长寿命智能电能表的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种长寿命智能电能表，包括供电电源电路，所述供电电源电路包括相连接的主供电电源电路和应急供电电源电路，供电电源电路分别连接主控CPU及其外围电路和智能电能表功能模块并为其提供电源电压，所述主供电电源电路包括主电源电路，所述应急供电电源电路包括法拉电容电路和锂电池电路，主电源电路分别与法拉电容电路和锂电池电路相连接，主电源电路、法拉电容电路和锂电池电路连接切换电路，切换电路连接智能电能表的主控CPU，本实用新型在智能电能表中引入法拉电容与锂电池相配合，减少锂电池的使用时间，可延长锂电池使用寿命，降低智能电能表的成本。
【专利说明】
长寿命智能电能表
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能电能表领域，具体讲是一种长寿命智能电能表。
【背景技术】
[0002]电能表属于电能计量设备，智能电能表均采用费率计量的方式，且要求具有停电显示、负荷记录及停电抄表等功能，这些功能均建立在电能表无论是市电状态还是停电状态都能准确计时的基础上。而现在的智能电能表一般采用锂电池作为停电状态的应急电源。国家电网公司要求电能表寿命不小于10年，而锂电池因其自身特性复杂，实际寿命远不能满足要求。如果电池故障，将导致时钟走字不准，重要数据异常等一系列问题，此时必须更换电池。而更换电池需要专业维护人员到现场进行拆装调试，大大的增加了人力成本，同时更换下来的电池如果处理不当也会造成严重的环境污染。延长智能电能表中锂电池的使用寿命，可以解决电能表使用寿命中的一个瓶颈问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型根据现有技术的不足提供一种长寿命智能电能表，引入法拉电容，有效提尚锂.电池使用寿命。
[0004]本实用新型的技术方案:一种长寿命智能电能表，其特征在于:包括供电电源电路，所述供电电源电路包括相连接的主供电电源电路和应急供电电源电路，供电电源电路分别连接主控CPU及其外围电路和智能电能表功能模块并为其提供电源电压，所述主供电电源电路包括主电源电路，所述应急供电电源电路包括法拉电容电路和锂电池电路，主电源电路分别与法拉电容电路和锂电池电路相连接，主电源电路、法拉电容电路和锂电池电路连接切换电路，切换电路连接智能电能表的主控CPU。
[0005 ] 所述主电源电路还连接掉电检测电路，所述锂电池电路连接电压检测电路。
[0006]所述供电电源电路包括第一复合二极管和第二复合二极管，主供电电源连接第一电阻，第一电阻连接第一复合二极管，第一复合二极管连接第二电阻，第二电阻连接法拉电容正极，法拉电容负极接地，主供电电源还连接第二复合二极管，第二复合二极管与第一复合二极管连接，第二复合二极管与第一复合二极管之间连接主控CPU，主控CPU连接贴片TVS管，第二复合二极管经第三电阻连接锂电池正极，锂电池负极接地。
[0007]在正常供电时所述法拉电容由主供电电源经第一电阻、第一复合二极管以及第二电阻为其充电，主供电电源经第一复合二极管为主控CPU供电，法拉电容在停电时经第二电阻和第一复合二极管为主控CI3U供电，锂电池经第三电阻和第二复合二极管为主控CPU供电。
[0008]本实用新型的技术效果:在智能电能表中引入法拉电容与锂电池相配合作为电能表停电时的应急供电电源，保证在停电状态时能准确记录用电信息，并实现停电抄表等功能要求。法拉电容具有超长的充放电寿命，减少锂电池的使用时间，可延长锂电池使用寿命，从而达到延长智能电能表的寿命至20年以上，降低智能电能表的成本。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型智能电能表整体结构示意图；
[0010]图2是本实用新型供电电源结构示意图；
[0011 ]图3是本实用新型供电电源电路结构图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型进一步说明:
[0013]如图1和图2所示，一种长寿命智能电能表包括供电电源电路1，所述供电电源电路I包括相连接的主供电电源电路1和应急供电电源电路11，供电电源电路I分别连接主控CPU及其外围电路2和智能电能表功能模块3并为其提供电源电压，所述主供电电源电路10包括主电源电路12，所述应急供电电源电路11包括法拉电容电路13和锂电池电路14，主电源电路12分别与法拉电容电路13和锂电池电路14相连接，主电源电路12、法拉电容电路13和锂电池电路14连接切换电路22，切换电路22连接智能电能表的主控CPU21，主电源电路12还连接掉电检测电路15，所述锂电池电路14连接电压检测电路16。
[0014]如图3所示，供电电源电路I包括第一复合二极管Dl和第二复合二极管D2，主供电电源VCCl连接第一电阻Rl，第一电阻Rl连接第一复合二极管Dl，第一复合二极管Dl连接第二电阻R2，第二电阻R2连接法拉电容Cl正极，法拉电容Cl负极接地，主供电电源VCCl还连接第二复合二极管D2，第二复合二极管D2与第一复合二极管Dl连接，第二复合二极管D2与第一复合二极管Dl之间连接主控CPU21，主控CPU21连接贴片TVS管D3，第二复合二极管D2经第三电阻R3连接锂电池BTI正极，锂电池BTI负极接地，在正常供电时所述法拉电容CI由主供电电源VCCl经第一电阻Rl、第一复合二极管Dl以及第二电阻R2为其充电，主供电电源VCCl经第一复合二极管D2为主控CPU21供电，法拉电容Cl在停电时经第二电阻R2和第一复合二极管Dl为主控CPU21供电，锂电池BTl经第三电阻R3和第二复合二极管D2为主控CPU21供电。
