CN220066921U - 一种电能表供电电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种电能表供电电路及电子设备，涉及电能表供电、线性稳压模块、供电支路、充电支路和储能模块，线性稳压模块的输入端与电源模块相连接，线性稳压模块的输出端分别连接供电支路的输入端以及充电支路的输入端；供电支路的输出端用于与外部的电能表相连接，充电支路的输出端与储能模块的正极相连接，储能模块的正极用于与外部的电能表相连接，储能模块的负极接地，其能够降低制造成本。

Description

一种电能表供电电路及电子设备

技术领域

本申请涉及电能表供电技术领域，具体而言，涉及一种电能表供电电路及电子设备。

背景技术

带超级电容的智能电表，上电后需要给超级电容充电，尤其是当超级电容无电的情况下，首次瞬间的充电电流较大，故电路的设计至关重要。

电源在给超级电容充电的同时，需要另外给电能表及其它外设工作。正常情况下，为了防止在给超级电容充电的过程中电能表及外设的电压不稳，给超级电容充电的电路和电能表供电电路会使用两个独立的线性稳压模块降压，但使用两个独立的线性稳压模块存在成本较高的问题。

实用新型内容

本申请的目的包括，例如，提供了一种电能表供电电路，其能够降低电路制造成本。

本申请的目的还包括，提供了一种电子设备，其能够降低电路制造成本。

本申请的实施例可以这样实现：

本申请的实施例提供了一种电能表供电电路，其包括电源模块、线性稳压模块、供电支路、充电支路和储能模块，所述线性稳压模块的输入端与所述电源模块相连接，所述线性稳压模块的输出端分别连接所述供电支路的输入端以及所述充电支路的输入端；所述供电支路的输出端用于与外部的电能表相连接，所述充电支路的输出端与所述储能模块的正极相连接，所述储能模块的正极用于与外部的电能表相连接，所述储能模块的负极接地；

在所述电源模块上电的情况下，所述电源模块向所述储能模块充电，且所述电源模块向外部的电能表供电；

在所述电源模块掉电的情况下，所述储能模块向外部的电能表供电。

可选的，所述充电支路包括限流电阻，所述限流电阻的一端与所述线性稳压模块的输出端相连接，所述限流电阻的另一端与所述储能模块的正极相连接。

可选的，所述限流电阻的阻值大于所述线性稳压模块的输出电压与所述线性稳压模块的输出电流和外部的电能表预设的工作电流的差值相除得到的阻值。

可选的，所述供电支路包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述线性稳压模块的输出端相连接，所述第一二极管的负极用于与外部的电能表相连接，所述储能模块的正极与所述第一二极管的负极相连接。

可选的，所述充电支路包括第二二极管，所述第二二极管的正极与所述线性稳压模块的输出端相连接，所述第二二极管的负极与所述限流电阻的一端相连接。

可选的，所述充电支路包括第三二极管，所述第三二极管的正极与所述储能模块的正极相连接，所述第三二极管的负极用于与外部的电能表相连接。

可选的，所述供电电路还包括第一滤波模块，所述第一滤波模块的第一端与所述储能模块的负极相连接，所述第一滤波模块的第二端与所述供电支路的输出端以及所述充电支路的输出端相连接。

可选的，所述供电电路还包括第二滤波模块，所述第二滤波模块的第一端与所述储能模块的负极相连接，所述第二滤波模块的第二端与所述线性稳压模块的输出端相连接。

可选的，所述储能模块为超级电容。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括上述的电能表供电电路。

本申请实施例的电能表供电电路及电子设备的有益效果包括，例如：通过设置电源模块、线性稳压模块、供电支路、充电支路和储能模块，将线性稳压模块的输入端与电源模块相连接，线性稳压模块的输出端分别连接供电支路的输入端以及充电支路的输入端，供电支路的输出端与外部的电能表相连接，充电支路的输出端与储能模块的正极相连接，储能模块的正极与外部的电能表相连接，储能模块的负极接地，使得在电源模块上电的情况下，电源模块向储能模块充电，且电源模块向外部的电能表供电，而在电源模块掉电的情况下，储能模块向外部的电能表供电，整个供电电路只设置了一个线性稳压模块，降低了电路制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有技术中的一种电能表供电电路；

