一种电能表上电检测电路的制作方法

本技术涉及电能表，具体涉及一种电能表上电检测电路。

背景技术：

1、电能表作为电费结算的法定计量器具，在各种复杂工作环境下的长时间、高可靠运行已成为行业内技术人员的主要诉求之一。目前日益复杂的电网环境及用电负荷现状，对电能表上电检测设计提出了更高的要求。

2、现阶段电能表上电检测通常采用二种方式，

3、方式一：检测电路检测电能表主电源上电状态，通过mcu休眠定时唤醒确认主电源上电状态信号。此方式缺陷是电能表上电启动时间由mcu休眠定时唤醒间隔时间决定，考虑电池工作寿命因素，唤醒间隔时间不可能太小，多为秒级以上；

4、方式二：电阻分压方式采样电能表主电源电压，利用mcu内部电压比较器功能产生中断信号。此方式要求mcu休眠状态下支持电压比较器功能，且因休眠状态开启电压比较器功能模块，增加mcu休眠功耗，降低电池工作寿命。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对目前电能表上电检测方式所存在的上述问题，提出一种电能表上电检测电路，保障电能表在复杂工作环境下的可靠运行。

2、本实用新型的技术方案是：

3、本实用新型提供一种电能表上电检测电路，该电路包括电源模块、阀值检测模块、启动脉冲模块、电压检测模块及控制模块；所述阀值检测模块的供电信号端与电源模块的第一电源相连，所述阀值检测模块的输出端分别与启动脉冲模块及电压检测模块相连；所述电压检测模块的逻辑电平输出与控制模块的对应输入端相连；

4、所述阀值检测模块检测第一电源vin的电压，当第一电源vin大于阀值vz，阀值检测模块输出电压发生阶跃变化；

5、根据所述电压阶跃变化，启动脉冲模块输出单个正电压脉冲至控制模块，电压检测模块输出逻辑电平；

6、所述控制模块接收单个正电压脉冲触发中断休眠唤醒，读取电压检测模块输出的逻辑电平状态，基于逻辑电平状态，进行电能表上电检测。

7、进一步地，所述阀值检测模块包括第一稳压二极管d1、第一电阻r1和第二电阻r2，第一稳压二极管d1的阴极与第一电源相连，第一稳压二极管d1的阳极与第一电阻r1的一端相连，第一电阻r1的另一端串接第二电阻r2后接地，所述第一电阻r1和第二电阻r2的连接点作为阀值检测模块的输出。

8、进一步地，所述启动脉冲模块包括第一开关单元及第二开关单元，所述第一开关单元的输入端与阀值检测模块的输出端相连，第一开关单元的输出端与第二开关单元的输入端相连，第二开关单元的输出端与控制模块的对应输入端相连。

9、进一步地，所述第一开关单元包括第一电容c1、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5及npn型三极管q1，第一电容c1的一端与阀值检测模块的输出端相连，第一电容c1的另一端串接第三电阻r3后接地，第一电容c1和第三电阻r3的连接点串接第四电阻r4后与q1的基极相连，q1的发射极接地，集电极串接第五电阻r5后与电源模块的第二电源相连；

10、所述第二开关单元包括第六电阻r6、pnp型三极管q2、第七电阻r7，所述q1的集电极和第五电阻r5的连接点作为第一开关单元的输出与q2的基极相连，q2的发射极与第二电源相连，q2的集电极串接第七电阻r7后接地，且q2的集电极和第七电阻r7的连接点即第二开关单元的输出，作为启动脉冲模块的输出与控制模块的对应输入端相连。

11、进一步地，所述电压检测模块包括第八电阻r8、npn型三极管q3和第九电阻r9，所述第八电阻r8的一端接阀值检测模块的输出，另一端接q3的基极，q3的发射极接地，q3的发射极串接第九电阻r9后接电源模块的第二电源，所述第九电阻r9和q3发射极的连接点作为电压检测模块的输出。

12、进一步地，所述电源模块包括包括第一电源及第二电源，第一电源为电能表ac/dc电源模块输出的直流电源；第二电源为第一电源降压且稳压后的直流电源与电池供电电源共同提供的直流电源。

13、本实用新型的有益效果：

14、本实用新型的电能表上电检测电路，其主电源启动阀值电压设计、启动脉冲信号触发wakeup休眠中断唤醒，根据双重检测信号判据电能表上电情况，具有无需增加休眠状态电池功耗、不限定mcu主控芯片等特点，实现了毫秒级电能表上电启动，且可靠性高、电路简洁，并且成本低。

15、本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种电能表上电检测电路，其特征在于：该电路包括电源模块（1）、阀值检测模块（2）、启动脉冲模块（3）、电压检测模块（4）及控制模块（5）；所述阀值检测模块（2）的供电信号端与电源模块（1）的第一电源（11）相连，所述阀值检测模块（2）的输出端分别与启动脉冲模块（3）及电压检测模块（4）相连；所述电压检测模块（4）的逻辑电平输出与控制模块（5）的对应输入端相连。

2.根据权利要求1所述的电能表上电检测电路，其特征在于，所述阀值检测模块（2）包括第一稳压二极管d1、第一电阻r1和第二电阻r2，第一稳压二极管d1的阴极与第一电源（11）相连，第一稳压二极管d1的阳极与第一电阻r1的一端相连，第一电阻r1的另一端串接第二电阻r2后接地，所述第一电阻r1和第二电阻r2的连接点作为阀值检测模块（2）的输出。

3.根据权利要求1所述的电能表上电检测电路，其特征在于，所述启动脉冲模块（3）包括第一开关单元（31）及第二开关单元（32），所述第一开关单元（31）的输入端与阀值检测模块（2）的输出端相连，第一开关单元（31）的输出端与第二开关单元（32）的输入端相连，第二开关单元（32）的输出端与控制模块（5）的对应输入端相连。

4.根据权利要求3所述的电能表上电检测电路，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的电能表上电检测电路，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的电能表上电检测电路，其特征在于，所述电压检测模块（4）包括第八电阻r8、npn型三极管q3和第九电阻r9，所述第八电阻r8的一端接阀值检测模块（2）的输出，另一端接q3的基极，q3的发射极接地，q3的发射极串接第九电阻r9后接电源模块（1）的第二电源（12），所述第九电阻r9和q3发射极的连接点作为电压检测模块（4）的输出。

7.根据权利要求1所述的电能表上电检测电路，其特征在于，所述电源模块（1）包括第一电源（11）及第二电源（12），第一电源（11）为电能表ac/dc电源模块输出的直流电源；第二电源（12）为第一电源（11）降压且稳压后的直流电源与电池供电电源共同提供的直流电源。

技术总结
一种电能表上电检测电路，该电路包括电源模块、阀值检测模块、启动脉冲模块、电压检测模块及控制模块；所述阀值检测模块的供电信号端与电源模块的第一电源相连，所述阀值检测模块的输出端分别与启动脉冲模块及电压检测模块相连；所述阀值检测模块检测第一电源VIN的电压，当第一电源VIN大于阀值Vz，阀值检测模块输出电压发生阶跃变化；根据所述电压阶跃变化，启动脉冲模块输出单个正电压脉冲至控制模块，电压检测模块输出逻辑电平；所述控制模块接收单个正电压脉冲触发中断休眠唤醒，读取电压检测模块输出的逻辑电平状态，基于逻辑电平状态，进行电能表上电检测，保障电能表在复杂工作环境下的可靠运行。

技术研发人员：周梅,郁卫联,花雷
受保护的技术使用者：江苏林洋能源股份有限公司
技术研发日：20221222
技术公布日：2024/1/15