一种分体式电表的断电充值电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种分体式电表的断电充值电路，包括MCU电表端和UIU用户操作端，所述MCU电表端的L线的输出端与UIU用户操作端的L线的输入端连接，所述MCU电表端的N线的输出端与UIU用户操作端的N线的输入端连接；所述MCU电表端包括第一耦合线圈和第一电容；所述第一耦合线圈的一端连接所述MCU电表端的N线的输入端，另外一端与所述第一电容的一端串联；所述第一电容的另外一端连接所述MCU电表端的L线的输出端。能够在MCU电表端的继电器断开后，通过第一电容导通MCU电表端和UIU用户操作端，维持二者之间信号的正常传输，保证抄表工作的正常进行；且不影响抄表过程中整体的通信效果。
【专利说明】
一种分体式电表的断电充值电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电表领域，具体说的是一种分体式电表的断电充值电路。
【背景技术】
[0002]分体式电表包括分开部署的计量控制单元(MCU电表端)和用户操作单元(UIU用户操作端)，避免用户接触计量控制单元引发窃电等操作。MCU和UIU可以灵活使用有线连接方式(MBus，RS485)或者无线连接方式(RF，PLC)，满足各种复杂环境的组网需求。分体式电表的断电充值电路是基于电力载波通信(PLC)技术，所述电力载波技术是一种利用电力线作为媒介传输控制信号的现代技术。请参阅图1和图2，将电力载波技术运用在分体式电表的断电充值电路中的耦合原理如下:MCU电表端载波信号耦合电路由一个0.lyF/275V(或0.22yF/275V)聚酯电容和一个1:1耦合线圈组成，聚酯电容与耦合线圈串联后再并联在L线与N线之间。聚酯电容另外一端接L线，在电路中起到隔离高压和滤波作用;耦合线圈另外一端接N线，在电路中将从线圈一端的信号耦合到另外一端。当另一个载波抄控端，如UIU用户操作端要对MCU电表端进行抄表时，则需在抄控端载波电路的输入端N线上加一个0.lyF/275V(或0.22yF/275V)聚酯电容，以使载波信号在L线和N线都经过滤波处理。
[0003]当MCU电表端的继电器闭合时，即所插电卡的充值余额充足时，如图3所示，其原理为:从UIU用户操作端主芯片发出的抄表信号，经过UIU用户操作端载波模块的调制，从耦合线圈L2发出，再经过L线和N线的C2、C3隔离滤波后到达耦合线圈LI，信号传达至M⑶表端载波电路;MCU电表端载波电路对信号进行解调后，将模拟信号转换为数字信号传达到MCU电表端的主芯片。MCU电表端主芯片应答，应答信号经过MCU电表端载波电路调制为模拟信号，并从LI线圈发出，传递到L2线圈。在UIU用户操作端载波电路解调完信号，将数字信号传递回UIU用户操作端的主芯片，完成整个通信过程。
[0004]虽然继电器闭合时，整个PLC通信正常，但是一旦继电器断开，即电卡余额不足，停止对用户端供电时，UIU用户操作端耦合线圈L2发出的信号便不能通过L路到达M⑶电表端耦合线圈LI，通信无法成功，因此用户无法在停电状态下在家中对电表进行操作。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种分体式电表的断电充值电路，能够在MCU电表端断电情况下保证UIU用户操作端和MCU电表端的正常通信。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0007]—种分体式电表的断电充值电路，包括MCU电表端和UIU用户操作端，所述MCU电表端的L线的输出端与UIU用户操作端的L线的输入端连接，所述MCU电表端的N线的输出端与UIU用户操作端的N线的输入端连接；
[0008]所述MCU电表端包括第一親合线圈和第一电容;所述第一親合线圈的一端连接所述MCU电表端的N线的输入端，另外一端与所述第一电容的一端串联;所述第一电容的另外一端连接所述MCU电表端的L线的输出端。
