單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表的原理及設(shè)計(jì)

今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——一種單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表。該專利由浙江正泰儀器儀表有限責(zé)任公司申請(qǐng)，并于2017年7月11日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明涉及一種儀表，具體是一種單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，屬于電氣儀表技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明背景

目前市場(chǎng)上使用的預(yù)付費(fèi)電能表采用各種技術(shù)達(dá)到充值繳費(fèi)的目的，比如接觸式IC卡充值、非接觸式射頻卡充值、遠(yuǎn)程通訊充值，以上充值方式各有缺點(diǎn)：接觸式IC卡充值需要將IC卡插入卡槽中才能實(shí)現(xiàn)充電業(yè)務(wù)，然而接觸式IC卡的卡槽容易被惡性破壞從而導(dǎo)致無法充值；非接觸式射頻卡充值只需將射頻卡放到射頻范圍內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)充值業(yè)務(wù)，非接觸式射頻卡雖然無需將射頻卡插入卡槽中，但是非接觸式射頻卡易受到周圍電磁干擾導(dǎo)致讀卡出錯(cuò)，影響使用；遠(yuǎn)程通訊充值通過遠(yuǎn)程通訊來實(shí)現(xiàn)充值業(yè)務(wù)，這種方式雖然避免了卡槽易被惡性破壞、受到周圍電磁干擾的缺點(diǎn)，但是，通訊中數(shù)據(jù)傳輸可能會(huì)出錯(cuò)，這種方式的穩(wěn)定性和可靠性亟待提高。

中東地區(qū)電力用戶現(xiàn)在廣泛使用一種新型的預(yù)付費(fèi)方式，管理系統(tǒng)將用戶信息和購電信息結(jié)合起來生成一組加密代碼，用戶自己將獲得的加密代碼通過電表上的數(shù)字鍵盤進(jìn)行預(yù)付費(fèi)數(shù)據(jù)傳輸輸入到電表中，電表經(jīng)過正確解密后得到預(yù)存電量或金額并保存。這種付費(fèi)方式由于采用電表自帶的鍵盤完成充值，通常稱為鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表。鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表預(yù)付式電費(fèi)以代碼形提供給用戶，一方面避免了遠(yuǎn)程通訊充值中數(shù)據(jù)傳輸可能會(huì)出錯(cuò)的問題，另一方面不用使用卡片充值，在其電表上不需要和外部接口，密封性好，防止人為破壞。但是鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表如何檢測(cè)到鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表掉電，目前還沒有公開。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，包括SOC接口電路、電源電路和掉電檢測(cè)電路，其中，電源電路，包括一個(gè)對(duì)外提供直流電的輸出端；SOC接口電路，包括一個(gè)控制端，當(dāng)所述控制端接收到接通信號(hào)時(shí)，所述SOC接口電路正常運(yùn)行；當(dāng)所述控制端接收到中斷信號(hào)時(shí)，所述SOC接口電路執(zhí)行掉電數(shù)據(jù)保存動(dòng)作；掉電檢測(cè)電路，包括一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述掉電檢測(cè)電路的輸入端與所述電源電路的輸出端連接，用于接收所述電源電路提供的直流電；所述掉電檢測(cè)電路的輸出端與所述SOC接口電路的控制端連接；所述掉電檢測(cè)電路用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述電源電路提供的直流電，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述SOC接口電路的控制端；當(dāng)所述掉電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述直流電大于或者等于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，所述掉電檢測(cè)電路向所述SOC接口電路輸出接通信號(hào)；當(dāng)所述掉電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述直流電小于所述預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，所述掉電檢測(cè)電路向所述SOC接口電路輸出中斷信號(hào)。

