CN216051899U - 一种防篡改电表电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防篡改电表电源，涉及电表智能保护技术领域，包括备用电源模块，磁场检测模块，通信模块、中央控制模块，存储模块；所述备用电源模块用于为电表供电，磁场检测模块用于检测电表是否存在异常的磁场，通信模块用于进行无线通信，中央控制模块用于控制所述备用电源模块的工作，接收所述磁场检测模块输出的模拟信号和传输数字信号给所述通信模块和存储模块，存储模块用于保存电表数据。本实用新型防篡改电表电源通过备用电源对掉零线现象进行判断和处理，加强对电表本身的防篡改能力，降低电表被篡改的可能性，并且对电表周围磁场实时检测，异常时进行报警，从根本上断绝用电者对电表篡改的动机，进一步提高电表的防窃性。

Description

一种防篡改电表电源

技术领域

本实用新型涉及电表智能保护技术领域，具体是一种防篡改电表电源。

背景技术

随着社会经济水平的不断提高，人们的用电需求不断的增加，但是，近年来，某些用电者通过篡改电表使其抑制工作，以达到免费用电的目的，由于篡改的行为屡禁不止，对电力企业带来严重的影响，不仅造成不必要的经济损失，也为电表埋下安全隐患，威胁人们的生命安全，其中利用磁性篡改和单线篡改的方法最为普遍，目前电表电源方案大多是开关电源控制，电路复杂，造价高，并且对于篡改电表没有很好的预防、报警和通信功能，使得篡改者抱有侥幸心理，进而导致篡改行为屡禁不止。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种防篡改电表电源，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例的第一方面，提供一种防篡改电表电源，该防篡改电表电源包括：备用电源模块，磁场检测模块，通信模块、中央控制模块，存储模块；

所述备用电源模块，用于通过电压互感器供电，为电表掉零线计量时供电；

所述磁场检测模块，用于通过磁性传感器检测是否存在异常的磁场；

所述通信模块，用于采集所述中央控制模块的输出数字信号并进行无线通信；

所述中央控制模块，用于控制所述备用电源模块的工作，用于接收所述磁场检测模块输出的模拟信号，用于传输数字信号给所述通信模块和存储模块；

所述存储模块，用于有序记录保存所述中央控制模块输出的数字信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型防篡改电表电源通过备用电源对掉零线现象进行判断和处理，加强对电表本身的防篡改能力，降低电表被篡改的可能性，并且对电表周围磁场实时检测，异常时进行报警，从根本上断绝用电者对电表篡改的动机，进一步提高电表的防窃性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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获得其他的附图。

图1为本实用新型实例提供的防篡改电表电源的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的防篡改电表电源电路图。

图3为本实用新型实例提供的磁场检测模块电路图。

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做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。

参见图1，本实用新型实施例提供一种防篡改电表电源，该防篡改电表电源包括：备用电源模块1，磁场检测模块2，通信模块3、中央控制模块4，存储模块5，主电源模块 6和报警模块7；

具体地，备用电源模块1，用于通过电压互感器PT供电，为电表掉零线计量时供电；所述备用电源模块1连接中央控制模块4的第二端；

磁场检测模块2，用于通过磁性传感器U3检测是否存在异常的磁场；所述磁场检测模块2连接中央控制模块4的第三端；

通信模块3，用于采集所述中央控制模块4的输出数字信号并进行无线通信；所述通信模块3连接中央控制模块4的第四端；

中央控制模块4，用于控制所述备用电源模块1的工作，用于接收所述磁场检测模块 2输出的模拟信号，用于传输数字信号给所述通信模块3和存储模块5；

存储模块5，用于有序记录保存所述中央控制模块4输出的数字信号；所述存储模块 5连接中央控制模块4的第六端；

主电源模块6，用于为电表正常上电时提供电源；述主电源模块6的第一端连接所述中央控制模块4的第一端；

报警模块7，用于在电表出现掉零线或者电表附近磁场异常时发出声光报警；所述报警模块7的第一端连接所述中央控制模块4的第五端。

在具体实施例中，上述备用电源模块1可采用电压互感器PT直接对电表接线端子的电流线取电压，也可以通过电流互感器串联阻抗获取电压；上述磁场检测模块2可采用电磁感应法、霍尔效应法、磁阻效应法等方法对电表周围磁场进行检测，在此选用方便可靠的霍尔效应法；上述通信模块3可采用RS485通信实现数据的无线传输，也可以采用CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线和Internet网络交互进行多点电表共同无线数据传输；上述中央控制模块4可采用SOC(System on Chip，系统级芯片)对电表进行集成控制和计量；上述存储模块5可采用EEPROM(Electrically Erasable Programmableread only memory，带电可擦可编程只读存储器)或者Flash(快速)存储器保存电表数据，上述主电源模块6和报警模块7分别采用阻容降压方案和声光报警方案，在此不做赘述。