图2为本申请实施例中电能表供电电路的结构示意图；

图3为本申请实施例中的一种电能表供电电路。

图标：100-原供电支路；200-原充电支路；300-供电支路；400-充电支路；

VHH-电源模块；VCC-供电电源；C0-原储能模块；C1-储能模块；N0-原线性稳压模块；N1-线性稳压模块；R1-限流电阻；VD1-第一二极管；VD2-第二二极管；VD3-第三二极管；C2-第一滤波模块；C3-第二滤波模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，现有技术给出了一种电能表供电电路，该电能表供电电路包括电源模块VHH、原供电支路100、原充电支路200以及原储能模块C0，电源模块VHH分别连接原充电支路200和原供电支路100的输入端，原充电支路200和原供电支路100上分别设置有一个原线性稳压模块N0，原储能模块C0的正极与原充电支路200上的原线性稳压模块N0的输出端连接，且原储能模块C0的正极与供电电源VCC相连接，供电电源VCC与外部的电能表连接；原供电支路100上的原线性稳压模块N0的输出端与供电电源VCC连接；其中，供电电源VCC来自电源模块VHH或原储能模块C0，为外部电能表的供电电源VCC。

从上述的现有技术可见，原充电支路200和原供电支路100上分别设置有一个原线性稳压模块N0，也就是说，整个电能表供电电路中存在两个线性稳压模块，这导致电路的制造成本较高。

请参考图2、图3，本申请的实施例提供的电能表供电电路包括电源模块VHH、线性稳压模块N1、供电支路300、充电支路400和储能模块C1，线性稳压模块N1的输入端与电源模块VHH相连接，线性稳压模块N1的输出端分别连接供电支路300的输入端以及充电支路400的输入端；供电支路300的输出端用于与外部的电能表相连接，充电支路400的输出端与储能模块C1的正极相连接，储能模块C1的正极用于与外部的电能表相连接，储能模块C1的负极接地；在电源模块VHH上电的情况下，电源模块VHH向储能模块C1充电，且电源模块VHH向外部的电能表供电；在电源模块VHH掉电的情况下，储能模块C1向外部的电能表供电。

在本申请的实施例中，供电支路300的输出端与供电电源VCC相连接，供电电源VCC来自电源模块VHH或储能模块C1，供电电源VCC与外部的电能表连接，为外部电能表的供电，电源模块VHH为储能模块C1的充电电源以及供电电源VCC的供电源头；储能模块C1的正极连接充电支路400的输出端以及供电电源VCC；在电源模块VHH上电的情况下，电源模块VHH通过充电支路400向储能模块C1充电，且电源模块VHH通过供电支路300向供电电源VCC供电；在电源模块VHH掉电的情况下，储能模块C1向外部的电能表供电。

通过设置电源模块VHH、线性稳压模块N1、供电支路300、充电支路400和储能模块C1，将线性稳压模块N1的输入端与电源模块VHH相连接，线性稳压模块N1的输出端分别连接供电支路300的输入端以及充电支路400的输入端，供电支路300的输出端与供电电源VCC相连接，储能模块C1的正极连接充电支路400的输出端以及供电电源VCC，储能模块C1的负极接地，使得在电源模块VHH上电的情况下，电源模块VHH通过充电支路400向储能模块C1充电，且电源模块VHH通过供电支路300向供电电源VCC供电，供电电源VCC向外部的电能表供电；而在电源模块VHH掉电的情况下，储能模块C1向供电电源VCC供电，供电电源VCC向外部的电能表供电，由于整个供电电路只设置了一个线性稳压模块N1，降低了电路的制造成本。

可选的，储能模块C1为超级电容，线性稳压模块N1为线性稳压器。

需要说明的是，超级电容介于电池和电容之间，其极大的容量完全可以作为电池使用。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压，起到降压且稳定后级电压的效果。

在电源模块VHH上电的情况下，电源模块VHH经第二二极管VD2、限流电阻R1向超级电容充电，且电源模块VHH通过第一二极管VD1向供电电源VCC供电，供电电源VCC向外部的电能表供电；在电源模块VHH掉电的情况下，超级电容向供电电源VCC供电，供电电源VCC向外部的电能表供电。

