一种电表制造技术

本发明专利技术公开一种完全抛弃充电电池作为后备电源组成的电表，仅使用电化学电容器作为后备电源的方案。本发明专利技术利用直流升压稳压模块，使后备电源的电容器可以提供更多电能,更进一步地，在前述基础上，增加电压比较模块和控制模块，并设置工作回路最低工作电压以上、正常供电时供电电压以下的阀值电压，通过电压比较模块、控制模块，来实现自动切换储能器件的充电和供电。

【技术实现步骤摘要】
-种电表
本专利技术涉及用于测量电功率或电流的时间积分的装置领域，具体涉及电表的后备 电源。
技术介绍
电表一般存在弱电电路。正常供电时，使用市政供电转化而来的直流电作为其供 电电源，其工作回路提供数据储存、处理分析等等功能。由于市政供电存在停电的可能，为 保障停电期间，重要的工作回路仍处于供电状态，因此为电表设置了后备电源及其备用电 源电路，正常供电时，市政供电转化而来的直流电就通过后备电源的正极端，向后备电源的 储能模块中的储能器件充电，遇到不能正常供电时，则通过后备电源及其备用电源电路向 工作回路供电。 电表后备电源的储能器件，多米用充电电池或者充电电池与电化学电容器的组 合。然而，充电电池具有多项缺陷，首先，充电电池的充放电、快速充电、反复传输高功率脉 冲，会导致充电电池的寿命下降；第二，电池受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围， 如果过放可能造成永久性破坏；第三，电池原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程，造 成环境污染；第四，存在接触不牢固的问题；最重要的是，需要经常维护，电池每使用一段 时间，就需要维护更换。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，公开一种完全抛弃充电电池作为后备电源组成的电 表，仅使用电化学电容器一这种电容器又称为超级电容器一作为后备电源的方案。 由于电化学电容器作为后备电源时，存在输出电压不稳的问题，造成输出电压下 降到不能使工作回路工作之后，电容器仍存储有大量电荷可供电源之用。因此，本专利技术利用 直流升压稳压模块，使后备电源的电容器可以提供更多电能：其输入端与储能模块的正极 端相连接，其输出端通过整流元件与后备电源的正极端相连接。后备电源的负极端接地。 当存在市政供电时，直流升压稳压模块输出端的电压小于或者等于市政供电转化 来的直流电压，因此，整流元件也禁止该电路导通；不能正常供电时，直流升压稳压模块输 出端的电压比整流元件另一端的电压高，整流元件因此令电路导通，储能模块因此将其所 储蓄的电能通过后备电源的正极端向工作回路供电。整流元件的选择和连接，应符合上述 功能描述。 前述
技术实现思路
只公开了储能期间的供电。更进一步地，在前述基础上，增加电压比 较模块和控制模块，并设置工作回路最低工作电压以上、正常供电时供电电压以下的阀值 电压，通过电压比较模块、控制模块以及直流升压稳压模块的控制端，来实现自动切换储能 器件的充电和供电。 将电压比较模块连接后备电源的正极端，使其可以检测供电电压，根据其变化，将 信号输出到控制模块、直流升压稳压模块的控制端；控制模块根据控制端输入的信号，来控 制是否导通后备电源的正极端与储能模块，以给储能器件充电，直流升压稳压模块根据控 制端输入的信号，判断是否处于后备电源供电的状态，来决定直流升压稳压模块是否需要 工作；在直流升压稳压模块工作时，输出的供电电压小于阀值电压，就可以使后备电源正极 端的电压不至于使直流升压稳压模块误以为处于正常供电状态。 电压比较模块，在后备电源正极端大于阀值电压时，输出第一控制信号到控制模 块，使供电电源通过后备电源的正极端给后备电源的储能器件充电； 电压比较模块在后备电源正极端的电压小于阀值电压时，输出第二控制信号到直流升 压稳压模块，使后备电源通过直流升压稳压模块的输出端和整流元件（D1)向工作回路供 电。 阀值电压的设置方法，根据上述构思得出。更进一步地，利用参考电压电路。参考 电压电路的设置，本专利技术利用了稳压二极管两端电压差为2. 5伏的特性。 所称去耦、分压、限流、整流元件，只需要具备此种功能之一的元件即可， 并不要求必须采用电容、电阻等元件，也不要求主要作用是上述作用，只需要包括了上述作 用的元件，即可按照说明书实现技术效果。 电化学电容器的特性，可以克服使用充电电池作为后备电源的缺点。电化学电容 器相对充电电池来说，可以满足在更为极端的自然环境中工作的要求，并能实现长期的免 维护，而且可焊接，进而解决接触不牢的问题。 该电路使充电与供电采用了同一电路，因此容易维护，检测更简单，生产成本也更 低。而该电路也可用于使用充电电池作为后备电源的情况，利于批量生产，增强通用性。 【附图说明】 附图1为本专利技术电表后备电源电路的原理图。 附图2为本专利技术电表后备电源电路具体实施例的电路图。 【具体实施方式】 如图1所示，电表的后备电源包括正极端、负极端；控制模块包括输入端、输出端、 控制端；直流升压稳压模块包括输入端、输出端、控制端；储能模块包括正极端、负极端；电 压比较模块包块输入端、输出端。 控制端的输入端与后备电源的正极端连接，控制端的输出端与储能模块的正极端 连接；直流升压稳压模块的输入端与储能模块的正极端连接，输出端与整流元件D1的阳极 连接；电压比较模块的输入端与后备电源的正极端连接，输出端与控制模块的控制端、直流 升压稳压模块的控制端连接；整流元件D1的阴极与后备电源的正极端连接；后备电源的负 极端与储能模块的负极端接地。 电压比较模块的输出端将第一控制信号输出到控制模块，第二控制信号输出到直 流升压稳压控制模块。 如图2所示，当存在主供电电源时，VM为电表弱电模块工作回路的工作电压，也是 后备电源正极端的电压，也就是充电的电压；VCAP为后备电源储能模块正极端的电压，也 就是后备电源的输出电压；R12及R8共同组成了第一分压组，本实施例中，稳压二极管ZD3 与电容C5共同组成了参考电压电路。R12为9. 1千欧，R12为12千欧，U1为第一比较器， U2为第二比较器，第一分压组与第一、第二比较器、参考电压电路、限流电阻R11共同构成 了电压比较模块；直流升压稳压模块采用了 SX1308芯片，其SW引脚为直流升压稳压模块的 输出端；R13-R15为第二分压组，与SX1308芯片、L1共同构成了直流升压稳压模块；稳压二 极管ZD3提供了基准电压VR，此处为2. 5伏，此时根据第一分压组，可以计算出设置的阀值 电压为：2.5X (R12+R8)+R8=2.5X (9.1+12) + 12=4.4(伏);Q4 为 P 型场效应管，构成控 制模块；该方案采用了 4块电化学电容器两两并联作为后备电源的储能器件；C1-C6均为旁 路或去耦电容、C5同时还是储能电容，使停电等情况发生时，结合稳压二极管ZD3,在掉电 瞬间，储能电容C5两端还保持基准电压VR ;R1-R7、R9为限流电阻，R18为反馈电阻；C1-C6 中除C5外、R1-R7、R9、R18仅为优化电路而存在，并非实现技术效果的必要条件。实施例 中，所述去耦、储能、分压、限流、整流元件，分别采用电容、电容、电阻、电阻、二 极管。 以下为各元件的连接关系描述： 稳压二极管ZD3与电容C5并联，其阳极接地，阴极与后备电源的正极端、第一比较器U1 的负输入端和第二比较器U2的正输入端连接；第一比较器U1的正输入端与电阻R12的一 端连接，电阻R12的另一端与后备电源的正极端连接，第一比较器U1的正输入端还与电阻 R8的一端连接，电阻R8的另一端接地；第一比较器U1的输出端与第二比较器U2的负输入 端连接；第二比较器U2的输出端与直流升压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电表，包括后备电源，其特征在于，后备电源包括储能模块、直流升压稳压模块；储能模块的储能器件由电化学电容器构成；储能模块的正极端与直流升压稳压模块的输入端相连接；直流升压稳压模块的输出端通过整流元件（D1）与后备电源的正极端相连接。

