超级电容供电电路及电能表制造技术

本申请公开了一种超级电容供电电路及电能表，该超级电容供电电路包括充电模块、竞争供电模块和电压转换放电模块，充电模块用于在供电电源有电时，基于供电电源为单体超级电容充电；竞争供电模块用于根据供电电源的状态，确定供电电源和单体超级电容中的其中一者为电压转换放电模块供电；电压转换放电模块用于将供电电源或单体超级电容提供的第一电压转换为目标电压，以通过目标电压为负载供电。本申请仅采用单体超级电容便能为电能表供电，不仅降低了电路成本，并且还提高了超级电容利用率，节约了能源，确保了电能表在断电时相关功能的正常运作。能的正常运作。能的正常运作。

【技术实现步骤摘要】
超级电容供电电路及电能表


[0001]本申请涉及电力电子
，具体涉及一种超级电容供电电路及电能表。

技术介绍

[0002]电能表是用来测量电能即各种电学量的仪表。电能表在使用过程中，若外部市电停电，则需要通过后备电源为电能表供电，以支撑其计时时钟、事件检测、停电显示等功能，目前常用的后备电源一般是电池或超级电容。
[0003]当采用超级电容作为后备电源时，由于现有的单体超级电容的额定电压一般为2.7V，而电能表的微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)的工作电压一般为3.3V，因此，通常需要采用串联的两个超级电容在市电停电时为电能表供电。
[0004]而采用两个超级电容串联为电能表供电，不仅成本较高，并且还存在超级电容利用率低的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种超级电容供电电路及电能表，旨在解决现有技术中采用两个超级电容串联在市电停电时为电能表供电，存在成本高、超级电容利用率低的问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种超级电容供电电路，该超级电容供电电路包括单体超级电容、充电模块、竞争供电模块以及电压转换放电模块，充电模块和竞争供电模块电连接有供电电源，单体超级电容分别与充电模块和竞争供电模块电连接，竞争供电模块与电压转换放电模块电连接；
[0007]充电模块，用于在供电电源有电时，基于供电电源为单体超级电容充电；
[0008]竞争供电模块，用于根据供电电源的状态，确定供电电源和单体超级电容中的其中一者为电压转换放电模块供电；
[0009]电压转换放电模块，用于将供电电源或单体超级电容提供的第一电压转换为目标电压，以通过目标电压为负载供电。
[0010]在本申请一种可能的实现方式中，充电模块包括充电控制单元和充电开关单元，充电开关单元分别与充电控制单元和供电电源电连接，充电控制单元还电连接有微控制单元；
[0011]微控制单元，用于在供电电源有电时，输出使能信号至充电控制单元；
[0012]充电控制单元，用于根据使能信号控制充电开关单元处于充电导通状态；
[0013]充电开关单元，用于在充电导通状态时，导通供电电源与单体超级电容之间的充电通路。
[0014]在本申请一种可能的实现方式中，微控制单元还用于在供电电源断电时，停止输出使能信号至充电控制单元；
[0015]充电控制单元还用于在未接收到使能信号时，控制充电开关单元处于充电截止状态；
[0016]充电开关单元还用于在充电截止状态时，断开供电电源与单体超级电容之间的充电通路。
[0017]在本申请一种可能的实现方式中，充电开关单元包括第一开关管，第一开关管的第一端与供电电源电连接，第一开关管的第二端与充电控制单元电连接，第一开关管的第三端与单体超级电容电连接。
[0018]在本申请一种可能的实现方式中，充电开关单元还包括第一电阻，第一电阻的一端与供电电源电连接，另一端与第一开关管的第一端电连接。
[0019]在本申请一种可能的实现方式中，充电控制单元包括第二电阻，第二电阻的一端与微控制单元电连接，另一端与第一开关管的第二端电连接。
[0020]在本申请一种可能的实现方式中，竞争供电模块包括不同时导通的第一单向导通器件和第二单向导通器件；
[0021]第一单向导通器件的一端与供电电源电连接，另一端与电压转换放电模块电连接，当供电电源有电时，第一单向导通器件导通，供电电源为电压转换放电模块供电；
[0022]第二单向导通器件的一端与单体超级电容电连接，另一端与电压转换放电模块电连接，当供电电源断电时，第二单向导通器件导通，单体超级电容为电压转换放电模块供电。
[0023]在本申请一种可能的实现方式中，第一单向导通器件和第二单向导通器件均为二极管。
[0024]在本申请一种可能的实现方式中，电压转换放电模块包括直流电压变换单元，直流电压变换单元一端与竞争供电模块电连接，另一端与负载电连接；
[0025]直流电压变换单元，用于将接收到的第一电压转换为目标电压输出至负载。
[0026]第二方面，本申请还提供一种电能表，该电能表集成有第一方面的超级电容供电电路，超级电容供电电路用于在电能表的供电电源有电时，为单体超级电容充电，以及在供电电源断电时，通过单体超级电容为电能表供电。