[0009]其中，所述MCU电表端还包括第二电容和继电器;所述第一耦合线圈通过所述第二电容连接所述MCU电表端的L线的输入端;所述继电器串联在所述MCU电表端的L线的输入端与输出端之间。
[0010]其中，所述M⑶电表端还包括第一PLC电路和第一主芯片;所述第一主芯片、所述第一 PLC电路以及所述第一耦合线圈依次连接。
[0011]其中，所述UIU用户操作端包括依次连接的第二主芯片、第二PLC电路和第二耦合线圈。
[0012]其中，所述UIU用户操作端还包括第三电容，所述第二耦合线圈的一端通过所述第三电容连接所述UIU用户操作端的N线的输入端，连接，另一端连接所述UIU用户操作端的L线。
[0013]其中，所述第一电容为聚酯电容。
[0014]其中，所述第一电容为0.lyF/275V或0.22yF/275V0
[0015]其中，所述第二电容为0.1yF/275V或0.22yF/275V的聚酯电容。
[0016]本实用新型的有益效果在于:区别于现有技术的分体式电表的断电充值电路MCU电表端的继电器断开后，MCU电表端和UIU用户操作端之间便无法正常通讯联系的不足。本实用新型通过在所述第一耦合线圈和所述MCU电表端的L线的输出端之间串联有第一电容，在MCU电表端的继电器导通情况下不影响其通信效果，而在继电器断开时能够通过第一电容导通MCU电表端第一耦合线圈和UIU用户操作端L线输入端，维持二者之间信号的正常传输，保证抄表工作的正常进行;另外，使得大部分电压降在第二电容上，确保继电器断开时，MCU电表端的L线和N线输出端之间几乎等于没有电。
【附图说明】
[0017]图1为现有技术的MCU电表端的耦合电路结构图；
[0018]图2为现有技术的UIU用户操作端的耦合电路结构图；
[0019]图3为现有技术的MCU电表端和UIU用户操作端的电路连接示意图；
[0020]图4为本实用新型的M⑶电表端和UIU用户操作端的电路连接示意图。
[0021]标号说明:
[0022]1、10]电表端;2、1]11]用户操作端；
[0023]Kl、继电器;Cl、第一电容;C2、第二电容;C3、第三电容；
[0024]L1、第一耦合线圈；L2、第二耦合线圈。
【具体实施方式】
[0025]为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0026]本实用新型最关键的构思在于:在MCU电表端的第一親合线圈和L线的输出端之间串联有第一电容，在继电器断开时能够维持MCU电表端和UIU用户操作端之间信号的正常传输。
[0027]请参照图4，本实用新型提供一种分体式电表的断电充值电路，包括MCU电表端I和UIU用户操作端2，所述MCU电表端I的L线的输出端与UIU用户操作端2的L线的输入端连接，所述MCU电表端的N线的输出端与UIU用户操作端的N线的输入端连接；
[0028]所述M⑶电表端包括第一親合线圈LI和第一电容Cl;所述第一親合线圈LI的一端连接所述MCU电表端的N线的输入端，另外一端与所述第一电容Cl的一端串联;所述第一电容的另外一端连接所述MCU电表端的L线的输出端。
[0029]进一步的，所述MCU电表端I还包括第二电容C2和继电器Kl;所述第一耦合线圈LI通过所述第二电容C2连接所述MCU电表端的N线的输入端;所述继电器Kl串联在所述MCU电表端的L线的输入端与输出端之间。
[0030]由上述描述可知，本实用新型能够通过第二电容隔离50Hz交流电和通过有用的高频载波信号，让大部分高压降在第二电容上，使后面的电路不带高压以保护人身安全，起到隔离滤波的作用。通过继电器起到自动开关的作用。
[0031]进一步的，所述MCU电表端I还包括第一PLC电路和第一主芯片;所述第一主芯片、所述第一 PLC电路以及所述第一耦合线圈LI依次连接。
[0032]由上述描述可知，本实用新型通过第一PLC电路和第一主芯片实现对载波信号的处理，以及控制信号的反馈，实现UIU用户操作端抄取所述MCU电表端的计量统计数据。
[0033]进一步的，所述UIU用户操作端2包括依次连接的第二主芯片、第二PLC电路和第二耦合线圈L2;所述第二耦合线圈L2并联在所述UIU用户操作端2的L线和N线之间。