【技术特征摘要】
1. 一种电表，包括后备电源，其特征在于，后备电源包括储能模块、直流升压稳压模块； 储能模块的储能器件由电化学电容器构成； 储能模块的正极端与直流升压稳压模块的输入端相连接； 直流升压稳压模块的输出端通过整流元件（D1)与后备电源的正极端相连接。2. 如权利要求1所述的电表，其特征在于，还包括电压比较模块、控制模块； 电压比较模块的输入端与所述后备电源的正极端连接，其输出端与控制模块的控制 端、所述直流升压稳压模块的控制端连接； 控制模块的输入端与后备电源的正极端连接，其输出端与所述储能模块的正极端连 接； 电压比较模块，在后备电源的正极端电压大于阀值电压时，输出第一控制信号到控制 模块，使后备电源的正极端与储能模块的正极端连接； 在后备电源的正极端电压小于阀值电压时，输出第二控制信号到所述直流升压稳压模 块，使直流升压稳压模块输出端输出小于阀值电压的电压。3. 如权利要求2所述的电表，其特征在于，所述电压比较模块包括参考电压电路、第一 比较器（U1)、第二比较器（U2)、限流元件（R11)、分压元件（R8)、分压元件（R12); 参考电压电路的负极接地，其正极与限流元件（R11)的一端、第一比较器（U1)的负输 入端和第二比较器（U2)的正输入端连接；限流元件（R11)的另一端与所述后备电源的正极 端连接；第一比较器（U1)的正输入端与分压元件（R12)的一端连接，分压元件（R12)的另一 端与后备电源的正极端连接，第一比较器（U1)的正输入端还与分压元件（R8)的一端连接， 分压元件（R8)的另一端接地；第一比较器（U1)的输出端与第二比较器（U2)的负输入端连 接；第二比较器（U2)的输出端与直流升压稳压模块的控制端、控制模块的控制端连接。4. 如权利要求3所述的电表，其特征在于，所述参考电压电路包括稳压二极管（ZD3)、 电容（C5)，二者并联，稳压二极管（ZD3)的阳极为参考电压电路的负极，稳压二极管（ZD3) 的阴极为参考电压电路的正极。5. 如权利要求3所述的电表，其特征在于，所述限流元件（R11)连接后备电源正极端的 一端还连接有去耦元件（C4)，去耦元件（C4)的另一端接地，所述第一比较器（U1)的正输入 端还连接去耦元件（C3)，去耦元件（C3)的另一端接地，所述第一比较器（U1)的输出端与后 备电源的正极端之间还连接限流元件（R7 )...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗锡铭，王大鹏，李桂萍，王冬梅，赖汉伟，周文瑜，李瑞玲，胡涛，张懿，李建华，庞明军，
申请(专利权)人：广东电网公司珠海供电局，广东翰新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44