一种供电电路以及智能电表的制作方法

1.本实用新型涉及一种供电电路，具体涉及一种先消耗外部电池再消耗内部电池的供电电路。


背景技术：

2.智能电表在停电状态下，需要对电表进行检查操作时，需按键唤醒mcu进行lcd显示等功能实现，此时电池功耗大幅度增加，大大缩短时钟电池使用寿命，因此在设计时增加外部可更换的抄表电池，配合时钟电池，二者竞争供电给时钟电源。如图1所示，现有技术方案中抄表电池电压等于时钟电池电压，和时钟电池竞争给时钟电源供电，长时间运行或存放后，电池出现欠压时，时钟电池和抄表电池同时没有电量，如果抄表电池更换不及时或者更换过程中，内部时钟电源供给不稳定，可能出现电表时钟运行计时不准确，导致智能电表多费率分时计量不精确，事件记录时标错误等质量隐患。


技术实现要素：

3.为了解决时钟电池和抄表电池同时欠压的问题，本实用新型提供一种电池供电竞争电路的智能电表，电池电量消耗顺序为先抄表电池，再是时钟电池。
4.一种供电电路，包括抄表电池、时钟电池、市电电源、第一电压隔离电路、第二电压隔离电路以及时钟电源，还包括电压检测电路和电压开关电路；所述电压开关电路分别电连接所述电压检测电路、第一电压隔离电路以及时钟电池；所述抄表电池分别电连接所述电压检测电路以及第一电压隔离电路；所述第二电压隔离电路分别连接第一电压隔离电路、市电电源以及时钟电源。抄表电池为外部的可更换电池，时钟电池为内部时钟电池。
5.进一步地，所述电压开关电路包括电阻和mos管。
6.进一步地，所述电压开关电路包括第一电阻和npn三极管。
7.进一步地，所述电压检测电路包括第二电阻、第三电阻和npn三极管。
8.进一步地，所述电压检测电路还包括第四电阻和处理芯片，所述第四电阻与处理芯片串联在npn三极管与第二电阻、第三电阻之间。
9.进一步地，所述mos管的漏极连接所述时钟电池，栅极连接所述电压检测电路，源极连接所述第一电压隔离电路。
10.进一步地，所述npn三级管的集电极连接所述内部时钟电源，基极连接所述电压检测电路，发射极连接所述第一电压隔离电路。
11.进一步地，所述npn三极管的集电极连接所述电压开关电路，发射极连接所述抄表电池，基极连接第二电阻和第三电阻。
12.进一步地，所述第一电压隔离电路包括双二极管，所述第二电压隔离电路包括双二极管。
13.本实用新型还提供一种智能电表，包括上述的任意一项供电电路。
14.本实用新型的有益效果：
15.电压检测电路检测抄表电池是否有电，再通过控制电压开关电路控制时钟电池是否接入供电电路，在抄表电池有电时，断开电压开关电路，优先将抄表电池接入供电电路，在消耗完抄表电池，再消耗时钟电池，可延长时钟电池的使用时间，并且在更换抄表电池时，内部时钟电源保持供电，时钟电源不会出现断电情况，确保时钟电源供电稳定，提高智能电表运行的可靠性和稳定性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
17.图1是现有方案中的结构原理示意图；
18.图2是实施例中的结构原理示意图；
19.图3是实施例1方案电路示意图；
20.图4是实施例2方案电路示意图；
21.图5是实施例3方案电路示意图。
具体实施方式
22.为使得本技术的申请目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
23.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
24.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.实施例1
26.一种供电电路，电路结构如图2所示，包括抄表电池、时钟电池、市电电源、第一电压隔离电路、第二电压隔离电路、mcu时钟电源、电压检测电路以及电压开关电路。
27.电压开关电路分别电连接所述电压检测电路、第一电压隔离电路以及时钟电池；抄表电池分别电连接所述电压检测电路以及第一电压隔离电路；第二电压隔离电路分别连接第一电压隔离电路、市电电源以及mcu时钟电源。
