智能电表扩展电路及智能电表的制作方法

本实用新型属于电表技术领域，尤其涉及一种智能电表扩展电路及智能电表。

背景技术：

在电能的生产和使用过程中，电能的计量和电能质量的检测至关重要。发电企业生产的电能通过并网方式出售电网公司，电网公司再经过调度和输配之后提供给电力用户，如果电能表的电能计量误差较大，则会给电力用户和供电部门造成直接经济损失。

目前，电力用户多采用485电表或载波电表，该电表是在单相电子式电能表基础上，增加rs485接口，适用于底层采用rs485组网方式的集抄、集控用电管理系统。传统的485电表是基于gprs网络远程自动抄表系统的电表。

然而，传统的485电表扩展性较差，功能比较单一，不能与其他仪表，如水表、燃气表联机使用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种智能电表扩展电路及智能电表，旨在传统解决电表扩展性较差，功能比较单一的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种智能电表扩展电路，与控制芯片连接，包括：

m-bus连接器；

差分信号接收通道，连接在所述控制芯片的第一差分信号管脚和所述连接器的第一差分信号端子之间，所述差分信号接收通道的传送信号从所述连接器往所述控制芯片以隔离的方式传输；

差分信号发送通道，连接在所述控制芯片的第二差分信号管脚和所述连接器的第二差分信号端子之间，所述差分信号发送通道的传送信号从所述控制芯片往所述连接器以隔离的方式传输；

供电电路，包括正极支路和负极支路，所述正极支路连接在电源正极和所述连接器的电源正极端子之间，所述负极支路连接在电源负极和所述连接器的电源负极端子之间，所述正极支路和负极支路之间连接有过压保护器。

在其中一个实施例中，所述差分信号接收通道包括第一光耦、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第一开关管，所述第一光耦的发光源的输入端与所述连接器的共模电压端子连接，所述第一光耦的发光源的输出端通过所述第一电阻与所述连接器的第一差分信号端子连接，所述第一光耦的受光器的输入端接工作电源，所述第一光耦的受光器的输入端还通过所述第二电阻与所述控制芯片的第一差分信号管脚连接，所述第一光耦的受光器的输出端通过所述第三电阻与所述第一开关管的控制端连接，所述第一光耦的受光器的输出端还通过所述第四电阻与所述第一开关管的低电位端连接并接地，所述第一开关管的高电位端与所述控制芯片的第一差分信号管脚。

在其中一个实施例中，所述第一开关管为npn三极管，所述第一开关管控制端、高电位端、低电位端分别为npn三极管的基极、集电极、发射极。

在其中一个实施例中，所述差分信号发送通道包括第二光耦、第五电阻、第六电阻、第七电阻及第二开关管，所述第二光耦的发光源的输入端通过所述第五电阻接工作电源，所述第二光耦的发光源的输出端与所述控制芯片的第二差分信号管脚连接，所述第二光耦的受光器的输入端与所述连接器的共模电压端子连接，所述第二光耦的受光器的输出端通过第六电阻与所述第二开关管的控制端连接，所述第二光耦的受光器的输出端还通过所述第七电阻与所述第二开关管的低电位端连接并接地，所述第二开关管的高电位端与所述连接器的第二差分信号端子连接。

在其中一个实施例中，所述第二开关管为npn三极管，所述第二开关管控制端、高电位端、低电位端分别为npn三极管的基极、集电极、发射极。

在其中一个实施例中，所述正极支路包括串接在电源正极和所述连接器的电源正极端子之间的热敏电阻。

在其中一个实施例中，所述负极支路包括连接在电源负极和所述连接器的电源负极端子之间的限流电阻。

在其中一个实施例中，所述过压保护器包括瞬态抑制二极管。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种智能电表，包括控制芯片，及上述的智能电表扩展电路。

上述的智能电表扩展电路通过设置m-bus接口，并将m-bus接口与控制芯片通讯，可以使得智能电表能作为主机与外部设备通讯，将m-bus接口用于收集或者发送信息，智能电表就能将收集到的数据统一往管理平台发送，如此提高了电表的扩展性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的智能电表扩展电路结构示意图；