实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，在本实用新型所述的防篡改电表电源的一个具体实施例中，所述备用电源模块1包括备用电源供电单元101、备用电源断电单元103和备用电源检测单元102；所述中央控制模块4包括第一控制器U1；

具体地，备用电源供电单元101，用于为电表掉零线计量时供电；

备用电源检测单元102，用于检测备用电源的电压情况；

备用电源断电单元103，用于断开备用电源，停止供电；

该备用电源供电单元101的第一端连接电表接线端子电流线上，备用电源供电单元101 的第二端连接备用电源断电单元103的第一端和备用电源检测单元102的第一端，备用单电源断电单元的第二端和备用电源检测单元102的第二端连接主控制模块的第二端。

进一步地，所述备用电源供电单元101包括电压互感器PT、熔断器F1、整流器T、第一电容C1和第二电容C2；

具体地，电压互感器PT的第一端连接电表接线端子的电流线，电压互感器PT的第二端通过熔断器F1连接整流器T的第一端和第三端，整流器T的第四端连接第一电容C1的第一端和第二电容C2的第一端，整流器T的第二端接地、第一电容C1的第二端和第二电容C2的第二端。

进一步地，所述备用电源检测单元102包括第一电阻R1、第二电阻R2、稳压器U2、第三电容C3、第四电容C4、第一开关管N1和第三电阻R3；

具体地，第一电阻R1的第一端连接第二电容C2的第一端、第三电容C3的第一端和稳压器U2的第一端，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端和第一开关管N1的第三端，第二电阻R2的第二端接地、第三电容C3的第二端、稳压器U2的第三端、第四电容C4的第二端和第一开关管N1的第二端，稳压器U2的第二端连接第四电容C4的第一端和第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接第一开关管N1的第一端和第一控制器U1的IO口。

进一步地，所述备用电源断电单元103包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第二开关管N2；

具体地，第四电阻R4的第二端连接第六电阻R6的第一端和第五电阻R5的第一端，第六电阻R6的第二端连接第二开关管N2的第三端，第二开关管N2的第一端通过第七电阻R7连接第四电阻R4的第一端和第二电容C2的第一端，第二开关管N2的第二端接地，第五电阻R5的第二端接第一控制器U1的IO口。

进一步地，所述磁场检测模块2包括磁性传感器U3、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管DV1、第一电源+5V、第二二极管D1和第一运放A1；

具体地，磁性传感器U3的第一端连接第一电源+5V、第八电阻R8和第九电阻R9，磁场传感器的第二端连接第八电阻R8的另一端、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管DV1 和第一运放A1的第二端，磁性传感器U3的第三端接地、第五电容C5的另一端和第一二极管DV1的另一端，第九电阻R9的另一端连接第一运放A1的第三端和第六电容C6的另一端，并通过第十电阻R10接地，第一运放A1的第一端通过第十一电阻R11接第一运放 A1的第八端，第一运放A1的第六端连接第二二极管D1的阴极和第一控制器U1的阴极，第二二极管D1的阳极接地。

在具体实施例中，上述第一电容C1和第二电容C2作为滤波电容使用，在此滤波电容还可以采用RLC滤波电路或者π型滤波电路实现滤波功能；上述稳压器U2选用输出为3.3V电压的三端集成稳压器U2ASM1117；上述第一开关管N1和第二开关管N2选用NPN型三极管；上述磁性传感器U3可选用高线性度的霍尔传感器SS495；上述第一运放A1选用AD620 芯片对输出信号进行前置放大；上述第一二极管DV1选用肖特基二极管保护电路。

在本实用新型实施例中，当电表零线出现掉落或者人为断开，且电表的电流较大，备用电源模块1的电压较高时，备用电源模块1会代替主电源模块6对电表进行供电，此时电表的时钟转入降频工作模式中，随着用电的进行，电表的电流逐渐变小，同时对备用电源模块1输出电压进行检测，根据中央控制模块4判断备用电源模块无法为电表提供所需电压，此时根据第一控制器U1内部分段计量程序，电表进入低功耗的计量时钟频率，启动电表内部电池进行供电确保电表工作，在此期间由于电表本身电流小，在利用备用电源进行主电源和电池进行电源转换的过程中，通过备用电源能够对该期间的用电量进行准确计量，避免用电者对电表进行单线篡改，除此之外，还通过磁场检测模块2对电表附近磁场进行检测，避免利用磁性篡改电表的行为，其中，在备用电源模块1中，在掉零线且电表电流较大时，备用电源的电压足以使第一开关管N1导通而拉低第一控制器U1的IO1口，此时第一控制器U1的IO2输出低电平，备用电源在此期间为电表供电并改变电表计量时钟频率，当电表电流减小，备用电源也同样减小，导致第一开关管N1断开，第一控制器 U1的IO1口被拉低，第一控制器U1的IO2口输出高电平使第二开关管N2闭合，主电源供电转换为电池供电，并且此时电表计量时钟频率变为最低，使得电表零线掉落后仍能正常进行电表的计量功能，当零线彻底断电后，启动报警功能并存储数据，通过通信模块3通知工作人员，并且当用电者出现刻意利用磁场扰乱电表行为时，报警也将启动并存储数据和通知工作人员。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种防篡改电表电源，其特征在于：

