一种电能表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电能表，包括控制线路板，所述控制线路板上设置有MCU和主电源，其特征在于：所述控制线路板上还设置有PoE控制模块，所述PoE控制模块包括：PSE控制模块，用于在电能表上电时检测连接在PoE总线上的外部设备，并控制主电源为外部设备供电；PD控制模块，用于检测电能表上电与否；第一DC‑DC降压电路，用于在PD控制模块检测到断电时，将外部设备通过以太网提供的电压降压后向作为电能表电源。与现有技术相比，本实用新型专利技术的优点在于：通过设置PD控制模块和PSE控制模块，使得电能表兼容传统电力终端基于IP的设备传输数据信号功能的同时，还能为其他有相同接口的设备提供直流供电的技术。

【技术实现步骤摘要】
一种电能表
本技术涉及电力终端，尤其是一种电能表。
技术介绍
近年来，随着电能表对通讯速度和安全要求越来越高，部分发达国家市场提出了基于以太网的智能电表要求，除了具备传统计量功能以外，还强化了智能电表通讯能力和数据安全及可靠性。目前市场上已有基于以太网通讯的电能表，如申请号为201010149703.2的中国专利公开的一种智能变电站电能表，包括电能计量主CPU系统，还包括与电能计量主CPU系统相连的2路100兆光纤以太网口和2路10兆电以太网口、支持IEC61850标准以及SNTP、IEC61588对时协议，可直接接收电子式互感器遵循IEC61850-9-1/9-2协议的数字采样信号输出，可直接接入智能变电站的GOOSE、MMS协议网络以及SNTP或IEC61588对时网络实现高级智能功能。但上述这种电能表，不能兼顾电源管理功能。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，提供一种电能表，兼容传统电力终端基于IP的设备传输数据信号功能的同时，还能为其他有相同接口的设备提供电源。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电能表，包括控制线路板，所述控制线路板上设置有MCU和主电源，其特征在于：所述控制线路板上还设置有PoE控制模块，所述PoE控制模块包括：PSE控制模块，用于在电能表上电时检测连接在PoE总线上的外部设备，并控制主电源为外部设备供电；PD控制模块，用于检测电能表上电与否；第一DC-DC降压电路，用于在PD控制模块检测到断电时，将外部设备通过以太网提供的电压降压后向作为电能表电源。为便于PD控制模块能够控制第一DC-DC降压电路，所述第一DC-DC降压电路包括降压稳压芯片，所述PD控制模块包括第一PoE控制器，所述第一PoE控制器具有PG引脚，所述PG引脚作为使能引脚连接到降压稳压芯片的欠压锁定引脚。优选的，所述降压稳压芯片的型号为LM5017，所述第一PoE控制器型号为TPS2375。由于外部设备所供的电源是隔离的电源，与电能表内部系统电源不共地，因此，所述第一DC-DC降压电路还包括变压器，所述降压稳压芯片的输出端连接到变压器，所述变压器的输出端输出供电电压而能为MCU供电。为便于监测外部设备的情况，所述PSE控制模块包括第二PoE控制器，所述第二PoE控制器具有DRAIN2引脚，所述DRAIN2引脚为电压检测引脚并且用于检测PoE总线的电压；所述第二PoE控制器还具有SEN2引脚，所述SEN2引脚为电流检测引脚并且检测PoE总线上的负载情况。为便于将检测到的信号传递到MCU，便于MCU控制，第二PoE控制器的I/O口还连接到MCU，用于将检测到的PoE总线上的负载情况传输到MCU。优选的，所述第二PoE控制器的型号为Tps23861。优选的，为便于提供不同的电源电压，适配不同的部件，所述主电源的输出端通过稳压芯片和第二DC-DC降压电路后为MCU供电。优选的，为便于提供不同的电源电压，适配不同的部件，所述控制线路板上还设置有超级电容和实时时钟，所述主电源的输出端通过稳压芯片和超级电容向实时时钟供电。为便于显示运行信息，还包括与MCU连接的用于显示信息的LCD。与现有技术相比，本技术的优点在于：通过设置PD控制模块和PSE控制模块，使得电能表兼容传统电力终端基于IP的设备传输数据信号功能的同时，还能为其他有相同接口的设备提供直流供电的技术，利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性，可为外部通讯或其他电能管理设备安全供电，同一网口既兼容PSE又兼容PD功能，现场使用适应能力更强。附图说明图1为本技术实施例的电能表的功能框图；图2为PoE的RJ45接口图；图3为本技术实施例的电能表的供电原理示意图；图4为本技术实施例的电能表的供电电路原理图；图5为本技术实施例的电能表的第一DC-DC降压电路的电路原理图；图6为本技术实施例的电能表的PD控制模块电路原理图；图7为本技术实施例的电能表的PSE控制模块电路原理图；图8为PoE供电过程示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。