[0015]在市电供电时，主供电电源电路经供电切换电路为电能表主控CPU及功能模块供电，且主电源与法拉电容相连，在主电源供电状态时为法拉电容充电至法拉电容电压与主供电电源电压相同；当市电断电时，法拉电容即刻经切换电路为电能表主控CPU及停电相关功能模块供电，直至锂电池供电电路钝化解除，锂电池供电电路经切换电路与法拉电容供电电路同时为电能表主控CPU及停电相关功能模块供电，主电源供电电路还与主电源掉电检测电路相连，锂电池供电电路还连接有电池电压检测电路。
[0016]上述技术方案中，当市电恢复供电后，系统即刻切换到主电源供电模式，且主电源供电电路为法拉电容充电至充电完成。法拉电容充放电寿命很长，可达到500000次或200000小时，可有效延长智能电表的使用寿命，降低智能电能表的成本。
[0017]上述技术方案中供电电源电路由法拉电容Cl、锂电池BTl、电阻Rl?R3、复合二极管Dl和D2以及贴片TVS管D3组成。图3中VCCl为主供电电源提供的工作电压，VCC_M⑶为主控CPU及外围功能模块工作电压。在主电源供电时，主供电电源VCCl经复合二极管D2提供电压VCC_MCU;同时，主供电电源VCCl经电阻Rl、复合二极管Dl和电阻R2给法拉电容Cl充电，直至法拉电容CI对GND端电压与主供电电源VCCI基本相同；当市电断电时，法拉电容CI优先经电阻R2、复合二极管DI提供电压VCC_MCU，此时锂电池BTI从钝化状态中解除，可正常提供应急电源，锂电池BTI经电阻R3和复合二极管D2提供电压VCC_MOT;法拉电容Cl与锂电池BTI共同作为应急电源提供工作电压VCC_MCU。上述贴片TVS管D3为主控CPU工作保护管。
[0018]上述技术方案中当主供电电源VCCl掉电时，智能电能表进入掉电状态，此时应急电源为掉电功能模块提供电源。当锂电池电压较低时，提示智能电能表电池电压不足，需提醒电网维护人员及时更换电池。
[0019]本实用新型的长寿命智能电能表，在智能电能表中引入法拉电容与锂电池相配合作为电能表停电时的应急供电电源，保证在停电状态时能准确记录用电信息，并实现停电抄表等功能要求。法拉电容具有超长的充放电寿命，减少锂电池的使用时间，可延长锂电池使用寿命，从而达到延长智能电能表的寿命至20年以上，降低智能电能表的成本。
【主权项】
1.一种长寿命智能电能表，其特征在于:包括供电电源电路(I)，所述供电电源电路(I)包括相连接的主供电电源电路(10)和应急供电电源电路(11)，供电电源电路(I)分别连接主控CPU及其外围电路(2)和智能电能表功能模块(3)并为其提供电源电压，所述主供电电源电路(10)包括主电源电路(12)，所述应急供电电源电路(11)包括法拉电容电路(13)和锂电池电路(14)，主电源电路(12)分别与法拉电容电路(13)和锂电池电路(14)相连接，主电源电路(12)、法拉电容电路(13)和锂电池电路(14)连接切换电路(22)，切换电路(22)连接智能电能表的主控CPU(21)。2.根据权利要求1所述的长寿命智能电能表，其特征在于:所述主电源电路(12)还连接掉电检测电路(15)，所述锂电池电路(14)连接电压检测电路(16)。3.根据权利要求1所述的长寿命智能电能表，其特征在于:所述供电电源电路(I)包括第一复合二极管(Dl)和第二复合二极管(D2)，主供电电源(VCCl)连接第一电阻(Rl)，第一电阻(Rl)连接第一复合二极管(Dl)，第一复合二极管(Dl)连接第二电阻(R2)，第二电阻(R2)连接法拉电容(CI)正极，法拉电容(Cl)负极接地，主供电电源(VCCl)还连接第二复合二极管(D2)，第二复合二极管(D2)与第一复合二极管(Dl)连接，第二复合二极管(D2)与第一复合二极管(Dl)之间连接主控CPU(21)，主控CPU(21)连接贴片TVS管(D3)，第二复合二极管(D2)经第三电阻(R3)连接锂电池(BTI)正极，锂电池(BTI)负极接地。4.根据权利要求3所述的长寿命智能电能表，其特征在于:在正常供电时所述法拉电容(Cl)由主供电电源(VCCl)经第一电阻(R1)、第一复合二极管(Dl)以及第二电阻(R2)为其充电，主供电电源(VCCl)经第一复合二极管(D2)为主控CPU(21)供电，法拉电容(Cl)在停电时经第二电阻(R2)和第一复合二极管(Dl)为主控CPU(21)供电，锂电池(BTl)经第三电阻(R3)和第二复合二极管(D2)为主控CPU(21)供电。
【文档编号】H02J7/34GK205670717SQ201620520794
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】丁黎, 李帆, 汪旭祥, 李莉, 杨丽华, 石洪, 蔡文嘉, 夏水斌, 王伟
【申请人】国家电网公司, 国网湖北省电力公司电力科学研究院, 武汉盛帆电子股份有限公司