[0027]从以上内容可得出，本申请具有以下的有益效果：
[0028]本申请中，在供电电源有电时，通过充电模块为单体超级电容充电，竞争供电模块根据供电电源的状态，确定供电电源和单体超级电容中的其中一者为电压转换放电模块供电，再由电压转换放电模块将供电电源或单体超级电容提供的第一电压转换为目标电压，以为负载如电能表供电，相较于现有技术中采用两个超级电容串联为电能表供电来说，本申请仅采用单体超级电容便能为电能表供电，不仅降低了电路成本，并且还提高了超级电容利用率，节约了能源，确保了电能表在断电时相关功能的正常运作。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对本申请描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是现有技术中采用超级电容作为后备电源的一个电路原理示意图；
[0031]图2是本申请实施例中提供的超级电容供电电路的一个功能模块示意图；
[0032]图3是本申请实施例中提供的超级电容供电电路的另一个功能模块示意图；
[0033]图4是本申请实施例中提供的超级电容供电电路的一个电路原理示意图；
[0034]图5是本申请实施例中提供的电能表的一个结构示意图；
[0035]图6是本申请实施例中提供的电能表的一个电路原理示意图。
[0036]其中：100
‑
超级电容供电电路，200
‑
供电电源，300
‑
充电模块，301
‑
充电控制单元，302
‑
充电开关单元，400
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单体超级电容，500
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竞争供电模块，501
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第一单向导通器件，502
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第二单向导通器件，600
‑
电压转换放电模块，601
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直流电压变换单元，700
‑
负载，800
‑
微控制单元，900
‑
电能表。
具体实施方式
[0037]下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0038]在本申请的描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级电容供电电路，其特征在于，所述超级电容供电电路包括单体超级电容、充电模块、竞争供电模块以及电压转换放电模块，所述充电模块和所述竞争供电模块电连接有供电电源，所述单体超级电容分别与所述充电模块和所述竞争供电模块电连接，所述竞争供电模块与所述电压转换放电模块电连接；所述充电模块，用于在所述供电电源有电时，基于所述供电电源为所述单体超级电容充电；所述竞争供电模块，用于根据所述供电电源的状态，确定所述供电电源和所述单体超级电容中的其中一者为所述电压转换放电模块供电；所述电压转换放电模块，用于将供电电源或所述单体超级电容提供的第一电压转换为目标电压，以通过所述目标电压为负载供电。2.根据权利要求1所述的超级电容供电电路，其特征在于，所述充电模块包括充电控制单元和充电开关单元，所述充电开关单元分别与所述充电控制单元和所述供电电源电连接，所述充电控制单元还电连接有微控制单元；所述微控制单元，用于在所述供电电源有电时，输出使能信号至所述充电控制单元；所述充电控制单元，用于根据所述使能信号控制所述充电开关单元处于充电导通状态；所述充电开关单元，用于在所述充电导通状态时，导通所述供电电源与所述单体超级电容之间的充电通路。3.根据权利要求2所述的超级电容供电电路，其特征在于，所述微控制单元还用于在所述供电电源断电时，停止输出所述使能信号至所述充电控制单元；所述充电控制单元还用于在未接收到所述使能信号时，控制所述充电开关单元处于充电截止状态；所述充电开关单元还用于在所述充电截止状态时，断开所述供电电源与所述单体超级电容之间的所述充电通路。4.根据权利要求2或3所述的超级电容供电电路，其特征在于，所述充电开关单元包括第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述供电电源电连接，所述第一开关管的第二端与所述充...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱华，张陈燕，裘德伟，胡茂祥，陈志豪，方兵，
申请(专利权)人：正泰集团研发中心上海有限公司，
类型：新型
国别省市：