一种单相国网远程智能表印刷电路板的制作方法

本实用新型属于电子电路技术领域，更具体地说，涉及一种具有一体化端子排的智能电表的印刷电路板的结构。

背景技术：

自2013年国家电网颁布新的智能电能表标准以来，随着对智能表的功能、技术和型式规范等标准的深入了解，各个电表厂家对电表的功能、器件、结构上的选用也均日趋成熟，针对功能的电子元器件成本以及结构件成本已近乎透明。为了进一步降低智能电表成本，只能通过改进PCB的结构设计，进而提高智能电表的生产工艺，使生产自动化程度提高，最终通过降低智能电能表的生产成本来实现降低智能电表的成本。因此，开发一种低成本的、且不影响电能表的精度、功能及性能的电表印刷电路板十分重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可以降低工艺成本的计量准确、抗干扰性强、稳定性高的单相国网远程智能表印刷电路板。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种单相国网远程智能表印刷电路板，在印刷电路板正面的上部设置有并排布置的程序下载接口和显示模块，所述程序下载接口和显示模块下方设置有并排布置的ESAM模块、微控制器及存储模块，所述ESAM模块下方设置有复位模块，所述存储模块下方设置有通讯接口，所述复位模块下方设置有载波通讯模块，所述微控制器下方设置有继电器驱动电路，所述通讯接口下方设置有按键模块，所述载波通讯模块下方设置有采样计量模块，所述按键模块下方设置有电源管理模块，继电器驱动电路和微控制器之间设置有LED指示灯，在印刷电路板正面底部设置有与一体化端子排电连接的焊盘；在印刷电路板背面的左上角位置设置电池，右下角位置设置有热敏电阻和压敏电阻，所述热敏电阻位于所述压敏电阻的上方，所述热敏电阻的上方设置有电源变压器；所述一体化端子排上设置有4个主端子、6个辅助端子以及磁保持继电器和电流互感器，一体化端子排的第一主端子与印刷电路板的AGND焊盘连接，第二主端子与印刷电路板的Iout焊盘连接，第三主端子与印刷电路板的Un焊盘连接，第四主端子为Nout端，第一辅助端子与印刷电路板的PP焊盘连接，第二辅助端子与印刷电路板的PN焊盘连接，第三辅助端子与印刷电路板的S11焊盘连接，第四辅助端子与印刷电路板的S12焊盘连接，第五辅助端子与印刷电路板的485A焊盘连接，第六辅助端子与印刷电路板的485B焊盘连接，磁保持继电器分别与继电器驱动电路及第一、第二主端子电连接，电流互感器分别与第三、第四主端子电连接。

进一步的，贴片元器件均设置于印刷电路板的正面。

进一步的，设置于印刷电路板背面的元器件为插件元器件。

进一步的，所述一体化端子排的主端子和辅助端子以插针的形式与印刷电路板电连接。

进一步的，所述程序下载接口靠近印刷电路板的左上角设置。

进一步的，零线电流采样线的一端与印刷电路板的采样计量模块电连接，另一端与电流互感器电连接；火线电流采样线的一端与印刷电路板的Iin+端口和Iin-端口连接，另一端与磁保持继电器电连接。

进一步的，零线电流采样线通过插针与印刷电路板的计量接口连接，计量接口与采样计量模块电连接；火线电流采样线的浸锡端与印刷电路板的Iin+端口和Iin-端口连接。

进一步的，所述磁保持继电器通过两个插针与印刷电路板的RYA焊盘和RYB焊盘连接，RYA焊盘和RYB焊盘与印刷电路板上的继电器驱动电路电连接。

由以上技术方案可知，本实用新型的智能表印刷电路板结合一体化端子排改进印刷电路板设计，使大部分元器件设计在印刷电路板正面，尤其是全部贴片器件，这些元器件不用在生产工艺补焊阶段手工焊接，而是可以直接在生产线上波峰焊自动完成，需要焊接的元器件仅有设计在印刷电路板背面的电池、热敏电阻、压敏电阻、电源变压器，而这些简单的手工焊接元器件后期也可以用机器手自动焊接，从而可以改进电表印刷电路板的生产工艺，提高了自动化生产程度及生产能力，降低了生产成本。而且通过一体化端子排与印刷电路板直接连接，可以省去端子排主端子及辅助端子与电路板导线连接需要人工手工补焊的工序，不仅节省了导线的生产成本和物料成本，同时也使电能表内部走线美观，降低了不良产品率，计量更加准确、抗干扰性更强、稳定性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，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为本实用新型实施例电路板正面的布局示意图；

图2为本实用新型实施例电路板背面的布局示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的智能表印刷电路板1与一体化端子排2电连接，在智能表的印刷电路板1的正面设置有程序下载接口10、显示模块11、ESAM模块12、微控制器13、存储模块14、通讯接口15、载波通讯模块16、继电器驱动电路17、按键模块18、采样计量模块19、电源管理模块20、复位模块21。以上模块(电路)均采用现有模块(电路)，模块(电路)间的电连接关系也采用现有技术的常规设计，本领域技术人员可根据产品标准手册进行设置。