在可选的实施方式中，充电支路400包括限流电阻R1，限流电阻R1的一端与线性稳压模块N1的输出端相连接，限流电阻R1的另一端与储能模块C1的正极相连接。

为了保证能使供电电源VCC达到最大供电电流的同时，剩余的电量均用于给储能模块C1充电，因此在线性稳压模块N1的输出端与储能模块C1的正极之间设置限流电阻R1，该限流电阻R1能够保证供电电源VCC达到最大供电电流。

其中，限流电阻R1的阻值大于线性稳压模块N1的输出电压与线性稳压模块N1的输出电流和外部的电能表预设的工作电流的差值相除得到的阻值；即，限流电阻R1的阻值大于线性稳压模块N1的输出电压/(线性稳压模块N1的输出电流-外部的电能表预设的工作电流)。

例如，线性稳压模块N1的输出电压为5V，电源模块VHH通过线性稳压模块N1降压后线性稳压模块N1的输出电流为10mA，而供电电源VCC需要6mA的工作电流，因此，通过限流电阻R1的电流最多为4mA，通过计算，限流电阻R1的阻值需要大于1250Ω。

可以理解的是，以上线性稳压模块N1的输出电压、线性稳压模块N1的输出电流、供电电源VCC需要的工作电流、限流电阻R1的阻值可以依据实际工况而定，只要能够保证供电电源VCC达到最大供电电流即可。

在可选的实施方式中，供电支路300包括第一二极管VD1，第一二极管VD1的正极与线性稳压模块N1的输出端相连接，第一二极管VD1的负极用于与外部的电能表相连接，储能模块C1的正极与第一二极管VD1的负极相连接。

需要指出的是，第一二极管VD1的正极与线性稳压模块N1的输出端相连接，第一二极管VD1的负极与供电电源VCC相连接，储能模块C1的正极与第一二极管VD1的负极相连接。

通过设置第一二极管VD1，在电源模块VHH上电的情况下，电源模块VHH通过充电支路400向储能模块C1充电，且电源模块VHH通过第一二极管VD1向供电电源VCC供电，供电电源VCC向外部的电能表供电；而在电源模块VHH掉电的情况下，储能模块C1向供电电源VCC供电，由于储能模块C1的正极与第一二极管VD1的负极相连接，储能模块C1不会经第一二极管VD1向线性稳压模块N1反向供电，第一二极管VD1起到保护线性稳压模块N1的作用。

在可选的实施方式中，充电支路400包括第二二极管VD2，第二二极管VD2的正极与线性稳压模块N1的输出端相连接，第二二极管VD2的负极与限流电阻R1的一端相连接。

通过设置第二二极管VD2，在电源模块VHH掉电的情况下，储能模块C1向供电电源VCC供电，由于第二二极管VD2的负极与储能模块C1的正极相连接，储能模块C1不会经第二二极管VD2向线性稳压模块N1反向供电，第二二极管VD2起到保护线性稳压模块N1的作用。

在可选的实施方式中，充电支路400还包括第三二极管VD3，第三二极管VD3的正极与储能模块C1的正极相连接，第三二极管VD3的负极用于与外部的电能表相连接。

需要指出的是，第三二极管VD3的正极与线性稳压模块N1的输出端相连接，第三二极管VD3的负极与供电电源VCC以及第一二极管VD1的负极相连接，储能模块C1的正极与第三二极管VD3的正极相连接。

通过设置第三二极管VD3，在电源模块VHH掉电的情况下，储能模块C1经第三二极管VD3向供电电源VCC供电，由于第三二极管VD3的负极与供电电源VCC相连接，供电电源VCC的电量不会反灌到储能模块C1导致储能模块C1工作异常；且第三二极管VD3能够保证供电电源VCC的电压不被储能模块C1钳位。

在可选的实施方式中，供电电路还包括第一滤波模块C2，第一滤波模块C2的第一端与储能模块C1的负极相连接，第一滤波模块C2的第二端与供电支路300的输出端以及充电支路400的输出端相连接。