该防篡改电表电源包括：备用电源模块，磁场检测模块，通信模块、中央控制模块，存储模块；

所述备用电源模块，用于通过电压互感器供电，为电表掉零线计量时供电；

所述磁场检测模块，用于通过磁性传感器检测是否存在异常的磁场；

所述通信模块，用于采集所述中央控制模块的输出数字信号并进行无线通信；

所述中央控制模块，用于控制所述备用电源模块的工作，用于接收所述磁场检测模块输出的模拟信号，用于传输数字信号给所述通信模块和存储模块；

所述存储模块，用于有序记录保存所述中央控制模块输出的数字信号。

2.根据权利要求1所述的一种防篡改电表电源，其特征在于，所述防篡改电表电源还包括主电源模块和报警模块；

所述主电源模块，用于为电表正常上电时提供电源；

所述报警模块，用于在电表出现掉零线或者电表附近磁场异常时发出声光报警；

所述主电源模块的第一端连接所述中央控制模块的第一端，报警模块的第一端连接所述中央控制模块的第五端。

3.根据权利要求1所述的一种防篡改电表电源，其特征在于，所述备用电源模块包括备用电源供电单元、备用电源断电单元和备用电源检测单元；所述中央控制模块包括第一控制器；

所述备用电源供电单元，用于为电表掉零线计量时供电；

所述备用电源检测单元，用于检测备用电源的电压情况；

所述备用电源断电单元，用于断开备用电源，停止供电；

所述备用电源供电单元的第一端连接电表接线端子电流线上，备用电源供电单元的第二端连接备用电源断电单元的第一端和备用电源检测单元的第一端，备用单电源断电单元的第二端和备用电源检测单元的第二端连接主控制模块的第二端。

4.根据权利要求3所述的一种防篡改电表电源，其特征在于，所述备用电源供电单元包括电压互感器、熔断器、整流器、第一电容和第二电容；

所述电压互感器的第一端连接电表接线端子的电流线，电压互感器的第二端通过熔断器连接整流器的第一端和第三端，整流器的第四端连接第一电容的第一端和第二电容的第一端，整流器的第二端接地、第一电容的第二端和第二电容的第二端。

5.根据权利要求4所述的一种防篡改电表电源，其特征在于，所述备用电源检测单元包括第一电阻、第二电阻、稳压器、第三电容、第四电容、第一开关管和第三电阻；

所述第一电阻的第一端连接第二电容的第一端、第三电容的第一端和稳压器的第一端，第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端和第一开关管的第三端，第二电阻的第二端接地、第三电容的第二端、稳压器的第三端、第四电容的第二端和第一开关管的第二端，稳压器的第二端连接第四电容的第一端和第三电阻的第一端，第三电阻的第二端连接第一开关管的第一端和第一控制器的IO口。

6.根据权利要求4所述的一种防篡改电表电源，其特征在于，所述备用电源断电单元包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二开关管；

所述第四电阻的第二端连接第六电阻的第一端和第五电阻的第一端，第六电阻的第二端连接第二开关管的第三端，第二开关管的第一端通过第七电阻连接第四电阻的第一端和第二电容的第一端，第二开关管的第二端接地，第五电阻的第二端接第一控制器的IO口。

7.根据权利要求1所述的一种防篡改电表电源，其特征在于，所述磁场检测模块包括磁性传感器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第五电容、第六电容、第一二极管、第一电源、第二二极管和第一运放；

所述磁性传感器的第一端连接第一电源、第八电阻和第九电阻，磁场传感器的第二端连接第八电阻的另一端、第五电容、第六电容、第一二极管和第一运放的第二端，磁性传感器的第三端接地、第五电容的另一端和第一二极管的另一端，第九电阻的另一端连接第一运放的第三端和第六电容的另一端，并通过第十电阻接地，第一运放的第一端通过第十一电阻接第一运放的第八端，第一运放的第六端连接第二二极管的阴极和第一控制器的阴极，第二二极管的阳极接地。

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