其中，程序下载接口10和显示模块11位于印刷电路板1正面的上部，程序下载接口10和显示模块11并排设置，且程序下载接口10靠近印刷电路板1的左上角设置。在程序下载接口10和显示模块11的下方设置有并排布置的ESAM模块12、微控制器13及存储模块14，ESAM模块12下方设置复位模块21，存储模块14下方设置通讯接口15，ESAM模块12和复位模块21位于微控制器13的左侧，存储模块14和通讯接口15位于微控制器13的右侧。在复位模块21下方设置载波通讯模块16，在微控制器13下方设置继电器驱动电路17，在通讯接口15下方设置按键模块18，在继电器驱动电路17和微控制器13之间设置有LED指示灯22，采样计量模块19设置于载波通讯模块16下方，电源管理模块20设置于按键模块18下方。印刷电路板1正面底部设置有与一体化端子排2电连接的多个焊盘。

本实施例的复位模块采用型号为DSW1721S的低功耗电源监控数据保护节能芯片，采样计量模块采用型号为珠海中慧的型号为SWF2L23AR的计量芯片，微控制器采用型号为R7F0C004的单片机，计量芯片与微控制器的UART串口进行数据通信，电源管理模块采用型号为LV2842X的DC-DC开关电源芯片，电源管理模块和电池构成供电系统，为各模块、电路供电，当供电线路停电时，电源管理模块切换到使用电池为微控制器、存储、时钟和液晶等模块供电；显示模块采用LCD显示器，按键模块为贴片按键，存储模块采用EEPROM存储芯片，载波通讯模块采用无极性485芯片，程序下载接口为4PIN接口口，ESAM模块为16K字节EEPROM，通讯接口为SPI新国网通用模块。微控制器内置液晶驱动芯片，液晶驱动芯片及LCD、LED组成电能表显示单元，校验表输出口、按钮、辅助端子组成电能表的输入输出系统。

一体化端子排2上设置有4个主端子和6个辅助端子，以及磁保持继电器2-1和电流互感器2-2，一体化端子排2的主端子和辅助端子均以插针的形式与印刷电路板1电连接。其中，一体化端子排2的第一主端子2-3为Lin端(火线进)，第一主端子2-3与印刷电路板1的AGND焊盘连接，第二主端子2-4为Lout端(火线出)，第二主端子2-4与印刷电路板1的Iout焊盘连接，第三主端子2-5为Nin端(零线进)，第三主端子2-5与印刷电路板1的Un焊盘连接，第四主端子2-6为Nout端(零线出)。第一辅助端子2-7与印刷电路板1的PP焊盘连接，第二辅助端子2-8与印刷电路板1的PN焊盘连接，第三辅助端子2-9与印刷电路板1的S11焊盘连接，第四辅助端子2-10与印刷电路板1的S12焊盘连接，第五辅助端子2-11为485通讯线A端子，其与印刷电路板1的485A焊盘连接，第六辅助端子2-12为485通讯线B端子，其与印刷电路板1的485B焊盘连接。磁保持继电器2-1的两个插针与印刷电路板1的RYA焊盘和RYB焊盘连接，RYA焊盘和RYB焊盘与印刷电路板1上的继电器驱动电路17电连接，磁保持继电器2-1同时与第一主端子2-3及第二主端子2-4电连接。零线电流采样线L1的一端通过两插针与印刷电路板计量接口RL2连接，另一端与电流互感器2-2电连接(图2)，计量接口RL2与采样计量模块19电连接。电流互感器2-2同时与第三主端子2-5及第四主端子2-6电连接。火线电流采样线L2的浸锡端与印刷电路板的Iin+端口和Iin-端口连接，另一端与磁保持继电器2-1电连接。

本实用新型将模块(电路)中的所有贴片元器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片三极管、贴片晶振、贴片电感、贴片二极管、贴片整流桥堆、贴片光耦等，以及显示模块、载波通讯模块、芯片等常见插件元器件都设置于印刷电路板的正面，只有少数几个元器件设置于印刷电路板的背面。参照图2，在印刷电路板1的背面设置有电源变压器23、电池24、压敏电阻25、热敏电阻26，电池24设置于印刷电路板1背面的左上角位置，热敏电阻26和压敏电阻25设置于印刷电路板1背面的右下角位置，热敏电阻26位于压敏电阻25的上方，电源变压器23位于热敏电阻的上方。

本实用新型对印刷电路板两侧表面上元器件的分布进行优化设计，将所有贴片元器件及大部分的插件元器件设置于印刷电路板的正面，印刷电路板正面的贴片器件通过SMT一次性贴片完成，插件器件人工插件完成后通过波峰焊一次焊接完成；印刷电路板反面的几个元器件可以人工补焊完成，或用机器人自动焊接完成，一体化端子排主端子及辅助端子都以插针方式直接与印刷电路板相应焊盘电气连接，将印刷电路板的生产工艺流程变为：SMT→覆膜→插件→后焊→板级，简化了生产工艺流程，实现大程度的自动化生产，降低了智能电能表生产成本。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围之中。