長壽命智能電能表的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種長壽命智能電能表，包括供電電源電路，所述供電電源電路包括相連接的主供電電源電路和應急供電電源電路，供電電源電路分別連接主控CPU及其外圍電路和智能電能表功能模塊并為其提供電源電壓，所述主供電電源電路包括主電源電路，所述應急供電電源電路包括法拉電容電路和鋰電池電路，主電源電路分別與法拉電容電路和鋰電池電路相連接，主電源電路、法拉電容電路和鋰電池電路連接切換電路，切換電路連接智能電能表的主控CPU，本實用新型在智能電能表中引入法拉電容與鋰電池相配合，減少鋰電池的使用時間，可延長鋰電池使用壽命，降低智能電能表的成本。
【專利說明】
長壽命智能電能表
技術領域
[0001]本實用新型涉及智能電能表領域，具體講是一種長壽命智能電能表。
【背景技術】
[0002]電能表屬于電能計量設備，智能電能表均采用費率計量的方式，且要求具有停電顯示、負荷記錄及停電抄表等功能，這些功能均建立在電能表無論是市電狀態還是停電狀態都能準確計時的基礎上。而現在的智能電能表一般采用鋰電池作為停電狀態的應急電源。國家電網公司要求電能表壽命不小于10年，而鋰電池因其自身特性復雜，實際壽命遠不能滿足要求。如果電池故障，將導致時鐘走字不準，重要數據異常等一系列問題，此時必須更換電池。而更換電池需要專業維護人員到現場進行拆裝調試，大大的增加了人力成本，同時更換下來的電池如果處理不當也會造成嚴重的環境污染。延長智能電能表中鋰電池的使用壽命，可以解決電能表使用壽命中的一個瓶頸問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型根據現有技術的不足提供一種長壽命智能電能表，引入法拉電容，有效提尚鋰.電池使用壽命。
[0004]本實用新型的技術方案:一種長壽命智能電能表，其特征在于:包括供電電源電路，所述供電電源電路包括相連接的主供電電源電路和應急供電電源電路，供電電源電路分別連接主控CPU及其外圍電路和智能電能表功能模塊并為其提供電源電壓，所述主供電電源電路包括主電源電路，所述應急供電電源電路包括法拉電容電路和鋰電池電路，主電源電路分別與法拉電容電路和鋰電池電路相連接，主電源電路、法拉電容電路和鋰電池電路連接切換電路，切換電路連接智能電能表的主控CPU。
[0005 ] 所述主電源電路還連接掉電檢測電路，所述鋰電池電路連接電壓檢測電路。
[0006]所述供電電源電路包括第一復合二極管和第二復合二極管，主供電電源連接第一電阻，第一電阻連接第一復合二極管，第一復合二極管連接第二電阻，第二電阻連接法拉電容正極，法拉電容負極接地，主供電電源還連接第二復合二極管，第二復合二極管與第一復合二極管連接，第二復合二極管與第一復合二極管之間連接主控CPU，主控CPU連接貼片TVS管，第二復合二極管經第三電阻連接鋰電池正極，鋰電池負極接地。
[0007]在正常供電時所述法拉電容由主供電電源經第一電阻、第一復合二極管以及第二電阻為其充電，主供電電源經第一復合二極管為主控CPU供電，法拉電容在停電時經第二電阻和第一復合二極管為主控CI3U供電，鋰電池經第三電阻和第二復合二極管為主控CPU供電。
[0008]本實用新型的技術效果:在智能電能表中引入法拉電容與鋰電池相配合作為電能表停電時的應急供電電源，保證在停電狀態時能準確記錄用電信息，并實現停電抄表等功能要求。法拉電容具有超長的充放電壽命，減少鋰電池的使用時間，可延長鋰電池使用壽命，從而達到延長智能電能表的壽命至20年以上，降低智能電能表的成本。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型智能電能表整體結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新型供電電源結構示意圖；
[0011 ]圖3是本實用新型供電電源電路結構圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型進一步說明:
[0013]如圖1和圖2所示，一種長壽命智能電能表包括供電電源電路1，所述供電電源電路I包括相連接的主供電電源電路1和應急供電電源電路11，供電電源電路I分別連接主控CPU及其外圍電路2和智能電能表功能模塊3并為其提供電源電壓，所述主供電電源電路10包括主電源電路12，所述應急供電電源電路11包括法拉電容電路13和鋰電池電路14，主電源電路12分別與法拉電容電路13和鋰電池電路14相連接，主電源電路12、法拉電容電路13和鋰電池電路14連接切換電路22，切換電路22連接智能電能表的主控CPU21，主電源電路12還連接掉電檢測電路15，所述鋰電池電路14連接電壓檢測電路16。
[0014]如圖3所示，供電電源電路I包括第一復合二極管Dl和第二復合二極管D2，主供電電源VCCl連接第一電阻Rl，第一電阻Rl連接第一復合二極管Dl，第一復合二極管Dl連接第二電阻R2，第二電阻R2連接法拉電容Cl正極，法拉電容Cl負極接地，主供電電源VCCl還連接第二復合二極管D2，第二復合二極管D2與第一復合二極管Dl連接，第二復合二極管D2與第一復合二極管Dl之間連接主控CPU21，主控CPU21連接貼片TVS管D3，第二復合二極管D2經第三電阻R3連接鋰電池BTI正極，鋰電池BTI負極接地，在正常供電時所述法拉電容CI由主供電電源VCCl經第一電阻Rl、第一復合二極管Dl以及第二電阻R2為其充電，主供電電源VCCl經第一復合二極管D2為主控CPU21供電，法拉電容Cl在停電時經第二電阻R2和第一復合二極管Dl為主控CPU21供電，鋰電池BTl經第三電阻R3和第二復合二極管D2為主控CPU21供電。
