CN216387228U - 一种表计负载检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种表计负载检测电路，包括负载和具有触点的继电器，触点的两端分别连接火线和零线，负载连接在触点与零线之间，其特征在于：还包括有三极管，所述三极管的基极连接在负载与触点之间；所述三极管的集电极通过第九电阻连接第一电源；第二电容，第二电容的一端连接在三极管的发射极，所述第二电容的另一端连接火线；第八电阻，第八电阻与第二电容相并联，所述第八电阻的一端连接在第二电容与三极管的发射极之间后并连接表计的MCU。优点在于：当继电器合闸时，检测电路将被旁路而不会检测到负载信号，当继电器拉闸时，负载检测部分电路可检测到稳定电压信号，另外根据三极管的基极和发射极之间的电压，以计算到用户负载的精准值。

Description

一种表计负载检测电路

技术领域

本实用新型涉及表计领域，特别涉及一种表计负载检测电路。

背景技术

随着海外市场智能电能表普及，需求量日益增大，且各个国家需求迥异，功能繁多，多数情况下，一款电能表需要集成通信、显示、计量、报警、控制等多种功能，并且需要满足部分市场的特殊需求。不同的市场与应用场景，产生了各种各样的特殊需求，数据显示，用电安全是各大市场最为关注的场景之一。

当前主流表计方案，内置继电器拉合闸逻辑简单，仅软件下发拉合闸命令即可，当工人正在检修时或者用电设备开关打开时突然合闸对人身、设备安全都会产生威胁，所以提出负载检测功能，给继电器拉合闸增加一道判断，提高用电安全。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上述现有技术提供一种成本低、占用空间小的表计负载检测电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种表计负载检测电路，包括负载和具有触点的继电器，所述触点的两端分别连接火线和零线，所述负载连接在触点与零线之间，其特征在于：还包括有三极管、第二电容和第八电阻，其中，

三极管，所述三极管的基极连接在负载与触点之间；所述三极管的集电极通过第九电阻连接第一电源；

第二电容，所述第二电容的一端连接三极管的发射极，所述第二电容的另一端连接火线；

第八电阻，所述第八电阻与第二电容相并联，所述第八电阻的一端连接在第二电容与三极管的发射极之间后并连接表计的MCU。

进一步的，还包括设于负载与三极管之间的分压电路。

由于现场缆线较长达到数百米，产生较大的寄生电容，优选地，还包括设于负载与所述分压电路之间的二极管，所述二极管的正极连接负载的一端，所述二极管的负极与分压电路相连接。这样通过二极管起到整流的作用，寄生电容在数个周期内快速充满，同时增加滤波功能，保证检测电路正常运行。

为了减小三极管的输入阻抗，还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接在三极管的基极与所述分压电路之间，所述第六电阻的另一端连接所述三极管的发射极。这样能使三极管在没有信号时迅速可靠截止。

为了能实现滤波作用，还包括第一电容，所述第一电容与第六电阻相并联。

还包括第七电阻，所述第七电阻与第八电阻相串联，所述第七电阻的另一端连接MCU的接口。

为了能使第二电容快速充电，缓慢放电的目的，所述第八电阻的阻值大于所述第九电阻的阻值。这样能保证MCU采样到稳定电平信号。

为了实现远程控制的继电器，所述继电器的触点控制端与所述表计的MCU相连接，用于通过MCU给继电器下发拉合闸命令。

优选地，所述分压电路包括依次串联的多个电阻。

优选地，所述三极管为NPN型三极管。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：当继电器合闸时，检测电路将被旁路而不会检测到负载信号，当继电器拉闸时，负载检测部分电路可检测到稳定电压信号，另外根据三极管的基极和发射极之间的电压，以计算到用户负载的精准值，因此本检测电路简单、成本低，节省PCB布局空间，兼容性强，可应用于各种长线缆场景。

附图说明

图1为本实用新型实施例中表计负载检测电路的电路图。

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，本实施例中的表计负载检测电路包括负载1、具有触点K1的继电器、三极管V1、第二电容C2和第八电阻R8。继电器的触点K1控制端与表计的MCU相连接，用于通过MCU给继电器下发拉合闸命令。

触点K1的两端分别连接火线UL和零线UN，负载1连接在触点K1与零线UN之间，三极管V1的基极连接在负载1与触点K1之间；三极管V1的集电极通过第九电阻R9连接第一电源VCC；第二电容C2的一端连接在三极管V1的发射极，第二电容C2的另一端连接火线UL；第八电阻R8与第二电容C2相并联，第八电阻R8的一端连接在第二电容C2与三极管V1的发射极之间后并连接表计的MCU。

