提高电能表mcu内置实时时钟精度的电源电路的制作方法
【专利摘要】提高电能表MCU内置实时时钟精度的电源电路。提供了一种能避免电池长时间在工作中钝化，进而造成计时误差的提高电能表MCU内置实时时钟精度的电源电路。电能表包括MCU、晶振和电源管理单元，电源管理单元通过供电电路连接电池和稳压电源；在供电电路中设有防电池钝化电路；防电池钝化电路包括电阻R1、模拟开关K1，模拟开关K1处于常开状态，模拟开关K1的控制端接收所述MCU的一个I/O口控制信号以控制通断。本实用新型中电能表程序运行过程中每隔一段时间通过MCU的I/O口输出高电平控制单通道双向模拟开关K1闭合，电池放电，以防止电池进入钝化状态。可最大限度避免因电池钝化带来的日计时误差。
【专利说明】提高电能表MCU内置实时时钟精度的电源电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种提高电能表MCU内置实时时钟RTC(Real-Time Clock)精度的电源电路。
【背景技术】
[0002]目前的电能表(智能电表)中均设有自备电源，一般采用锂电池。由于在正常工作时电能表锂电池不工作。在长时间不用时，电池会进入钝化状态造成电池失压，从而当电池供电时会带来计时较大误差，国家电网公司2013年8月20日给电能表供应商发出的整改通知中在第2条“元器件环节”中首次提出了电池钝化造成电池失压问题，要求重点整改。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对以上问题，提供了一种能避免电池长时间在工作中钝化，进而造成计时误差的提高电能表MCU内置实时时钟精度的电源电路。
[0004]本实用新型的技术方案是:所述电能表包括MCU、晶振和电源管理单元，所述电源管理单元通过供电电路连接电池和稳压电源；在所述供电电路中设有防电池钝化电路；所述防电池钝化电路包括电阻R1、模拟开关K1，所述电阻Rl —端和所述电池正极相连，所述电阻Rl另一端和所述模拟开关Kl 一端相连，所述模拟开关Kl另一端连接所述电池负极，所述模拟开关Kl处于常开状态，所述模拟开关Kl的控制端接收所述MCU的一个I/O 口控制信号以控制通断。
[0005]所述电阻Rl取值为1-1.8k Ω。
[0006]晶振的工作电压为3.3V。
[0007]本实用新型在电能表设计中增加了防电池钝化电路。电能表程序运行过程中每隔一段时间(时间的长短由电池的特性决定)通过MCU的I/O 口输出高电平控制单通道双向模拟开关Kl闭合，电池通过阻值为1.2K的电阻Rl和模拟开关Kl(型号:M74VHC1GT66DFT1G)放电，以防止电池进入钝化状态。电池放电过程中，电池上消耗的电流为3mA。放电持续时间不应过长，以防消耗过多电池电量。放电结束后，程序再将该I/O 口置O使模拟开关处于断开状态，电池不再放电。通过这一功能，可最大限度避免因电池钝化带来的日计时误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的电路图，
[0009]图2是本实用新型电能表的MCU的功能结构图。
【具体实施方式】
[0010]本实用新型的技术方案是:所述电能表包括MCU、晶振和电源管理单元，所述电源管理单元通过供电电路连接电池和稳压电源；在所述供电电路中设有防电池钝化电路；所述防电池钝化电路包括电阻R1、模拟开关K1，所述电阻Rl —端和所述电池正极相连，所述电阻Rl另一端和所述模拟开关Kl 一端相连，所述模拟开关Kl另一端连接所述电池负极，所述模拟开关Kl处于常开状态，所述模拟开关Kl的控制端接收所述MCU的一个I/O 口控制信号以控制通断。
[0011]所述MCU按以下方法控制所述模拟开关Kl的通断，
[0012]I)、在15-30天内，未发生停电，所述MCU控制所述模拟开关Kl的I/O 口发出高电平，使得所述模拟开关Kl导通，则电池开始短暂放电，导通时间为5-15分钟；然后所述MCU的一个I/O 口发出低电平，使得所述模拟开关Kl断开，则电池放电结束；
[0013]2)、在15-30天内，发生停电，所述MCU控制所述模拟开关Kl的I/O 口一直发出低电平，使得述模拟开关Ki 一直处于断开状态。
[0014]所述电阻Rl取值为1-L 8k Ω。
[0015]晶振的工作电压为3.3V。
[0016]一般电能表工程师在设计时只会考虑晶振布线和芯片功耗问题，而不会考虑供电电源对时钟精度的影响。本 申请人:在开发过程中发现，如果本应采用低电压(3.3V)供电的晶振采用高电压供电(5V)，不仅会因晶振振荡波幅度变大带来射频传导辐射幅度变大，而且也会使时钟精度降低。本实用新型分析了供电电源对时钟精度的影响机理，并提出了一种芯片工作电源的选取方法。
[0017]时钟精度降低具体原因分析如下:智能电能表都带有3.6V锂电池，当停电时由锂电池供电，给电能表供电以维持晶振时钟，确保计时连续。如果正常工作时晶振工作电源为5V,当停电后转为锂电池3.6V供电，晶振频率将变化I?2ppm，即0.1728s/d。由于RTC的校正寄存器存储的只是温度变化对应的校正值，因此电网供电与电池供电切换就会造成计时误差。因此，设计时晶振工作电压最好为3.3V，以便与电池供电电压一致(3.6V通过电池供电切换二极管后基本为3.3V)。V9811采用3.3V或5V单电源供电，内置3.3V稳压电路用作晶振等模拟电路工作电压，3.3V电压纹波很小，因此在功耗满足要求的情况下，采用5V电源供电，由5V电源内部稳压产生的3.3V电源供给晶振，晶振频率稳定度较用纹波相对较大的外部3.3V电源供电要好。
【权利要求】
1.提高电能表MCU内置实时时钟精度的电源电路，所述电能表包括MCU、晶振和电源管理单元，所述电源管理单元通过供电电路连接电池和稳压电源； 其特征在于，在所述供电电路中设有防电池钝化电路；所述防电池钝化电路包括电阻R1、模拟开关K1，所述电阻Rl —端和所述电池正极相连，所述电阻Rl另一端和所述模拟开关Kl 一端相连，所述模拟开关Kl另一端连接所述电池负极，所述模拟开关Kl处于常开状态，所述模拟开关Kl的控制端接收所述MCU的一个I/O 口控制信号以控制通断。
2.根据权利要求1所述的提高电能表MCU内置实时时钟精度的电源电路，其特征在于，所述电阻Rl取值为1-1.8kΩ。
3.根据权利要求1所述的提高电能表MCU内置实时时钟精度的电源电路，其特征在于，晶振的工作电压为3.3V。
【文档编号】H02J9/06GK203423534SQ201320558047
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】潘建华, 郎干勇, 李香, 朱世林, 徐振伟, 吴静, 王应娆 申请人:扬州市万泰电器厂有限公司