一种低功耗的液晶背光电表的制作方法

本实用新型涉及电表领域，特别是一种低功耗的液晶背光电表。

背景技术：

随着中国经济的发展，对电能的需求也不断增加，电表在全国范围内已经普及应用，各行各业对电表的需求也不断增加。虽然现有的电表已经被广泛应用且其技术也已经较为成熟，但在应用过程中仍存在部分问题，比如在电网建设相对不完善的国家和地区，特别是在一些相对落后的国家，由于整体电网的电压波动较大且极为不稳定，这就需要电表在极低的电压环境下也能正常进行计量工作，并实时保持液晶背光点亮或常亮，方便抄表人员进行读表抄表记录数据，而现有的大多数电表无法达到上述要求，故而在使用过程中较为不方便，另一方面，现有的一些能在低电压下工作的电表大多数是采用控制电源开关背光的方案，即背光开关打开后即可提供背光并点亮电表显示屏，背光开关关闭后即无法提供背光进而无法抄表，这种方案的电路设计困难，整体电路也较为复杂且造价高昂，无法提供并进行长时间的背光点亮。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种成本低廉、工作点亮时间长、背光功耗可动态调整的低功耗的液晶背光电表。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种低功耗的液晶背光电表，包括底壳、盖接于底壳上的上盖，所述底壳内设有soc集成芯片、主电源、电路模块、输出模块、显示模块、红外通讯模块、数据存储模块；

所述主电源与soc集成芯片连接并为电表上电工作提供电源，主电源内还设有阻性元件进行主电源的阻容降压并实现宽电压输入；

所述soc集成芯片包括控制电表系统运行的微控制器、用于电表计量的计量模块，所述微控制器将计量模块转换生成的数字信号输送至输出模块、显示模块、红外通讯模块，并将计量模块转换生成的数字信息存储至数据存储模块；

所述输出模块包括led模块和脉冲输出模块；

所述显示模块包括设于上盖的lcd显示屏和背光板，所述lcd显示屏显示电表各种参数，所述背光板显示电表的电子参数数据；

所述红外通讯模块包括红外通讯装置、rs485通信装置，通过rs485通信装置与红外通信装置的配合实现电表与电表外部设备的数据传输，进而实现数据传输的无线化；

所述电路模块接入soc集成芯片，所述soc集成芯片控制电路模块产生电信号并收集电路模块产生的电信号，电路模块包括电压采样电路，所述电压采样电路对电表电压进行实时ad采样并处理采样值获得处理后的电压值，对显示模块的显示进行分段处理。

进一步的，所述电路模块还包括掉电和上电检测电路，所述掉电和上电检测电路内接有一假负载元件。

进一步的，所述电路模块还包括用于检测电表主电源工作状态的电源电压检测电路，当电表主电源处于正常工作状态时，电源电压检测电路掉电后通过rtc定时唤醒，检测外围电压和电流，根据检测到的实际值进行不同频率工况处理和相应的计量处理。

进一步的，所述底壳内还设有备用电池，所述备用电池与soc集成芯片连接并在主电源无法提供电源时为电表提供数据存储模块和显示模块工作所需电源。

进一步的，所述底壳内还设有定时器，所述定时器通过定时中断对时间片进行细分，对应不同电压档位，液晶背光占用的时间片不同，动态调整液晶背光的功耗，背光正常显示。

本实用新型的有益效果是：本实用新型主电源的阻容降压的设计简单，方便整体主电源电路板的设计布局，实现宽电压输入，相较于现有的电源设计方案直接大幅度降低主电源的生产成本，主电源的成本极为低廉，另一方面，通过soc集成芯片的电路分析和大量数据采样，对不同电压范围微控制器主频、外围设备功耗、液晶背光板的功耗进行不同设置或相应限制，对电路实际电压进行处理后对应不同电压档位进行相应改变，使电表在低电压下正常进行工作计量的同时保证液晶背光板的正常背光显示，在低功耗下能长时间稳定正常工作。

