预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块的制作方法

文档序号:10352743阅读:559来源:国知局
预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型具体涉及一种预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块。
【背景技术】
[0002]随着国家经济技术的发展和人民生活水平的提高,各类自动化技术已经广泛深入人们的日常生活中,预付费计量仪表便是其中的一项。
[0003]预付费计量仪表采用的是“先付费,再使用”的模式,采用该模式的计量仪表当预付费使用完后,应该立即切断计量仪表的能源供应,待客户补齐欠款后再恢复能源供应。
[0004]如图1所示为预付费电能表的功能示意图:电能表的继电器驱动电路通过交直流转换模块(AC/DC)供电,并驱动三相继电器适时切断负载电源,达到“欠费停机”的目的。当前预付费计量仪表的电源电路如图2所示,变压器输出电压VH(10V-12V)直接供给图3所示的继电器驱动电路。VH电压经过电源芯片U4调整以后输出VSYS给表计管理及计量系统供电。继电器驱动电路如图3所示,RELAY_0N,RELAYJFF常态为低电平。当RELAY_0N为高电平时,SI与S4导通,电流沿图中粗虚线经VH—SI — RELAY⑶IL一S4流向地,流经RELAY COIL线包的电流产生磁场、驱动继电器合闸;当RELAY_0FF为高电平时,S2与S3导通,电流沿图中细虚线经VH—S3—RELAY⑶IL一S2流向地,反向流经RELAY COIL线包的电流产生反向磁场,驱动继电器跳闸。
[0005]预付费表计要求表计在电网掉电时继电器必须跳闸;除友好日(周末或节假日)夕卜,若用户的预付费金额(预付费金额所对应的信息存储于表计的内卡中,随着用户用电逐渐扣费)使用完成后,表计继电器必须跳闸。
[0006]电网掉电后表计工作时序为:当表计管理或计量芯片检测到电网掉电时,会产生一个中断信号,该信号命令表计管理芯片停止当前正在执行的任务,转而执行掉电任务。掉电任务依次为:存储电量、存储事件、驱动继电器跳闸。其中存储电量和事件的时间大约为200ms,为保证存储的准确性,多给出I倍的存储时间。即掉电中断400ms以后开始发出跳闸信号。为保证继电器有效动作,跳闸信号保持时间大约为500ms。
[0007]但是,现在的驱动电源电路存在以下问题:
[0008]I)当电表运行于较为恶劣(电网电压低或是设备工作于高温或是低温状态下)的环境时。会出现继电器无法动作或动作不同步的现象,即三相继电器无法正常动作。
[0009]2)为解决问题I)通常是通过软件控制RELAY_0N或RELAY_0FF保持较长的高电平时间来实现的。但由于RELAY_0N、RELAY_0FF为高时,继电器线包消耗较高的电流,会造成后续V S Y S系统电压不稳或跌落,从而导致整个系统的崩溃。
[0010]3)图1电路中C1、C2通常配置为2200uF电解电容,不但成本高,占用空间,大容量负载容易造成表计开机复位。而且在恶劣条环境下,电容性能严重下降,影响到继电器正常动作。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型的目的在于提供一种提高继电器稳定同步工作、减少电路器件数目和器件容量、成本低可靠性高的预付费计量仪表的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块。
[0012]本实用新型提供的这种预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,包括变压器和电源芯片,还包括单向导通电路、限流电路和储能电路;单向导通电路、限流电路和储能电路依次串接在变压器的电源输出端和地线之间,继电器驱动电路的电源连接在限流电路和储能电路之间。
[0013]所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块还包括泄放电路,泄放电路与储能电路并联,用于消耗储能模块的剩余能量。
[0014]所述的变压器的电源输出端的电压为24.5V。
[0015]所述的单向导通电路为二极管。
[0016]所述的限流电路为限流电阻。
[0017]所述的储能电路为电容。
[0018]所述的泄放电路为泄放电阻。
[0019]本实用新型提供的这种预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,通过限流模块、储能模块和单向导通电路的设计,为继电器驱动电路提供了稳定可靠的供电电源,使得继电器能够在各种复杂恶劣环境下均可可靠动作,保证了继电器的稳定可靠工作;同时减少了原有电路器件的数目和器件的容量,降低了电路的总成本。
【附图说明】
[0020]图1为【背景技术】的预付费电能表的功能示意图。
[0021]图2为【背景技术】的继电器驱动电源模块的电路原理图。
[0022]图3为【背景技术】的继电器驱动电路的电路原理图。
[0023]图4为本实用新型的功能模块图。
