和降压单元，放大单元包括三极管，稳压单元包括场效应管和第一二极管；三极管的基极连接微控制器的使能端，三极管的集电极连接所述场效应管的第一端，场效应管的第二端连接Mbus总线电压，场效应管的第三端连接所述降压单元的输入端，第一二极管连接于场效应管的第一端和第二端之间；降压单元包括直流变换器DCDC，降压单元的输出端连接电机电压输入端；所述电机供电电路，在所述微控制器的使能端为高电平时，将所述Mbus总线电压转换为所述电机的供电电压，因而提高了通信速率，且减少了元器件数量、降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的智能水表系统框图；

图2是本实用新型实施例提供的智能水表的电机供电电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的智能水表系统框图，包括电机供电电路101、MCU(微控制器，Microcontroller Unit)102、Mbus总线103以及电机104。其中，MBUS总线103为所述电机供电电路101提供输入电压，MCU102控制所述电机供电电路101为电机104供电。

如图2所示，是本实用新型实施例提供的电机供电电路101的示意图，所述电机供电电路包括放大单元1011、稳压单元1012和降压单元1013。

其中，放大单元1011包括三极管Q1，稳压单元1012包括场效应管Q2和第一二极管D1；三极管Q1的基极连接微控制器102的使能端EN，三极管Q1的集电极连接场效应管Q2的第一端，场效应管Q2的第二端连接Mbus总线电压VCC，场效应管Q2的第三端连接降压单元1013的输入端，第一二极管D1连接于场效应管Q2的第一端和第二端之间；降压单元1013包括直流变换器DCDC U1，降压单元1013的输出端连接电机104电压输入端。

所述电机供电电路101，在微控制器102的使能端EN为高电平时，将Mbus总线电压VCC转换为所述电机104的供电电压，因而提高了通信速率，且减少了元器件数量、降低了成本。

具体地，放大单元1011还包括第一电阻R1和第二电阻R2，三极管Q1的基极经由第一电阻R1连接所述微控制器102的使能端EN，三极管Q1的集电极经由第二电阻R2连接场效应管Q2的第一端，三极管Q1的发射极接地。其中，三极管Q1为NPN型三极管。

进一步地，稳压单元1012还包括第三电阻R3，第一二极管D1和第三电阻R3并联于场效应管Q2的源极和栅极之间，且第一二极管D1的阳极所述场效应管Q2的栅极，第一二极管D1的阴极连接场效应管Q2的源极。此外，场效应管Q2的源极还连接Mbus总线电压VCC，场效应管Q2的栅极连接第二电阻R2，场效应管Q2的漏极连接降压单元1013的输入端。

其中，第一二极管D1为稳压二极管，场效应管Q2为N沟道型MOSFET(金属氧化物半导体场效晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)。MOS管的漏源电压Vdss为60V，连续漏极电流Id为3.5A，因此即使后端降压电路烧坏或短路了，仍然能保证不会影响Mbus总线电压VCC。

在本实用新型实施例中，在降压单元1013中，所述直流变换器DCDC U1的电压输入端连接场效应管Q2的第三端，所述直流变换器DCDC U1的开关输出端连接电机104电压输入端。

具体地，降压单元1013还包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第二二极管D2和第一电感L1。直流变换器DCDC U1的第二端接地。直流变换器DCDC U1的第五端连接至场效应管Q2的第三端、且经由第一电容C1接地。直流变换器DCDC U1的第四端经由第四电阻R4至场效应管Q2的第三端、且经由第五电阻R5接地。直流变换器DCDC U1的第三端经由第六电阻R6接地、且经由第七电阻R7连接电机104的电压输入端。直流变换器DCDC U1的第一端经由第三电容C3连接第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极接地。直流变换器DCDC U1的第六端连接第二二极管D2的阴极，且经由第一电感L1连接电机104的电压输入端，电机104的电压输入端经由第二电容C2接地。

当电机104需要运行时，MCU 102通过使能端EN输出高电平，由于Q1为NPN型三极管，则在其受控端为高电平的时候，三极管Q1导通，然后通过MOS管Q2控制稳压电路1012的通断，再通过直流变换器DCDC U1降压电路将Mbus总线电压VCC(VCC正常情况为+36V)电压降压为+5V电压，给电机104供电。

本实用新型实施例还提供一种智能水表系统，该水表可以为光电直读水表，是本实用新型实施例提供的智能水表系统框图，包括电机供电电路101、MCU 102、Mbus总线103以及电机104。其中，电机供电电路101分别与MCU102、Mbus总线103以及电机104连接。其中，MBUS总线103为所述电机供电电路101提供输入电压，MCU 102控制所述电机供电电路101为电机104供电，从而提高了通信速率，且减少了元器件数量、降低了成本。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种智能水表的电机供电电路，其特征在于，所述电机供电电路包括放大单元、稳压单元和降压单元；

所述放大单元包括三极管，所述稳压单元包括场效应管和第一二极管；

所述三极管的基极连接微控制器的使能端，所述三极管的集电极连接所述场效应管的第一端，所述场效应管的第二端连接Mbus总线电压，所述场效应管的第三端连接所述降压单元的输入端，所述第一二极管连接于所述场效应管的第一端和第二端之间；所述降压单元包括直流变换器DCDC，所述降压单元的输出端连接电机电压输入端；

所述电机供电电路，在所述微控制器的使能端为高电平时，将所述Mbus总线电压转换为所述电机的供电电压。

2.根据权利要求1所述的智能水表的电机供电电路，其特征在于，所述放大单元还包括第一电阻和第二电阻，所述三极管的基极经由所述第一电阻连接所述微控制器的使能端，所述三极管的集电极经由所述第二电阻连接所述场效应管的第一端，所述三极管的发射极接地。

3.根据权利要求2所述的智能水表的电机供电电路，其特征在于，所述三极管为NPN型三极管。

4.根据权利要求2所述的智能水表的电机供电电路，其特征在于，所述稳压单元还包括第三电阻；

所述第一二极管和第三电阻并联于所述场效应管的源极和栅极之间；

所述场效应管的源极连接所述Mbus总线电压，所述场效应管的栅极连接所述第二电阻，所述场效应管的漏极连接所述降压单元的输入端。

5.根据权利要求4所述的智能水表的电机供电电路，其特征在于，所述第一二极管为稳压二极管，所述场效应管为N沟道型金属氧化物半导体场效应管。

6.根据权利要求4所述的智能水表的电机供电电路，其特征在于，所述第一二极管的阳极连接所述场效应管的栅极，所述第一二极管的阴极连接所述场效应管的源极。

7.根据权利要求1所述的智能水表的电机供电电路，其特征在于，所述DCDC的电压输入端连接所述场效应管的第三端，所述DCDC的开关输出端连接所述电机电压输入端。

8.一种智能水表系统，其特征在于，包括微控制器、电机、Mbus总线，以及如权利要求1-7中任一项所述的电机供电电路；

所述Mbus总线为所述电机供电电路提供输入电压，所述微控制器控制所述电机供电电路为所述电机供电。

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