一种用于扩展外置模块的接口电路制造技术

一种用于扩展外置模块的接口电路，该电路用于电能表MCU和外部服务模块间进行数据交换，包括BUCK降压模块、折线保护模块和数据通讯只读接口电路；所述的BUCK降压模块的电源端接8V隔离电源，所述8V隔离电源由AC

【技术实现步骤摘要】
一种用于扩展外置模块的接口电路


[0001]本专利技术涉及外部通讯接口，更具体地，涉及电能表和外部服务模块间安全数据交换的接口电路

技术介绍

[0002]随着社会生活中工业、农业、商业以及居民生活的用电需求日益增长，人们对电能的交易日益频繁，电能表是衡量电能交易数额的计量器具，其技术性要求很高，更要求准确和稳定，并保证长期可靠。其中市场上大多数电能表的通讯都是通过485、红外进行的，并不带有通过外部服务模块OSM(如蓝牙或Wi
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Fi模块)与电能表进行通讯的技术。
[0003]为了满足各种用户的需求，需要设计一种能够扩展外置模块的接口电路。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对电能表和外部服务模块间安全数据交换问题，提出一种用于扩展外置模块的接口电路。使得电能表工作时，可以根据客户的需求选择不同的通讯方式与电表进行数据通讯，考虑到安全该电路采用数据只读模式，即外置模块只读取电表数据，不能写数据到电表。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种用于扩展外置模块的接口电路，该电路用于电能表MCU和外部服务模块间进行数据交换，包括BUCK降压模块、折线保护模块和数据通讯只读接口电路；
[0007]所述的BUCK降压模块的电源端接8V隔离电源，所述8V隔离电源由AC
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DC模块输出，AC
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DC模块的另一输出端与MCU的供电端相连，所述BUCK降压模块输出稳定的5V电压至折线保护模块的输入端，折线保护模块的输出端与外部服务模块的供电端相连；
[0008]所述外部服务模块通过数据通讯只读接口电路与MCU相连，进行数据读取。
[0009]进一步地，所述BUCK降压模块包括BUCK DC
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DC芯片U2P、贴片电感L1P、续流二极管D6P以及由若干个电阻电容串并联构成的外围电路；
[0010]所述BUCK DC
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DC芯片U2P的输入端接8V电源，所述BUCK DC
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DC芯片的U2P的输出端串接续流二极管D6P后接地，同时该输出端串接贴片电感L1P后作为BUCK降压模块的输出，输出稳定的5V电压。
[0011]进一步地，BUCK DC
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DC芯片U2P的内阻为0.9Ω，在负载为0～250mA时其损耗在0.225V以内；U2P稳定输出最大600mA电流，FB引脚稳定输出0.794V电压，通过分压反馈电阻R21P、R16P、R14P，使得BUCK降压模块的输出稳定在5V。
[0012]进一步地，所述折线保护模块包括折线保护芯片U6、共模电感L1，TVS保护二极管D3以及由若干个电阻电容串并联构成的外围电路；所述折线保护芯片U6的输入端接BUCK降压模块的输出端，所述折线保护芯片U6的LIMIT端串接限流电阻R25和R83后接地，所述折线保护芯片U6的OUT端接TVS保护二极管D3后接地，同时该输出端接共模电感L1后作为线保护模块的输出，用于输出稳定的5V电压。
[0013]进一步地，外围电路中，通过限流电阻R25与R83，使得输出电流设置在260mA～300mA。
[0014]进一步地，数据通讯只读接口电路包括高速光耦U15、光耦U8、P1接口J21以及由MOS管Q2，三极管Q7和电阻R47构成的过流保护电路；
[0015]所述P1接口J21的2号脚接收外部服务模块的数据读取触发信号，所述2号脚接光耦U8的输入端，光耦U8的输出端接MCU的数据读取触发信号输入端P1 RX；
[0016]所述MCU的数据输出端P1TX与高速光耦U15的输入端相连，高速光耦U15的输出端与三极管Q7的C极、MOS管Q2的1脚相连，三极管Q7的E极接地，B极接MOS管Q2的2脚，且连接点串接电阻R47后接地，MOS管Q2的3脚作为数据输出端与P1接口J21的5号脚相连，向外部服务模块发送MCU的数据。
[0017]进一步地，数据通讯只读接口电路还包括TVS保护管D1、D2，所述P1接口J21的2号脚通过TVS保护管D2接地，所述P1接口J21的5号脚通过TVS保护管D1接地，用于防止外部高压信号干扰。
[0018]进一步地，数据通讯只读接口电路执行以下动作：