[0034]由上述描述可知，本实用新型的UIU用户操作端通过第二主芯片发出抄表信号，然后经过第二 PLC电路的调制，再经过第二耦合线圈传输有用的抄表载波信号至M⑶电表端，发起抄表请求。
[0035]进一步的，所述UIU用户操作端还包括第三电容C3，所述第二耦合线圈L2的一端通过所述第三电容C3连接所述UIU用户操作端的N线的输入端，另一端连接所述UIU用户操作端的L线。
[0036]由上述描述可知，本实用新型的UIU用户操作端设有第三电容C3，第三电容C3与第二耦合线圈L2组成耦合电路，主要作用是将UIU用户操作端的命令信号耦合到L线和N线上，和把L线和N线上的载波信号耦合到第二 PLC电路的其他部分。第三电容C3能够使抄表载波信号在L线和N线都经过滤波处理，确保抄表载波信号的精确度。
[0037]进一步的，所述第一电容Cl为聚酯电容。
[0038]进一步的，所述第一电容Cl为0.lyF/275V或0.22yF/275V0
[0039]由上述描述可知，所述第一电容Cl能够获取最佳的隔离交流信号，通过有用载波信号的效果。
[0040]进一步的，所述第二电容C2为0.1yF/275V或0.22yF/275V的聚酯电容。
[0041]由上述描述可知，所述第二电容C2能够获取最佳的滤波效果，需要说明的是，第一电容和第二电容的大小取决于不同的载波方案。
[0042]请参照图4，本实用新型的实施例为:
[0043]本实用新型提供一种分体式电表的断电充值电路，包括MCU电表端I和UIU用户操作端2，所述MCU电表端I的L线的输出端与UIU用户操作端2的L线的输入端连接，所述MCU电表端I的N线的输出端与UIU用户操作端2的N线的输入端连接；
[0044]所述M⑶电表端I包括第一耦合线圈L1、第一电容Cl、第二电容C2、继电器Kl、第一PLC电路和第一主芯片；所述第一主芯片和第一 PLC电路连接;所述第一 PLC电路由接口电路、PLC主芯片和接收/发送电路依次连接组成。所述第一耦合线圈LI的次级线圈连接所述第一 PLC电路，初级线圈的一端连接N线的输入端，另一端通过第二电容C2与L线连接;在所述MCU电表端I的L线的输入端和输出端之间串联有所述继电器Kl，所述继电器Kl的一端连接第二电容C2，另一端连接L线的输出端;所述第一电容Cl的一端连接所述第一耦合线圈LI的初级线圈与第二电容C2的连接节点上，另一端连接L线的输出端。
[0045]所述UIU用户操作端2包括第二耦合线圈L2、第三电容C3、第二 PLC电路和第二主芯片；所述第二 PLC电路和第二主芯片连接，所述第二耦合线圈L2的次级线圈连接所述第二PLC电路，初级线圈的一端连接L线，另一端通过第三电容C3与L线连接。
[0046]优选的，所述第一电容Cl为0.1yF/275V或0.22yF/275V的聚酯电容，所述第二电容C2和第三电容C3为0.lyF/275V或0.22yF/275V的聚酯电容，第一电容和第二电容的取值取决于不同的载波方案;所述第一耦合线圈LI和第二耦合线圈L2的匝数比为1:1。
[0047]本实施例的分体式电表的断电充值电路的工作原理为:
[0048]当继电器闭合时，所述MCU电表端I的第一电容Cl和第二电容C2并联。在UIU用户操作端抄表时，UIU用户操作端的第二主芯片发出抄表信号，经过第二 PLC电路的调制后，从第二耦合线圈发出，传递到MCU电表端，通过L线上的第一电容Cl和第二电容C2的隔离滤波处理后，经过第一耦合线圈LI进行隔离作用，再传递至第一PLC电路进行载波调节处理，将模拟抄表信号转换为数字抄表信号，然后发送至第一主芯片，第一主芯片应答后，发出应答信号至第一 PLC电路，将其载波调制为模拟应答信号后再经原路返回至UIU用户操作端;从N路的第三电容C3经过，再次进行滤波处理，确保信号在L路和N路都经过滤波处理，提高信号的精确度;模拟应答信号依次通过第二耦合线圈L2和第二 PLC电路，在所述第二 PLC电路解调所述模拟应答信号后，转变为数字应答信号，发送至第二主芯片，从而完成整个通信过程。由于设置了第一电容Cl，载波信号在L路和N路都有滤波，虽然对信号滤波后的波形有些许影响，但不会影响整体的通信效果;在满足UIU用户操作端2的同时，也支持从L线输入端和N线输入端连接其他载波设备对MCU电表端I进行抄读。