28.电压检测电路检测抄表电池电压，在抄表电池有电时，控制电压开关断开，此时，时钟电池不接入电路，不消耗时钟电池。当抄表电池无电量欠压时，电压检测电路控制电压开关电路导通，此时，时钟电池接入电路，为时钟电源供电。当抄表电池更换为新电池后，电压检测电路再控制电压开关电路断开。这样可以优先消耗抄表电池的电量，保存内部时钟内齿的电量，从而提高智能电表在网运行的可靠性和稳定性。
29.如图3所示，p1为外部可更换的抄表电池的插拔接口，b1是内部时钟电池，k1为时钟电池短路点。vbat为mcu时钟电源，3.7v为交流市电经由ac-dc降压后的稳压电源。
30.电压开关电路包括电阻r1以及mos管q1；电压检测电路包括电阻r2、电阻r3以及npn三极管；第一电压隔离电路、第二电压隔离电路均包括双二极管。
31.电压开关电路中的r1为mos分压电阻。其中，mos管的漏极连接内部时钟电源b1，栅极连接电压检测电路中的npn三极管的集电极，源极连接第一电压隔离电路中的其中一个二极管的正极。
32.电压检测电路中的npn三极管集电极连接电压开关电路中的mos管，发射极连接抄表电池p1，基极连接电阻r2和电阻r3。
33.电路的工作原理为：
34.npn三极管q2的基极pn具有结导通门槛电压特性，例如，锗管0.3v、硅管0.7v；电阻r2、r3分压取样检测外部dc3.6v可更换抄表电池电压。外部dc3.6v可更换抄表电池电压有电时，电阻r2、r3分压取样电压大于三极管q2的基极pn结导通门槛电压，三极管q2导通。外部dc3.6v可更换抄表电池电压欠压时，也就是无电量，电阻r2、r3分压取样电压小于三极管q2的基极pn结导通门槛电压，三极管q2截止关断。
35.电压开关电路中的开关管采用n沟通的mos管，导通电阻小，导通时电压小。外部dc3.6v可更换抄表电池有电时，三极管q2导通，电压开关电路中的mos管q1栅极g低电平，mos管q1关断，此时不消耗dc3.6v时钟电池电量。当外部dc3.6v可更换抄表电池无电欠压时，三极管q2截止关断，mos管q1栅极g电压在上拉电阻r1作用下上拉为高电平，mos管q1的导通，由dc3.6v时钟电池供电。
36.本实施例中的电阻r1、r2、r3在工作时消耗部分电池电量，选取阻值时，需要在电路正常工作情况下尽量选取大阻值，尽可能降低电阻r1、r2、r3的电量消耗。
37.实施例2
38.如图4所示，与实施例1不同的是，将电路开关电路中的mos管换成npn三极管。
39.电压开关电路包括电阻r1以及npn三极管；电压检测电路包括电阻r2、电阻r3以及npn三极管；第一电压隔离电路、第二电压隔离电路均包括双二极管。
40.电压开关电路中的r1为npn管分压电阻。其中，npn管的集电极连接内部时钟电源b1，基极连接电压检测电路中的npn三极管的集电极，发射极连接第一电压隔离电路中的其中一个二极管的正极。
41.电压检测电路中的npn三极管集电极连接电压开关电路中的npn管，发射极连接抄表电池p1，基极连接电阻r2和电阻r3。
42.实施例2的工作原理与实施例1相同。
43.实施例3
44.如图5所示，与实施例1不同的是，在电压检测电路中增加了处理芯片和电阻r4，电阻r4与处理芯片串联在npn三极管q2与电阻r2和电阻r3之间。电阻r4限流电阻，控制npn三极管的电流。
45.本实施例的供电电路的工作原理为：处理芯片通过电阻r2和电阻r3分压a/d采样，检测抄表电池电压，再由处理芯片的i/o口控制三极管q2的导通和截止关断，从而控制电压开关电路中的mos管的导通和截止关断，来时时钟电池接入或不接入电路。
46.实施例4
47.本实施例提供一种智能电表，包括上述实施例1-3的任意一种供电电路。
48.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本实用新型的保护。
49.需要说明的是，本实用新型实施例中涉及的主控模块其具体的实现原理、电路以及所需要的元器件均采用本领域技术人员所熟知的现有技术，对于控制原理的实现，本领域技术人员不需要付创造性劳动，此处不再赘述。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
52.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。