一种带CPU卡座的电能表的制作方法

本实用新型属于电子电表技术领域，具体涉及一种带CPU卡座的电能表。

背景技术：

传统电能表大都只有数据存储、显示功能的设置，电力局抄表只能手工抄写。部分使用者为了使用需求会采用一些手段进行窃电，影响了电表使用的安全系数，电表存在被窃电风险，影响电网的供电，造成社会能源的浪费。

CPU卡是一种智能卡，卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元(包括随机存储器RAM、程序存储器ROM(FLASH)、用户数据存储器EEPROM)以及芯片操作系统COS。装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理和数据安全保护等功能。

因此，有必要提供一种安全系数更高、信息保密度高、使用更加方便安全的电能表。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决目前电能表存在窃电风险、安全系数不高的问题，提供一种带CPU卡座电能表。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

电能表包括壳体，所述壳体内设有数据处理器、CPU卡卡座模块和安全模块、时钟芯片电路，所述数据处理器与CPU卡卡座模块、安全模块、时钟芯片电路连接，所述数据处理器采用FM331x主数据处理器，所述CPU卡卡座模块包括CPU卡卡座电路，CPU卡卡座电路包括CARD1接线端口，工作电压VDD与电阻R101一端、CARD1接线端口第1脚依次连接。

进一步，所述CARD1接线端口的第2、3、4、5脚分别接电阻R102一端、电阻R103一端、电阻R104一端、电阻R105一端，电阻R102另一端、电阻R103另一端、电阻R104另一端、电阻R105另一端分别与数据处理器的43脚、70脚、41脚、69脚连接，电阻R105另一端与电容C64连接后接地；CARD1接线端口的第6脚接地。

进一步，插卡口CARD第1脚接热敏电阻RT5一端，热敏电阻RT5另一端分别与CARD1接线端口、瞬变二极管TVS1连接，瞬变二极管TVS1接地；插卡口CARD第2脚与热敏电阻RT4一端连接，热敏电阻RT4另一端与稳压二极管ZD4的负极、CARD1接线端口3脚连接，稳压二极管ZD4正极接地；插卡口CARD第3脚与热敏电阻RT3一端连接，热敏电阻RT3另一端与稳压二极管ZD3的负极、CARD1接线端口4脚连接，稳压二极管ZD3正极接地；插卡口CARD第6脚与热敏电阻RT6一端连接，热敏电阻RT6另一端与稳压二极管ZD1的负极、CARD1接线端口2脚连接，稳压二极管ZD1正极接地；插卡口CARD第9脚与热敏电阻RT2一端连接，热敏电阻RT2另一端与稳压二极管ZD2的负极、CARD1接线端口的5脚连接，稳压二极管ZD2正极接地。

进一步，cpu卡卡座模块的工作电压VDD由电源模块提供，所述电源模块包括变压器、整流电路和稳压芯片IC3，变压器的输出端与整流电路连接，整流电路输出供电电源VDCC，供电电源VDCC经稳压芯片IC3稳压后输出CPU卡座的工作电压VDD。

更进一步，所述整流电路包括整流桥堆BD1和电解电容EC1，第三线圈的6脚、7脚分别与整流桥堆BD1的输入端3脚、4脚连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极连接，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极之间的节点输出供电电源VDCC。

更进一步，所述电源模块还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括压敏电阻RR1、热敏电阻RT1，火线L线与零线N线之间串接一压敏电阻RR1,压敏电阻RR1的两端分别接变压器的初级线圈的5脚、1脚，压敏电阻RR1与初级线圈的1脚之间还接有热敏电阻RT1。

更进一步，电源保护电路还包括设置在变压器的初级线圈的5脚、1脚之间还设有一与压敏电阻RR1并联的压敏电阻Ra，热敏电阻RT1选用MZ1106E15 1～215RM/10 D3 91三脚。采用电源保护电路有电路防雷保护电路，具有防零线接地或零线未接等保护功能，抗干扰性更强。

进一步，所述安全模块包括安全模块ESAM芯片U3，ESAM芯片U3的第1脚接地，ESAM芯片U3的第3脚接MCU芯片的42脚，ESAM芯片U3的第6脚与电阻R40一端、电容C29一端连接，电阻R40另一端连接MCU芯片第41脚，电容C29另一端接地，ESAM芯片U3的第7脚接MCU芯片第47脚，ESAM芯片U3的第8脚与电容C15一端、电容C30一端、电阻R25一端分别连接，电阻R25另一端接MCU芯片第1脚，电容C15另一端、电容C30另一端接地。

进一步，所述时钟芯片电路包括是时钟芯片U7，所述时钟芯片U7的2脚、13脚、6脚分别接数据处理器的19脚、20脚、66脚，所述时钟芯片U7的6脚与电容C7连接后接地，时钟芯片U7的第10脚与电阻R13连接。时钟芯片U7采用RN8025T，MCU即数据处理器的时钟为内部时钟，RN8025T的时钟为外部时钟，原理一样。外部时钟芯片具有温度补偿作用，相对要准确。当内部时钟与外部时钟比较相差大些时，MCU以外部时钟为准进行校对修正。两者结合才是最好的，因为MCU的内部时钟容易受外界环境温度、电磁干扰的非常特殊情况下产生较大变化，如变慢或变快，甚至时钟错乱。

进一步，所述电能表还设有备用时钟芯片U2，所述时钟芯片U2的1脚、8脚、3脚分别接数据处理器的19脚、20脚、66脚。备用时钟芯片U2的设置是为了避免时钟芯片U7因成本高或者断货或者等特殊原因引起的停用、不工作时使用。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：本电能表具有防窃电功能，使用安全系数更高，更加节约社会能源；采用cpu卡座模块，具有信息处理能力强，信息存储安全等特性；具有防雷保护功能，抗干扰性更强，减少电流波动引起的电能表元器件损耗的风险。