下述的“连接”均为“电连接”。参见图1，一种电能表，其控制线路板上设置有MCU11、闪存12(FLASH)、铁电存储器13(FRAM)、电能计量芯片14(7022E)、实时时钟15(RTC)、超级电容16(SuperCap)、主电源17(MainPower)、PoE控制模块18(PoE：PoweroverLAN)和以太网模块19(通过RJ45接口连接到以太网)。上述的闪存12、铁电存储器13、电能计量芯片14、实时时钟15均与MCU11电连接以实现双向通讯。主电源17为MCU11、超级电容16供电，主电源17通过PoE控制模块18向外部设备供电，外部设备可通过PoE控制模块18向电能表供电。其中，主电源17能够向MCU11供3.3V电压，通过PoE控制模块18输出44-57V的隔离电压，超级电容16可存储主电源17的电能，在停电时作为备用电源。MCU11和PoE控制模块18分别与以太网模块19双向通讯。电能表还包括由LCD2，如可设置在电能表的表壳上，从而显示信息等，其与MCU11电连接以实现双向通讯。参见图2，以太网供电是指在相同以太网铜缆上提供48V直流电源的能力。实施以太网供电需要两种主要设备--电源设备(PSE)，即以太网上的LAN交换机或集线器供电，以及上电设备(PD)，即从以太网电缆接收和使用电源以运行的终端设备。PoE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。PSE和PD之间通过以太网实现通讯，PSE和PD各自的网线(CAT5线缆)通过RJ-45接头连接。在本实施例中，电能表能够作为PoE总线上的PSE或者PD。以太网供电模块18的接口供电标准符合IEEE802.3af，输出电压范围44～57VDC，最大可提供电流350mA，可为13W以内的负载供电。以太网供电模块18的接口侦测是否有模块接入，识别为受电模块(PD)后进行分类，确定PD功耗等级后对符合IEC80.AF表的开始进行供电。参见图1、3和图4，主电源17连接到交流电源，如230V/400V、58V/100V，具有三个火线(L1、L2、L3)、一个零线(N)端子，其通过内部的AC-DC转换后，输出7V的直流电压。上述的PoE控制模块18包括第一DC-DC降压电路181以及检测和控制模块182，PoE控制模块18连接到PoE总线L，即第一DC-CDC降压电路191以及检测和控制模块182均连接到PoE总线L。检测和控制模块182用于检测和控制PoE总线L端口的工作，如检测并控制PoE总线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电能表，包括控制线路板，所述控制线路板上设置有MCU(11)和主电源(17)，其特征在于：所述控制线路板上还设置有PoE控制模块(18)，所述PoE控制模块(18)包括：/nPSE控制模块(1822)，用于在电能表上电时检测连接在PoE总线(L)上的外部设备，并控制主电源(17)为外部设备供电；/nPD控制模块(1821)，用于检测电能表上电与否；/n第一DC-DC降压电路(181)，用于在PD控制模块(1821)检测到断电时，将外部设备通过以太网提供的电压降压后向作为电能表电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种电能表，包括控制线路板，所述控制线路板上设置有MCU(11)和主电源(17)，其特征在于：所述控制线路板上还设置有PoE控制模块(18)，所述PoE控制模块(18)包括：
PSE控制模块(1822)，用于在电能表上电时检测连接在PoE总线(L)上的外部设备，并控制主电源(17)为外部设备供电；
PD控制模块(1821)，用于检测电能表上电与否；
第一DC-DC降压电路(181)，用于在PD控制模块(1821)检测到断电时，将外部设备通过以太网提供的电压降压后向作为电能表电源。


2.根据权利要求1所述的电能表，其特征在于：所述第一DC-DC降压电路(181)包括降压稳压芯片(N18)，所述PD控制模块(1821)包括第一PoE控制器(N22)，所述第一PoE控制器(N22)具有PG引脚，所述PG引脚作为使能引脚连接到降压稳压芯片(N18)的欠压锁定引脚。


3.根据权利要求2所述的电能表，其特征在于：所述降压稳压芯片(N18)的型号为LM5017，所述第一PoE控制器(N22)型号为TPS2375。


4.根据权利要求2或3所述的电能表，其特征在于：所述第一DC-DC降压电路(181)还包括变压器(T3)，所述降压稳压芯片(N18)的输出端连接到变压器(T3)，所述变压器(T3)的输出端输出供电电压而能为MCU(11)供电。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑哲，孟遥，
申请(专利权)人：宁波三星医疗电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33