[0024]图5为本实用新型的一种具体实施例的电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]如图4所示为本实用新型的功能模块图:本实用新型提供的这种预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,包括变压器、单相导通电路、限流电路、储能电路、泄放电路和电源芯片;单向导通电路、限流电路和储能电路串联后连接在变压器的电源输出端好地之间;变压器的电源输出端还连接到电源芯片;泄放电路与储能电路并联;限流电路用于防止大容量负载造成计量仪表开机复位,单向导通电路用于在计量仪表掉电瞬间反向截止,防止储能电路的电能倒灌,保证继电器的可靠动作,储能电路用于存储能量,保证计量仪表掉电后继电器的可靠动作,泄放电路用于消耗储能模块的剩余能量。
[0026]如图5所示为本实用新型的一种实施例的电路原理图:在该实施例中,变压器的电源输出端(图中标示VH0)的电压为24.5V,单向导通电路采用二极管(图中标示D23),限流电路采用并联的第一限流电阻(图中标示R8)和第二限流电阻(图中标示R9),储能电路采用储能电容(图中标示Cl),泄放电路采用泄放电阻(图中标示Rl);变压器的电源输出端与二极管的阳极连接,二极管的阴极通过并联的第一限流电阻和第二限流电阻后,输出继电器驱动电路的电源信号(图中标示VH),第一限流电阻和第二限流电阻并联后再通过储能电容连接变压器的地线;泄放电阻并联在储能电容的两端;变压器的电源输出端连接到电源芯片(图中标示U4)的IN引脚,电源芯片的GND引脚直接与变压器的地线连接,电源芯片的OUT弓I脚输出表计管理及计量系统的供电电源;电源芯片的OUT引脚同时通过第一滤波电容(图中标示C3)和第二滤波电容(图中标示C4)与变压器的地线连接。
[0027]使变压器输出电压为24.5V。变压器的输出电源通过二极管和限流电阻给储能电容充电。储能电容充电后的电压作为继电器驱动电路的电源。
[0028]第一限流电阻和第二限流电阻选型:200欧姆,1206封装,上电瞬间给储能电容充电电流为(24.5-0.5)V/100=240mA。
[0029]二极管选型:前向压降0.5V,前向电流1A,反向耐压大于50V。
[0030]泄放电阻选型:IlOK欧姆,1206封装,用于系统掉电时放走储能电容上的残压。
[0031]储能电容选型:2200uF,50V耐压电解电容。
[0032]所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块完全解决了原有电源电路存在的冋题优点:
[0033]预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块输出给继电器线包的功率为原来的4倍,可以有效保证继电器的动作。
[0034]无需通过软件控制RELAY_0N或RELAY_0FF保持较长的时间来保证继电器的动作,从而不会影响到后续电源的稳定性。
[0035]限流电阻的存在防止大容量负载造成的开机复位。
[0036]二极管在掉电瞬间反向截止,防止储能电容能量倒灌进入后续电源系统,导致继电器无法实现掉电跳闸功能。
【主权项】
1.一种预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,包括变压器和电源芯片,其特征在于还包括单向导通电路、限流电路和储能电路;单向导通电路、限流电路和储能电路依次串接在变压器的电源输出端和地线之间,继电器驱动电路的电源连接在限流电路和储能电路之间。2.根据权利要求1所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,其特征在于还包括泄放电路,泄放电路与储能电路并联,用于消耗储能模块的剩余能量。3.根据权利要求1或2之一所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,其特征在于所述的变压器的电源输出端的电压为24.5V。4.根据权利要求1或2之一所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,其特征在于所述的单向导通电路为二极管。5.根据权利要求1或2之一所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,其特征在于所述的限流电路为限流电阻。6.根据权利要求1或2之一所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,其特征在于所述的储能电路为电容。7.根据权利要求2所述的预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,其特征在于所述的泄放电路为泄放电阻。
【专利摘要】本实用新型公开了一种预付费计量仪表继电器驱动电路的电源模块,包括变压器、电源芯片、单向导通电路、限流电路和储能电路;单向导通电路、限流电路和储能电路依次串接在变压器的电源输出端和地线之间,继电器驱动电路的电源连接在限流电路和储能电路之间;限流电路用于防止大容量负载造成计量仪表开机复位,单向导通电路用于在计量仪表掉电瞬间防止电能倒灌,储能电路用于存储能量,保证计量仪表掉电后继电器的可靠动作。本实用新型通过限流模块、储能模块和单向导通电路为继电器驱动电路提供供电电源,使继电器能够在各种复杂恶劣环境下可靠动作,保证继电器的稳定可靠工作;同时减少了电路器件的数目和器件的容量,降低了电路的总成本。
【IPC分类】H01H47/02
【公开号】CN205264604
【申请号】CN201521047750
【发明人】王宝, 龙志进
【申请人】威胜集团有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月16日
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