一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路的制作方法

本发明属于电能表，具体为一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路。

背景技术：

1、当前单相智能电能表大都采用分时费率、阶梯电量计量模式，为保证计量准确性，就要保证时钟准确性，就必须保证时钟电路不能断电。而且在电能表断电且电池欠压时，储能器件(超级电容)应维持时钟正确计时至少48h。

2、但现有的智能电能的硬件电路达不到上述要求，综上需要设计一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路。

2、一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，包括mcu，220v交流电、锂电池和超级电容通过电源切换电路为mcu供电；

3、所述电源切换电路包括过压保护电路movp1、过流保护电路pt1后，经变压器tp1降压、整流器u1、滤波器ec1、滤波器ec2、稳压器u2；

4、220v交流电通过过压保护电路movp1、过流保护电路pt1后，经变压器tp1降压、整流器u1、滤波器ec1、滤波器ec2、稳压器u2稳压得到5.7v直流电源；

5、利用二极管d1单向导通原理，得到vcc(5v)；

6、通过一个双极性高速开关二极管d2，一路得到vdd(5v)，另一路给超级电容充电；

7、超级电容和锂电池通过一个双极性高速开关二极管d3联通到vcc；

8、电阻r2、电阻r3、电阻c3构成锂电池电压采样电路。

9、在其中一个实施方式中，所述过压保护电路movp1连接在所述220v交流电的火线和零线之间。

10、在其中一个实施方式中，所述过流保护电路pt1的一路连接所述220v交流电的火线、一路连接所述220v交流电的零线、一路连接所述变压器tp1的引脚2。

11、在其中一个实施方式中，所述变压器tp1的引脚4与所述220v交流电的火线连接，所述变压器tp1的引脚9与所述整流器u1的引脚1连接，所述变压器tp1的引脚10与所述整流器u1的引脚2连接。

12、在其中一个实施方式中，所述整流器u1的引脚3与所述稳压器u2的引脚3连接，所述滤波器ec1的正极与所述整流器u1的引脚3与所述稳压器u2的引脚3连接，所述滤波器ec1的负极与所述整流器u1的引脚4连接，所述滤波器ec1并联有电容c2。

13、在其中一个实施方式中，所述滤波器ec2的正极与所述稳压器u2的引脚1和所述双极性高速开关二极管d2的引脚3连接，所述滤波器ec2的负极与所述整流器u1的引脚4连接，所述滤波器ec2并联有电容c1，所述稳压器u2的引脚1输出5.7v直流电源。

14、在其中一个实施方式中，所述双极性高速开关二极管d2的引脚2输出vdd(5v)，所述双极性高速开关二极管d2的引脚1通过电阻r1与所述超级电容的正极连接，所述超级电容的负极接所述整流器u1的引脚4。

15、在其中一个实施方式中，所述超级电容的正极接所述双极性高速开关二极管d3的引脚1，所述5.7v直流电源通过二极管d1与所述双极性高速开关二极管d3的引脚3连接，所述5.7v直流电源通过二极管d1输出vcc(5v)。

16、在其中一个实施方式中，所述双极性高速开关二极管d3的引脚2与所述锂电池的正极连接，所述锂电池的负极接所述整流器u1的引脚4。

17、在其中一个实施方式中，所述电阻r3和电阻c3并联，所述电阻c3的正极通过所述电阻r2与所述双极性高速开关二极管d3的引脚2串联，所述电阻c3的负极接所述整流器u1的引脚4。

18、本发明的技术效果和优点：

19、1、三种电源电路切换，利用二极管的单向导通特性和双极性二极管高速开关和低漏电流特点，实现三种电源的快速无缝切换保证时钟电路不断电；

20、2、在超级电容供电时，为了保证时钟准确度，要选用容量为1.5f的电容(5.5v)，且应保证48h后超级电容电压仍大于2.2v(该mcu正常工作电压)。

21、3、在市电供电情况下，通过软件对不同温度条件下的时钟温度补偿，保证时钟准确度。

22、4、超级电容供电情况下，要保证维持时钟正确计时至少48h，就要选择1.5f容量(5.5v)的超级电容。

技术特征：

1.一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于：包括mcu，

2.根据权利要求1所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述过压保护电路movp1连接在所述220v交流电的火线和零线之间。

3.根据权利要求1所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述过流保护电路pt1的一路连接所述220v交流电的火线、一路连接所述220v交流电的零线、一路连接所述变压器tp1的引脚2。

4.根据权利要求3所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述变压器tp1的引脚4与所述220v交流电的火线连接，所述变压器tp1的引脚9与所述整流器u1的引脚1连接，所述变压器tp1的引脚10与所述整流器u1的引脚2连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述整流器u1的引脚3与所述稳压器u2的引脚3连接，所述滤波器ec1的正极与所述整流器u1的引脚3与所述稳压器u2的引脚3连接，所述滤波器ec1的负极与所述整流器u1的引脚4连接，所述滤波器ec1并联有电容c2。

6.根据权利要求5所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述滤波器ec2的正极与所述稳压器u2的引脚1和所述双极性高速开关二极管d2的引脚3连接，所述滤波器ec2的负极与所述整流器u1的引脚4连接，所述滤波器ec2并联有电容c1，所述稳压器u2的引脚1输出5.7v直流电源。

7.根据权利要求6所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述双极性高速开关二极管d2的引脚2输出vdd(5v)，所述双极性高速开关二极管d2的引脚1通过电阻r1与所述超级电容的正极连接，所述超级电容的负极接所述整流器u1的引脚4。

8.根据权利要求7所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述超级电容的正极接所述双极性高速开关二极管d3的引脚1，所述5.7v直流电源通过二极管d1与所述双极性高速开关二极管d3的引脚3连接，所述5.7v直流电源通过二极管d1输出vcc(5v)。

9.根据权利要求8所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述双极性高速开关二极管d3的引脚2与所述锂电池的正极连接，所述锂电池的负极接所述整流器u1的引脚4。

10.根据权利要求9所述的一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，其特征在于，所述电阻r3和电阻c3并联，所述电阻c3的正极通过所述电阻r2与所述双极性高速开关二极管d3的引脚2串联，所述电阻c3的负极接所述整流器u1的引脚4。

技术总结
本发明公开了一种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，包括MCU，220V交流电、锂电池和超级电容通过电源切换电路为MCU供电；220V交流电通过过压保护电路MOVP1、过流保护电路PT1后，经变压器TP1降压、整流器U1、滤波器EC1、滤波器EC2、稳压器U2稳压得到5.7V直流电源；利用二极管D1单向导通原理，得到VCC(5V)；超级电容和锂电池通过一个双极性高速开关二极管D3联通到VCC；本种智能电能表三种供电电源及切换的硬件电路，三种电源电路切换，利用二极管的单向导通特性和双极性二极管高速开关和低漏电流特点，实现三种电源的快速无缝切换保证时钟电路不断电；超级电容供电情况下，保证维持时钟正确计时至少48h；电路简单、可靠，易实现，成本低。

技术研发人员：陈继胜,廖新庆,徐兆明
受保护的技术使用者：上海金陵智能电表有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12