需要指出的是，第一滤波模块C2的第一端与储能模块C1的负极相连接，第一滤波模块C2的第二端与第一二极管VD1的负极以及第三二极管VD3的负极相连接；通过设置第一滤波模块C2，能够获得良好的滤波效果，降低交流脉动波纹系数、平滑直流输出。

在可选的实施方式中，供电电路还包括第二滤波模块C3，第二滤波模块C3的第一端与储能模块C1的负极相连接，第二滤波模块C3的第二端与线性稳压模块N1的输出端相连接。

通过设置第二滤波模块C3，也能够获得良好的滤波效果，降低交流脉动波纹系数、平滑直流输出。

可选的，第一滤波模块C2和第二滤波模块C3均为滤波电容，该两个滤波电容能够获得良好的滤波效果，降低交流脉动波纹系数、平滑直流输出。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括上述的电能表供电电路。

该电子设备与上述的电能表供电电路的技术效果大致相同，在此不再赘述。

综上所述，本申请实施例提供了一种电能表供电电路及电子设备，通过设置电源模块VHH、线性稳压器、供电支路300、充电支路400和超级电容，将线性稳压器的输入端与电源模块VHH相连接，线性稳压器的输出端分别连接供电支路300的输入端以及充电支路400的输入端，供电支路300的输出端与供电电源VCC相连接，超级电容的正极连接充电支路400的输出端以及供电电源VCC，超级电容的负极接地，使得在电源模块VHH上电的情况下，线性稳压器的输出端一路通过第二二极管VD2、限流电阻R1向超级电容充电，线性稳压器的输出端另一路通过第一二极管VD1向供电电源VCC供电，供电电源VCC向外部的电能表供电；而在电源模块VHH掉电的情况下，超级电容向供电电源VCC供电，供电电源VCC向外部的电能表供电，由于整个供电电路只设置了一个线性稳压器，降低了电路的制造成本。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电能表供电电路，其特征在于，包括电源模块、线性稳压模块、供电支路、充电支路和储能模块，所述线性稳压模块的输入端与所述电源模块相连接，所述线性稳压模块的输出端分别连接所述供电支路的输入端以及所述充电支路的输入端；所述供电支路的输出端用于与外部的电能表相连接，所述充电支路的输出端与所述储能模块的正极相连接，所述储能模块的正极用于与外部的电能表相连接，所述储能模块的负极接地；

在所述电源模块上电的情况下，所述电源模块向所述储能模块充电，且所述电源模块向外部的电能表供电；

在所述电源模块掉电的情况下，所述储能模块向外部的电能表供电。

2.根据权利要求1所述的电能表供电电路，其特征在于，所述充电支路包括限流电阻，所述限流电阻的一端与所述线性稳压模块的输出端相连接，所述限流电阻的另一端与所述储能模块的正极相连接。

3.根据权利要求2所述的电能表供电电路，其特征在于，所述限流电阻的阻值大于所述线性稳压模块的输出电压与所述线性稳压模块的输出电流和外部的电能表预设的工作电流的差值相除得到的阻值。

4.根据权利要求1所述的电能表供电电路，其特征在于，所述供电支路包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述线性稳压模块的输出端相连接，所述第一二极管的负极用于与外部的电能表相连接，所述储能模块的正极与所述第一二极管的负极相连接。

5.根据权利要求2所述的电能表供电电路，其特征在于，所述充电支路包括第二二极管，所述第二二极管的正极与所述线性稳压模块的输出端相连接，所述第二二极管的负极与所述限流电阻的一端相连接。

6.根据权利要求1所述的电能表供电电路，其特征在于，所述充电支路包括第三二极管，所述第三二极管的正极与所述储能模块的正极相连接，所述第三二极管的负极用于与外部的电能表相连接。

7.根据权利要求1所述的电能表供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一滤波模块，所述第一滤波模块的第一端与所述储能模块的负极相连接，所述第一滤波模块的第二端与所述供电支路的输出端以及所述充电支路的输出端相连接。

8.根据权利要求1所述的电能表供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第二滤波模块，所述第二滤波模块的第一端与所述储能模块的负极相连接，所述第二滤波模块的第二端与所述线性稳压模块的输出端相连接。

9.根据权利要求1所述的电能表供电电路，其特征在于，所述储能模块为超级电容。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电能表供电电路。