[0015]在市電供電時，主供電電源電路經供電切換電路為電能表主控CPU及功能模塊供電，且主電源與法拉電容相連，在主電源供電狀態時為法拉電容充電至法拉電容電壓與主供電電源電壓相同；當市電斷電時，法拉電容即刻經切換電路為電能表主控CPU及停電相關功能模塊供電，直至鋰電池供電電路鈍化解除，鋰電池供電電路經切換電路與法拉電容供電電路同時為電能表主控CPU及停電相關功能模塊供電，主電源供電電路還與主電源掉電檢測電路相連，鋰電池供電電路還連接有電池電壓檢測電路。
[0016]上述技術方案中，當市電恢復供電后，系統即刻切換到主電源供電模式，且主電源供電電路為法拉電容充電至充電完成。法拉電容充放電壽命很長，可達到500000次或200000小時，可有效延長智能電表的使用壽命，降低智能電能表的成本。
[0017]上述技術方案中供電電源電路由法拉電容Cl、鋰電池BTl、電阻Rl?R3、復合二極管Dl和D2以及貼片TVS管D3組成。圖3中VCCl為主供電電源提供的工作電壓，VCC_M⑶為主控CPU及外圍功能模塊工作電壓。在主電源供電時，主供電電源VCCl經復合二極管D2提供電壓VCC_MCU;同時，主供電電源VCCl經電阻Rl、復合二極管Dl和電阻R2給法拉電容Cl充電，直至法拉電容CI對GND端電壓與主供電電源VCCI基本相同；當市電斷電時，法拉電容CI優先經電阻R2、復合二極管DI提供電壓VCC_MCU，此時鋰電池BTI從鈍化狀態中解除，可正常提供應急電源，鋰電池BTI經電阻R3和復合二極管D2提供電壓VCC_MOT;法拉電容Cl與鋰電池BTI共同作為應急電源提供工作電壓VCC_MCU。上述貼片TVS管D3為主控CPU工作保護管。
[0018]上述技術方案中當主供電電源VCCl掉電時，智能電能表進入掉電狀態，此時應急電源為掉電功能模塊提供電源。當鋰電池電壓較低時，提示智能電能表電池電壓不足，需提醒電網維護人員及時更換電池。
[0019]本實用新型的長壽命智能電能表，在智能電能表中引入法拉電容與鋰電池相配合作為電能表停電時的應急供電電源，保證在停電狀態時能準確記錄用電信息，并實現停電抄表等功能要求。法拉電容具有超長的充放電壽命，減少鋰電池的使用時間，可延長鋰電池使用壽命，從而達到延長智能電能表的壽命至20年以上，降低智能電能表的成本。
【主權項】
1.一種長壽命智能電能表，其特征在于:包括供電電源電路(I)，所述供電電源電路(I)包括相連接的主供電電源電路(10)和應急供電電源電路(11)，供電電源電路(I)分別連接主控CPU及其外圍電路(2)和智能電能表功能模塊(3)并為其提供電源電壓，所述主供電電源電路(10)包括主電源電路(12)，所述應急供電電源電路(11)包括法拉電容電路(13)和鋰電池電路(14)，主電源電路(12)分別與法拉電容電路(13)和鋰電池電路(14)相連接，主電源電路(12)、法拉電容電路(13)和鋰電池電路(14)連接切換電路(22)，切換電路(22)連接智能電能表的主控CPU(21)。2.根據權利要求1所述的長壽命智能電能表，其特征在于:所述主電源電路(12)還連接掉電檢測電路(15)，所述鋰電池電路(14)連接電壓檢測電路(16)。3.根據權利要求1所述的長壽命智能電能表，其特征在于:所述供電電源電路(I)包括第一復合二極管(Dl)和第二復合二極管(D2)，主供電電源(VCCl)連接第一電阻(Rl)，第一電阻(Rl)連接第一復合二極管(Dl)，第一復合二極管(Dl)連接第二電阻(R2)，第二電阻(R2)連接法拉電容(CI)正極，法拉電容(Cl)負極接地，主供電電源(VCCl)還連接第二復合二極管(D2)，第二復合二極管(D2)與第一復合二極管(Dl)連接，第二復合二極管(D2)與第一復合二極管(Dl)之間連接主控CPU(21)，主控CPU(21)連接貼片TVS管(D3)，第二復合二極管(D2)經第三電阻(R3)連接鋰電池(BTI)正極，鋰電池(BTI)負極接地。4.根據權利要求3所述的長壽命智能電能表，其特征在于:在正常供電時所述法拉電容(Cl)由主供電電源(VCCl)經第一電阻(R1)、第一復合二極管(Dl)以及第二電阻(R2)為其充電，主供電電源(VCCl)經第一復合二極管(D2)為主控CPU(21)供電，法拉電容(Cl)在停電時經第二電阻(R2)和第一復合二極管(Dl)為主控CPU(21)供電，鋰電池(BTl)經第三電阻(R3)和第二復合二極管(D2)為主控CPU(21)供電。
【文檔編號】H02J7/34GK205670717SQ201620520794
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月1日
【發明人】丁黎, 李帆, 汪旭祥, 李莉, 楊麗華, 石洪, 蔡文嘉, 夏水斌, 王偉
【申請人】國家電網公司, 國網湖北省電力公司電力科學研究院, 武漢盛帆電子股份有限公司