附图说明

图1是cpu卡座电路的接口电路；

图2是cpu卡座电路的cpu卡连接电路；

图3是数据处理器电路图；

图4是电源电路；

图5是安全模块电路；

图6是是时钟芯片电路；

图7是备用时钟芯片电路。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述说明。

如图1-3所示，电能表包括壳体，所述壳体内设有数据处理器、cpu卡卡座模块和安全模块，所述数据处理器与cpu卡卡座模块、安全模块连接，所述安全模块包括安全模块ESAM芯片U3，所述cpu卡卡座模块包括cpu卡卡座电路，cpu卡卡座电路包括接口CARD1，CPU卡卡座电路包括CARD1接线端口，工作电压VDD与电阻R101一端、CARD1接线端口第1脚依次连接。CARD1接线端口的第2、3、4、5脚分别接电阻R102一端、电阻R103一端、电阻R104一端、电阻R105一端，电阻R102另一端、电阻R103另一端、电阻R104另一端、电阻R105另一端分别与数据处理器的43脚、70脚、41脚、69脚连接，电阻R105另一端与电容C64连接后接地；CARD1接线端口的第6脚接地。插卡口CARD第1脚接热敏电阻RT5一端，热敏电阻RT5另一端分别与CUP卡电源CAEDVCC、瞬变二极管TVS1连接，瞬变二极管TVS1接地；插卡口CARD第2脚与热敏电阻RT4一端连接，热敏电阻RT4另一端与稳压二极管ZD4的负极、CARDRST端口连接，稳压二极管ZD4正极接地；插卡口CARD第3脚与热敏电阻RT3一端连接，热敏电阻RT3另一端与稳压二极管ZD3的负极、CARDCLK端口连接，稳压二极管ZD3正极接地；插卡口CARD第6脚与热敏电阻RT6一端连接，热敏电阻RT6另一端与稳压二极管ZD1的负极、CARDIO端口连接，稳压二极管ZD1正极接地；插卡口CARD第9脚与热敏电阻RT2一端连接，热敏电阻RT2另一端与稳压二极管ZD2的负极、CARDKEY端口连接，稳压二极管ZD2正极接地。

热敏电阻RT2、热敏电阻RT3、热敏电阻RT4、热敏电阻RT5、热敏电阻RT6采用正温度系数热敏电阻PTC，稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、稳压二极管ZD3、稳压二极管ZD4采用5.5V大小，瞬变二极管TVS1采用P6SMB6.0CA。电阻R102-R105只有卡表才贴。

如图4所示，cpu卡卡座模块的工作电压VDD由电源模块提供，所述电源模块包括变压器、整流电路和稳压芯片IC3，变压器的输出端与整流电路连接，整流电路输出供电电源VDCC，供电电源VDCC经稳压芯片IC3稳压后输出CPU卡座的工作电压VDD。其中，整流电路包括整流桥堆BD1和电解电容EC1，第三线圈的6脚、7脚分别与整流桥堆BD1的输入端3脚、4脚连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极连接，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极之间的节点输出供电电源VDCC。

电源模块还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括压敏电阻RR1、热敏电阻RT1，火线L线与零线N线之间串接一压敏电阻RR1,压敏电阻RR1的两端分别接变压器的初级线圈的5脚、1脚，压敏电阻RR1与初级线圈的1脚之间还接有热敏电阻RT1。电源保护电路还包括设置在变压器的初级线圈的5脚、1脚之间还设有一与压敏电阻RR1并联的压敏电阻Ra，热敏电阻RT1选用MZ1106E15 1～215RM/10 D3 91三脚。

变压器初级线圈输入为标准的220VAC，而次级线圈输出到整流桥堆BD1为8V/220MA，压敏电阻RR1选用S20K 420压敏电阻，电容EC1选用1000UF/35V/WL 12.5*25，整流桥堆BD1选用MB10S MBS。

安全模块包括安全模块ESAM芯片U3，ESAM芯片U3的第1脚接地，ESAM芯片U3的第3脚接MCU芯片的42脚，ESAM芯片U3的第6脚与电阻R40一端、电容C29一端连接，电阻R40另一端连接MCU芯片第41脚，电容C29另一端接地，ESAM芯片U3的第7脚接MCU芯片第47脚，ESAM芯片U3的第8脚与电容C15一端、电容C30一端、电阻R25一端分别连接，电阻R25另一端接MCU芯片第1脚，电容C15另一端、电容C30另一端接地。电容C15与电容C30起着滤波作用。ESAM CLK与MCU的41脚和ESAM的7脚连接。

ESAM芯片U3选用ESAM SOP8型号，电阻R40选用51R 5％0603，电阻R25选用10R5％0603，电容C29选用20PF 5％0603，电容C15选用10UF，电容C30选用100NF 10％0603。

钟芯片电路包括是时钟芯片U7，所述时钟芯片U7的2脚、13脚、6脚分别接数据处理器的19脚、20脚、66脚，所述时钟芯片U7的6脚与电容C7连接后接地。时钟芯片U7选用8025T SOP-14，电容C7选用100NF 10％0603，电阻R13选用1K 5％0603。

电能表还设有备用时钟芯片U2，所述时钟芯片U2的1脚、8脚、3脚分别接数据处理器的19脚、20脚、66脚。

以上为本实用新型的优选实施方式，并不限定本实用新型的保护范围，对于本领域技术人员根据本实用新型的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本实用新型的保护范围之内。