图2为图1所示的智能电表扩展电路的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的智能电表扩展电路与控制芯片10连接，控制芯片10为智能电表的主控芯片。

智能电表扩展电路包括m-bus连接器21、差分信号接收通道22、差分信号发送通道23及供电电路24。

差分信号接收通道22连接在所述控制芯片10的第一差分信号管脚rxd和所述连接器21的第一差分信号端子m_rxd之间，所述差分信号接收通道22的传送信号从所述连接器21往所述控制芯片10以隔离的方式传输；差分信号发送通道23连接在所述控制芯片10的第二差分信号管脚txd和所述连接器21的第二差分信号端子m_txd之间，所述差分信号发送通道23的传送信号从所述控制芯片10往所述连接器21以隔离的方式传输；供电电路24包括正极支路242和负极支路244，所述正极支路242连接在电源正极v+和所述连接器21的电源正极端子mbus+之间，所述负极支路244连接在电源负极v-和所述连接器21的电源负极端子mbus-之间，所述正极支路242和负极支路244之间连接有过压保护器。

请参阅图2，在其中一个实施例中，所述差分信号接收通道22包括第一光耦u1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4及第一开关管q1，所述第一光耦u1的发光源的输入端与所述连接器21的共模电压端子vcm连接，所述第一光耦u1的发光源的输出端通过所述第一电阻r1与所述连接器21的第一差分信号端子m_rxd连接，所述第一光耦u1的受光器的输入端接工作电源vcc，所述第一光耦u1的受光器的输入端还通过所述第二电阻r2与所述控制芯片10的第一差分信号管脚rxd连接，所述第一光耦u1的受光器的输出端通过所述第三电阻r3与所述第一开关管q1的控制端连接，所述第一光耦u1的受光器的输出端还通过所述第四电阻r4与所述第一开关管q1的低电位端连接并接地，所述第一开关管q1的高电位端与所述控制芯片10的第一差分信号管脚rxd。

在其中一个实施例中，所述第一开关管q1为npn三极管，所述第一开关管q1控制端、高电位端、低电位端分别为npn三极管的基极、集电极、发射极。

请参阅图2，在其中一个实施例中，所述差分信号发送通道23包括第二光耦u2、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7及第二开关管q2，所述第二光耦u2的发光源的输入端通过所述第五电阻r5接工作电源vcc，所述第二光耦u2的发光源的输出端与所述控制芯片10的第二差分信号管脚txd连接，所述第二光耦u2的受光器的输入端与所述连接器21的共模电压端子vcm连接，所述第二光耦u2的受光器的输出端通过第六电阻r6与所述第二开关管q2的控制端连接，所述第二光耦u2的受光器的输出端还通过所述第七电阻r7与所述第二开关管q2的低电位端连接并接地，所述第二开关管q2的高电位端与所述连接器21的第二差分信号端子m_txd连接。

在其中一个实施例中，所述第二开关管q2为npn三极管，所述第二开关管q2控制端、高电位端、低电位端分别为npn三极管的基极、集电极、发射极。

请参阅图2，在其中一个实施例中，所述正极支路242包括串接在电源正极v+和所述连接器21的电源正极端子mbus+之间的热敏电阻ptc。

在其中一个实施例中，所述负极支路244包括连接在电源负极v-和所述连接器21的电源负极端子mbus-之间的限流电阻r8。

在其中一个实施例中，所述过压保护器包括瞬态抑制二极管d1。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种智能电表，包括控制芯片10及上述的智能电表扩展电路。

上述的智能电表扩展电路通过设置m-bus接口，并将m-bus接口与控制芯片10通讯，可以使得智能电表能作为主机与外部设备通讯，将m-bus接口用于收集或者发送信息，智能电表就能将收集到的数据统一往管理平台发送，如此提高了电表的扩展性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。