附图说明

图1是一种低功耗的液晶背光电表的整体结构示意图。

图2是一种低功耗的液晶背光电表的系统框图。

图3是掉电与上电检测电路图。

图4是电压采样电路图。

图5是电池电压检测电路图。

图6是一种低功耗的液晶背光电表的运行流程图。

附图中编号表示的零部件名称如下：1、上盖；2、底壳。

具体实施方式

为了使得本实用新型实现的技术手段，创新特征与功能易于了解，下面将进一步阐述本实用新型。

如图1-图6所示，本实用低功耗的液晶背光电表的技术方案，包括底壳2、盖接于底壳2上的上盖1，所述底壳2内设有soc集成芯片、主电源、电路模块、输出模块、显示模块、红外通讯模块、数据存储模块；

所述主电源与soc集成芯片连接并为电表上电工作提供电源，主电源内还设有阻性元件进行主电源的阻容降压并实现宽电压输入；

所述soc集成芯片包括控制电表系统运行的微控制器、用于电表计量的计量模块，所述微控制器将计量模块转换生成的数字信号输送至输出模块、显示模块、红外通讯模块，并将计量模块转换生成的数字信息存储至数据存储模块；

所述输出模块包括led模块和脉冲输出模块；

所述显示模块包括设于上盖1的lcd显示屏和背光板，所述lcd显示屏显示电表各种参数，所述背光板显示电表的电子参数数据；

所述红外通讯模块包括红外通讯装置、rs485通信装置，通过rs485通信装置与红外通信装置的配合实现电表与电表外部设备的数据传输，进而实现数据传输的无线化；

所述电路模块接入soc集成芯片，所述soc集成芯片控制电路模块产生电信号并收集电路模块产生的电信号，电路模块包括电压采样电路，所述电压采样电路对电表电压进行实时ad采样并处理采样值获得处理后的电压值，对显示模块的显示进行分段处理。

由于需要保证电报能长时间稳定工作，为了确保电表能稳定供电，在实际应用时，还可在底壳2内还设置备用电池，所述备用电池与soc集成芯片连接并在主电源无法提供电源时为电表提供数据存储模块和显示模块工作所需电源，在主电源故障或检修等无法正常工作的情况下，备用电源仍能保证电表正常工作，避免因主电源无法正常供电而出现的电表停运问题，提升电表运行的稳定性。

如图3所示，为了防止电表电压抖动，避免电表反复上下电，确保电表能长时间稳定正常工作，所述电路模块还包括掉电和上电检测电路，所述掉电和上电检测电路内接有一假负载元件。

如图5所示，所述电路模块还包括用于检测电表主电源工作状态的电源电压检测电路，当电表主电源处于正常工作状态时，电源电压检测电路掉电后通过rtc定时唤醒，检测外围电压和电流，根据检测到的实际值进行不同频率工况处理和相应的计量处理。

如图6所示，本实用新型低功耗的液晶背光电表的运行流程如下：

1.电表开始运行后通过查看设于上盖1上的vdcin状态位检查电表是否可以正常启动800khz以上频率运行，若无法正常启动返回，若正常启动进入步骤2。

2.启动800khz以上频率后，初始化采样通道和计量相关参数。

3.定时检测主电源电压，若主电源电压正常可在掉电以后进行rtc唤醒配置，定时唤醒进行常数计量，根据检测到的采样电压切换不同档位。

4.用电压ad采样瞬间值，采用去抖算法，将采样的工况电压进行不同档位的划分。

5.经过计算实际功耗并结合采样数据，确定合理档位分划，在不同的档位采样不同的显示频率。当电压大于170v，频率3.2m以上时全速运行；当电压小于170v且于120v左右浮动时，适当降低频率并减少背光显示时间片的分配；当电压大于90v且小雨120v时，关闭不必要的外设，继续减少背光显示时间片的分配；当电压大于70v且小于90v时，关闭通信外设，急需背光显示时间片的分配；当电压大于70v时转至步骤6运行，当电压小于70v时转至步骤7运行。

6.利用定时器实现电表时间片轮转调度，确保电表正常工作的情况下根据确定的档位关闭相应外设，采用该电压对应的相应的刷新频率，保证电表功能正常，并且背光正常显示。

7.如果功耗降到70v以下，关闭背光，计量模块，保存电量，进入低功耗模式。

8．如果此时主电源电压正常，设置rtc中断，进行定时唤醒，唤醒后查看电表是否正常工作，正常工作后进入步骤5，否则进入睡眠等待下一次唤醒，此处可根据采样电流的大小对rtc唤醒时间进行进一步的细致划分。

虽然本实用新型已以具体实施例公开如上，然而其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，仍可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。