电能表供电电路以及使用该电路的电能表

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——电能表供电电路以及使用该电路的电能表。该专利由浙江正泰仪器仪表有限责任公司申请，并于2017年10月10日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及电源技术领域，具体涉及电能表供电电路以及使用该电路的电能表。

发明背景

随着经济社会的不断发展，电力系统产生重大变革，电力网络与电力用户之间的联系越来越紧密，加之社会对环境问题的日益重视，各种新能源和可再生能源也越来越多的被应用，智能电网已经成为未来电力网发展的必然趋势。而智能电能表是智能电网高级计量体系中的重要设备。智能电能表是具有电能计量、信息存储和处理、网络通信、实时监测、自动控制以及信息交互等功能的电能计量仪表。许多专家和学者认为，在智能电网的各项技术中，智能电能表的研究应当优先进行。

智能电能表通常是这样的定义的：以MCU作为主要功能部件，可以对电能信息进行实时的计算、备份、解析并具有自主分析本领的测量仪表。一般来说，智能电能表对数据的采集和处理方面的能力很出众，这也是其作为电能表被赋予的最初的职责。另一方面，它也具有一定的智能性，能够进行显示和操作，即可进行人机交互。以上是智能仪表的概念，在此基础上，智能电能表的概念就显而易见了，即用于测量电能的智能仪表，进一步阐述，即以微处理器为核心的电子式多功能电能表。近几年来，智能电能表的功能更加全面，还包括具有通信功能、具有多用户计量功能、可以对特定用户进行计量等。

当前的电能表设计方案中，依赖时钟电池在停电时给MCU和时钟提供低功耗电源，停电抄表时，由外部输入（按键或红外输入）唤醒MCU，然后由MCU打开抄表电池，提供抄表功能。但是，一旦时钟电池没电，MCU将会失去工作电源，无法打开抄表电池以提供抄表功能，另外还会造成时钟错乱，可见，当前电能表的电源供电可靠性差。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的电能表电源供电可靠性差，从而提出解决该问题的电能表供电电路以及使用该电路的电能表。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种电能表供电电路，包括给所述电能表供电的主电源，还包括储能电路、第一电池电路和第二电池电路，所述储能电路通过所述主电源充电，所述储能电路在所述主电源断电时给所述电能表的工作电路供电，所述第一电池电路在所述主电源断电并且所述储能电路不能供电时给所述工作电路供电，所述第二电池电路在所述主电源断电并且所述储能电路不能供电并且所述第一电池电路不能供电时给所述工作电路供电。

优选地，所述储能电路包括第一控制开关电路、第二控制开关电路和电容充放电路，所述电容充放电路通过所述第一控制开关电路连接所述主电源，所述主电源在所述第一控制开关电路导通时给所述电容充放电路充电，所述电容充放电路还通过所述第二控制开关电路连接所述工作电路，所述电容充放电路在所述第二控制开关电路导通时给所述工作电路供电。

进一步地，所述电容充放电路包括储能电容C94、电容C101和电阻R64，储能电容C94正极端通过电阻R64连接所述第一控制开关电路，储能电容C94正极端还连接所述第二控制开关电路，储能电容C94负极端接地，电容C101与储能电容C94并联。所述第一控制开关电路包括三极管V2、三极管V4、电阻R96、电阻R109和电阻R112，三极管V2集电极连接所述电容充放电路，三极管V2发射极连接所述主电源，三极管V2基极通过电阻R96连接三极管V4集电极，三极管V4发射极接地，三极管V4基极通过电阻R109连接第一控制电平，电阻R112一端连接所述第一控制电平，电阻R112另一端接地，所述第一控制电平为高电平或者低电平。

所述第二控制开关电路包括三极管V12、三极管V14、电阻R130、电阻R134、电阻R147、电阻R149、二极管D31和电容C102，三极管V12发射极连接所述电容充放电路，三极管V12发射极还通过电阻R130连接三极管V14集电极，三极管V12基极通过电阻R134连接三极管V14集电极，三极管V12集电极连接二极管D31阳极，二极管D31阴极连接所述工作电路，电容C102一端连接二极管D31阴极，电容C102另一端接地，三极管V14发射极接地，三极管V14基极通过电阻R147连接第二控制电平，电阻R149一端连接所述第二控制电平，电阻R149另一端接地，所述第二控制电平为高电平或者低电平。

优选地，所述第一电池电路包括电压调整电路和第三控制开关电路，所述电压调整电路通过所述第三控制开关电路连接所述工作电路，所述电压调整电路在第三控制开关电路导通时给所述工作电路供电。

进一步地，所述电压调整电路包括电池G2、二极管D1、电压调整器U4、电容C61、电阻R17和电阻R89，电池G2连接二极管D1阳极，二极管D1阴极连接电压调整器U4的输入端，电压调整器U4的接地端接地，电压调整器U4的使能端连接电阻R17，电阻R17通过电阻R89接地，电阻R17和电阻R89的连接端连接第三控制电平，电容C61并联在电压调整器U4的输出端和接地端之间，电压调整器U4的输出端连接所述第三控制开关电路，所述第三控制电平为高电平或者低电平。

所述第三控制开关电路包括三极管V23、三极管V10、电阻R95、电阻R144和电阻R16，三极管V23发射极连接所述电压调整电路，三极管V23发射极还通过电阻R95连接三极管V10集电极，三极管V23基极通过电阻R144连接三极管V10集电极，三极管V23集电极连接所述工作电路，三极管V10发射极接地，三极管V10基极通过电阻R16连接第四控制电平，所述第四控制电平为高电平或者低电平。

优选地，所述第二电池电路包括电池电压电路和第四控制开关电路，所述电池电压电路通过所述第四控制开关电路连接所述工作电路，所述电池电压电路在所述第四控制开关电路导通时给所述工作电路供电。

本发明还提供一种电能表，包括上述技术方案中所述的电能表供电电路。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：1、本发明的电能表供电电路在主电源断电时，通过储能电路给电能表的工作电路供电，在储能电路不能供电时，再通过第一电池电路给工作电路供电，最后在第一电池电路也不能供电时，通过第二电池电路给工作电路供电，这样可以提高电能表供电可靠性。由于储能电路可以通过主电源充电，这样在主电源断电间隔较短时，通过储能电路就能够保证电能表供电可靠，不需要第一电池电路、第二电池电路后续参与供电，降低第一电池电路和第二电池电路的电量损耗，不仅经济性好，而且进一步提高电能表供电可靠性。

2、本发明的电能表供电电路中的储能电路包括第一控制开关电路、第二控制开关电路和电容充放电路，通过第一控制开关电路可以控制主电源给电容充放电路充电，通过第二开关电路可以控制电容充放电路给工作电路供电，使得在主电源断电时可以通过电容充放电路给电能表的工作电路供电，从而提高电能表供电可靠性。另外，电容充放电路给工作电路供电，在主电源恢复供电时，再由主电源充电，电能具有可补充性，不需要更换电路器件，经济效益好，降低成本。

3、本发明的电能表供电电路中的第一电池电路包括电压调整电路和第三控制开关电路，由于储能电路充电电量有限，持续给电能表的工作电路供电的时间不能太长，这样，在主电源断电并且储能电路不能供电时，可以通过第三控制开关电路控制电压调整电路给电能表的工作电路供电，进一步提高电能表供电可靠性。

4、本发明的电能表供电电路中的第二电池电路包括电池电压电路和第四控制开关电路，在主电源断电并且储能电路不能供电并且第一电池电路不能供电时，可以通过第四控制开关电路控制电池电压电路给电能表的工作电路供电，更进一步提高电能表供电可靠性。