上述表计负载检测电路还包括分压电路2和与分压电路2串联的二极管VD1，分压电路2和二极管VD1设于负载1与三极管V1之间，二极管VD1连接在负载1与分压电路2之间，二极管VD1的正极连接负载1的一端，二极管VD1的负极与分压电路2相连接。由于用户端环境复杂，甚至会使用数百米长的线缆，线缆上的寄生电容若较大，由于电容通交流特性，将导致即使继电器拉闸，负载检测电路也会被旁路，导致电路失效。所以在检测回路中增加二极管VD1，即使现场缆线较长达到数百米，产生较大的寄生电容，也可以通过二极管VD1整流的效果，交流变直流，寄生电容在数个周期内快速充满，同时软件增加滤波，保证检测电路正常运行。

为了保证三极管的抗干扰性，本实施例中的表计负载检测电路还包括第六电阻R6和与第六电阻R6并联的第一电容C1，第六电阻R6的一端连接在三极管V1的基极与分压电路2之间，第六电阻R6的另一端连接三极管V1的发射极。

本实施例中，分压电路2包括依次串联的多个电阻，分别为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5。

还包括第七电阻R7，第七电阻R7与第八电阻R8相串联，第七电阻R7的另一端连接MCU的接口CHK。

如图1所示，三极管V1为NPN型三极管；第二电容C2为超级电容或电解电容；第八电阻R8的阻值大于第九电阻R9的阻值。本实施例中，第八电阻R8的阻值至少为第九电阻R9阻值的10倍。

本检测电路的工作原理为：

1、常规状态下继电器合闸，由于电流被继电器旁路，三极管V1基极电压Vb小于0.7V，三极管V1进入截止状态，并且MCU的接口CHK通过第七电阻R7、第八电阻R8下拉至地，即MCU可收到稳定的低电平信号；

2、当继电器拉闸时，通过二极管VD1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6形成半波信号，当参数合理配置后，可达到三极管V1处在放大状态，并以半正弦波周期导通的效果；同时若第九电阻R9取较小阻值，第八电阻R8取较大阻值，可以使第二电容C2达到快速充电，缓慢放电目的，在一定正弦波周期后，第二电容C2的电压可充至正弦波峰值，最终MCU在CHK脚可采样到稳定电平信号。三极管V1的发射极电压Va≈Vb-0.7V，Vb＝Vi×R6/(Rload+R1+R2+R3+R4+R5+R6)[此处VD1压降可忽略不计]，Rload为负载电阻，按如上公式，可以通过公式计算分析得到用户负载Rload精确值，从而对用户负载大小进行判断。

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)

1.一种表计负载检测电路，包括负载(1)和具有触点(K1)的继电器，所述触点(K1)的两端分别连接火线(UL)和零线(UN)，所述负载(1)连接在触点(K1)与零线(UN)之间，其特征在于：还包括有三极管(V1)、第二电容(C2)和第八电阻(R8)，其中，

三极管(V1)，所述三极管(V1)的基极连接在负载(1)与触点(K1)之间；所述三极管(V1)的集电极通过第九电阻(R9)连接第一电源(VCC)；

第二电容(C2)，所述第二电容(C2)的一端连接三极管(V1)的发射极，所述第二电容(C2)的另一端连接火线(UL)；

第八电阻(R8)，所述第八电阻(R8)与第二电容(C2)相并联，所述第八电阻(R8)的一端连接在第二电容(C2)与三极管(V1)的发射极之间后并连接表计的MCU。

2.根据权利要求1所述的表计负载检测电路，其特征在于：还包括设于负载(1)与三极管(V1)之间的分压电路(2)。

3.根据权利要求2所述的表计负载检测电路，其特征在于：还包括设于负载(1)与所述分压电路(2)之间的二极管(VD1)，所述二极管(VD1)的正极连接负载(1)的一端，所述二极管(VD1)的负极与分压电路(2)相连接。

4.根据权利要求3所述的表计负载检测电路，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)的基极与所述分压电路(2)之间，所述第六电阻(R6)的另一端连接所述三极管(V1)的发射极。

5.根据权利要求4所述的表计负载检测电路，其特征在于：还包括第一电容(C1)，所述第一电容(C1)与第六电阻(R6)相并联。

6.根据权利要求5所述的表计负载检测电路，其特征在于：还包括第七电阻(R7)，所述第七电阻(R7)与第八电阻(R8)相串联，所述第七电阻(R7)的另一端连接MCU的接口(CHK)。

7.根据权利要求1～6任一项所述的表计负载检测电路，其特征在于：所述第八电阻(R8)的阻值大于所述第九电阻(R9)的阻值。

8.根据权利要求7所述的表计负载检测电路，其特征在于：所述继电器的触点(K1)控制端与所述表计的MCU相连接，用于通过MCU给继电器下发拉合闸命令。

9.根据权利要求2～6任一项所述的表计负载检测电路，其特征在于：所述分压电路(2)包括依次串联的多个电阻。

10.根据权利要求7所述的表计负载检测电路，其特征在于：所述三极管(V1)为NPN型三极管。

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