[0019]P1接口J21的2号脚接收外部服务模块的数据读取触发信号，所述数据读取触发信号为高电平，发送至光耦U8的1脚，光耦U8导通，光耦U8的4脚处于低电平输出至MCU；
[0020]MCU接收到光耦U8的4脚的低电平信号，通过高速光耦U15的3脚向外部服务模块发送数据；
[0021]当MCU发送高电平数据时，高速光耦U15的2、3脚不导通，6脚输出高电平数据，MOS管Q2导通，P1接口J21的5脚接收到低电平数据信号；
[0022]当MCU发送低电平数据时，高速光耦U15的2、3脚导通，6脚输出低电平时数据，MOS管Q2截止，P1接口J21的5脚接收到高电平数据信号。
[0023]进一步地，所述数据读取触发信号的高电平为5V。
[0024]进一步地，当P1接口J21的2号脚接收外部服务模块为高电平时，每秒发送数据；当P1接口J21的2号脚接收外部服务模块的低电平时，停止发送。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术提供一种可通过外部服务模块对电能表进行通讯的电路，它能有效的解决传统智能电能表通讯局限性，不止满足于485、红外、载波通讯。相较传统电能表，本专利技术的实用性强，易于操作，安全性能高，不仅保留传统电能表原有的485、红外、载波通讯功能，而且增加了外部服务模块(OSM：如：蓝牙或Wi
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Fi模块)通讯可选功能，且不会对电能表其他性能造成影响。便于客户对表内数据的抄读，节省时间，减少工作量。
[0027]本专利技术可实现通过外部服务模块对电表内的数据进行读取，可以根据需求，进行灵活设置，外部服务模块通过P1接口J21与电能表通讯过程中，不会影响电表的正常工作；本专利技术中的电路简单，成本低，功耗小，实用性强，容易实现。
[0028]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0029]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号
通常代表相同部件。
[0030]图1为本专利技术接口电路的原理框图；
[0031]图2为本专利技术中BUCK降压模块的电路图；
[0032]图3为本专利技术中折线保护模块的电路图；
[0033]图4为本专利技术中数据通讯只读接口电路的电路图；
具体实施方式
[0034]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于扩展外置模块的接口电路，其特征在于，该电路用于电能表MCU和外部服务模块间进行数据交换，包括BUCK降压模块、折线保护模块和数据通讯只读接口电路；所述的BUCK降压模块的电源端接8V隔离电源，所述8V隔离电源由AC
‑
DC模块输出，AC
‑
DC模块的另一输出端与MCU的供电端相连，所述BUCK降压模块输出稳定的5V电压至折线保护模块的输入端，折线保护模块的输出端与外部服务模块的供电端相连；所述外部服务模块通过数据通讯只读接口电路与MCU相连，进行数据读取。2.根据权利要求1所述的用于扩展外置模块的接口电路，其特征在于，所述BUCK降压模块包括BUCK DC
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DC芯片U2P、贴片电感L1P、续流二极管D6P以及由若干个电阻电容串并联构成的外围电路；所述BUCK DC
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DC芯片U2P的输入端接8V电源，所述BUCK DC
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DC芯片的U2P的输出端串接续流二极管D6P后接地，同时该输出端串接贴片电感L1P后作为BUCK降压模块的输出，输出稳定的5V电压。3.根据权利要求2所述的用于扩展外置模块的接口电路，其特征在于，BUCK DC
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DC芯片U2P的内阻为0.9Ω，在负载为0～250mA时其损耗在0.225V以内；U2P稳定输出最大600mA电流，FB引脚稳定输出0.794V电压，通过分压反馈电阻R21P、R16P、R14P，使得BUCK降压模块的输出稳定在5V。4.根据权利要求1所述的用于扩展外置模块的接口电路，其特征在于，所述折线保护模块包括折线保护芯片U6、共模电感L1，TVS保护二极管D3以及由若干个电阻电容串并联构成的外围电路；所述折线保护芯片U6的输入端接BUCK降压模块的输出端，所述折线保护芯片U6的LIMIT端串接限流电阻R25和R83后接地，所述折线保护芯片U6的OUT端接TVS保护二极管D3后接地，同时该输出端接共模电感L1后作为线保护模块的输出，用于输出稳定的5V电压。5.根据权利要求4所述的用于扩展外置模块的接口电路，其特征在于，外围电路中，通过限流电阻R25...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴蒙坤，张祥甫，陈哲，周洁，黄滢潇，
申请(专利权)人：江苏林洋能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：