[0049]当继电器断开时，在L路上，所述UIU用户操作端2的L线和所述MCU电表端I的L线出线端之间只串联了第一电容Cl。由于大部分的压降在第二电容上，通过L线的输出端和N线的输出端之间的电压值相较于降在第一耦合线圈LI上的电压值还小，可忽略。因此，在所述UIU用户操作端2时，抄表信号能够通过L线的第一电容、N路的第三电容到达所述MCU电表端I的第一耦合线圈LI;所述MCU电表端I应答模拟抄表信号后发出的模拟应答信号再经原路返回。当从L线输入端和N线输入端连接的其他载波抄表设备对所述MCU电表端进行抄读时，载波设备发出抄表信号后，同样能够通过L路经过第二电容，在N路则经过载波抄表设备N路上的聚酯电容，最终到达第一耦合线圈;所述MCU电表端应答的模拟应答信号再由原路返回到载波抄表设备，完成抄表工作。
[0050]综上所述，本实用新型提供的一种分体式电表的断电充值电路，能够在MCU电表端的继电器断开后，通过第一电容导通M⑶电表端和UIU用户操作端，维持二者之间信号的正常传输，保证抄表工作的正常进行；进一步的，同样能够支持其他载波抄表设备的抄表工作;且不影响抄表过程中整体的通信效果。
[0051]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，包括MCU电表端和UIU用户操作端，所述MCU电表端的L线的输出端与UIU用户操作端的L线的输入端连接，所述MCU电表端的N线的输出端与UIU用户操作端的N线的输入端连接； 所述MCU电表端包括第一親合线圈和第一电容;所述第一親合线圈的一端连接所述MCU电表端的N线的输入端，另外一端与所述第一电容的一端串联;所述第一电容的另外一端连接所述MCU电表端的L线的输出端。2.如权利要求1所述的一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，所述MCU电表端还包括第二电容和继电器;所述第一耦合线圈通过所述第二电容连接所述MCU电表端的L线的输入端;所述继电器串联在所述MCU电表端的L线的输入端与输出端之间。3.如权利要求1所述的一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，所述MCU电表端还包括第一 PLC电路和第一主芯片;所述第一主芯片、所述第一 PLC电路以及所述第一耦合线圈依次连接。4.如权利要求1所述的一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，所述UIU用户操作端包括依次连接的第二主芯片、第二 PLC电路和第二耦合线圈。5.如权利要求4所述的一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，所述UIU用户操作端还包括第三电容，所述第二耦合线圈的一端通过所述第三电容连接所述UIU用户操作端的N线的输入端，另一端连接所述UIU用户操作端的L线。6.如权利要求1所述的一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，所述第一电容为聚酯电容。7.如权利要求6所述的一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，所述第一电容为.0.lyF/275V或0.22yF/275V08.如权利要求2所述的一种分体式电表的断电充值电路，其特征在于，所述第二电容为.0.lyF/275V或0.22yF/275V的聚酯电容。
【文档编号】G01R22/06GK205484547SQ201620024357
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月11日
【发明人】娄震旦, 刘春华, 张平, 蓝震峰
【申请人】深圳市思达仪表有限公司