所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，所述S O C接口電路包括系統(tǒng)級(jí)芯片ATT7035AU及其外圍電路。所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，所述電源電路包括AC/DC電源轉(zhuǎn)換電路和系統(tǒng)工作電源電路，所述AC/DC電源轉(zhuǎn)換電路用于對(duì)外提供直流電，所述系統(tǒng)工作電源電路用于提供系統(tǒng)的工作電源；所述AC/DC電源轉(zhuǎn)換電路包括壓敏電阻RV1、變壓器TC1，二極管D23、D24、D25、D26，所述二極管D23、D24、D25、D26構(gòu)成全橋整流器；所述系統(tǒng)工作電源電路包括電容C 2 、C 4 、C 7 、C 8 、C 9 ，極性電容C 1 、C 3 ，電源穩(wěn)壓芯片7 8 0 5 ，電壓調(diào)整器XC6214P332PR；交流電通過所述壓敏電阻RV1接所述變壓器TC1的初級(jí)線圈，所述變壓器TC1的次級(jí)線圈接所述全橋整流器的輸入端，所述全橋整流器的輸出端作為所述AC/DC電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端向所述掉電檢測(cè)電路提供輸入信號(hào)；所述全橋整流器的輸出端、所述極性電容C1的正極與所述電容C2的一端連接后共同接所述電源穩(wěn)壓芯片7805的IN管腳，所述極性電容C1的負(fù)極與所述電容C2的另一端連接后共同接地；所述極性電容C3的正極、所述電容C 4、C 9的一端連接后同時(shí)接所述電源穩(wěn)壓芯片7 8 0 5的O U T管腳和所述電壓調(diào)整器XC6214P332PR的Vin管腳，所述極性電容C3的負(fù)極與所述電容C4、C9的另一端連接后共同接地；所述電壓調(diào)整器XC6214P332PR和所述電源穩(wěn)壓芯片7805的GND管腳接地，所述電容C7、C8并聯(lián)后一端接地，另一端接所述電壓調(diào)整器XC6214P332PR的Vout管腳。

所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，還包括繼電器控制電路，所述繼電器控制電路包括L相繼電器控制電路和N相繼電器控制電路；所述L相繼電器控制電路和所述N相繼電器控制電路結(jié)構(gòu)相同，其中，所述L相繼電器控制電路和所述N相繼電器控制電路均包括三極管V4、V5、V8、V9、V12、V13，電阻R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20、R23、R24、R27、R28以及二極管D6、D7、D10、D11和磁保持繼電器；

所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路包括存儲(chǔ)芯片BR24G128FJ-WE2，電容C15，電阻R34、R35，所述電容C15的一端、所述存儲(chǔ)芯片BR24G128FJ-WE2的8管腳、所述電阻R34的一端與所述電阻R35的一端連接后共同接所述ATT7035AU的92管腳，所述存儲(chǔ)芯BR24G128FJ-WE2的6管腳與所述電阻R34的另一端連接后共同接所述ATT7035AU的1管腳，所述存儲(chǔ)芯片BR24G128FJ-WE2的5管腳與所述電阻R35的另一端連接后共同接所述ATT7035AU的2管腳，所述電容C15的另一端與所述存儲(chǔ)芯片BR24G128FJ-WE2的1管腳、2管腳、3管腳、4管腳、7管腳連接后共同接地。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）本發(fā)明所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，包括SOC接口電路、電源電路和掉電檢測(cè)電路，掉電檢測(cè)電路檢測(cè)電源電路輸出的直流電，當(dāng)?shù)綦姍z測(cè)電路檢測(cè)到電源電路輸出的直流電大于或者等于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，所述掉電檢測(cè)電路向所述SOC接口電路輸出接通信號(hào)，所述SOC接口電路正常運(yùn)行，當(dāng)?shù)綦姍z測(cè)電路檢測(cè)到電源電路輸出的直流電小于所述預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，所述掉電檢測(cè)電路向所述SOC接口電路輸出中斷信號(hào)，所述SOC接口電路執(zhí)行掉電數(shù)據(jù)保存動(dòng)作。本發(fā)明提供的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表掉電檢測(cè)電路能夠準(zhǔn)確檢測(cè)電源電路輸出直流電的大小，保證單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表運(yùn)行的可靠性。（2）本發(fā)明所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，包括系統(tǒng)級(jí)芯片ATT7035AU，ATT7035AU作為SOC系統(tǒng)級(jí)芯片集成有計(jì)量模塊、時(shí)鐘電路模塊、LCD驅(qū)動(dòng)模塊以及CPU資源，集成度高。（3）本發(fā)明所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，包括繼電器控制電路，控制磁保持繼電器驅(qū)動(dòng)線圈電壓極性及電流方向。（4）本發(fā)明所述的單相電子式鍵盤預(yù)付費(fèi)電能表，包括通訊電路、鍵盤電路、表蓋和端鈕蓋開啟檢測(cè)電路、交流采樣電路、強(qiáng)磁檢測(cè)電路、背光屏控制電路、蜂鳴器報(bào)警電路、有功脈沖輸出電路、秒功脈沖輸出電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比，集成度更高，成本低廉，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔可靠，能夠大規(guī)模生產(chǎn)。