一种电能表掉电检测电路及掉电检测方法与流程

    专利2026-08-18  13


    本申请涉及电能表电路的,尤其是涉及一种电能表掉电检测电路及掉电检测方法。


    背景技术:

    1、电子式电能表上将交流电转为直流电使用的电源方案有阻容供电、线性变压器供电、开关电源供电等。电能表在电网掉电时需要在掉电瞬间将掉电事件信号发送给mcu,便于mcu将当前的电量值,时间等参数存储到eeprom中。

    2、在相关技术中,在开关电源应用的电能表中,普遍都是在变压器的初级或次级处进行检测,若检测初级输出电压,为了满足隔离要求,需要在初级检测的电压经过比较器后再经过光耦进行隔离,而在电路中设置光耦则会导致电路成本高,且光耦的电流传输比随温度变化的影响较大,导致可靠性较差;而若检测次级输出电压,当检测到掉电信号时剩余的电量很难保证电量数量存储的完整性和可靠性,因采样到掉电信号时mcu存储数据的时间不够。


    技术实现思路

    1、本申请的目的是提高掉电检测的可靠性。

    2、第一方面,本申请提供的一种电能表掉电检测电路,采用如下的技术方案:

    3、一种电能表掉电检测电路,包括与电网连接的变压器,包括:

    4、开关电源模块,连接于所述变压器的初级线圈和所述电网之间,用于检测是否出现掉电,并基于检测结果改变自身通断状态;

    5、正半周采样端,连接于所述变压器的次级线圈以用于在所述开关电源模块关断时,采样所述变压器输出的正半周信号;

    6、负半周采样端,连接于所述变压器的次级线圈以用于在所述开关电源模块导通时,采样所述变压器输出的负半周信号;

    7、信号处理电路,连接于所述正半周采样端和所述负半周采样端以获取所述正半周信号和所述负半周信号,并对所述正半周信号进行处理以得到工作电压,还用于对所述负半周信号进行处理以得到负电平电压;

    8、分压电路,连接于所述信号处理电路以获取所述工作电压和所述负电平电压,其用于对所述工作电压和所述负电平电压进行分压以得到采样电压;

    9、比较电路,将所述采样电压与预设电压进行比较,并根据比较后的结果生成相应的比较信号;

    10、控制电路,连接于所述比较电路以获取所述比较信号,并根据所述比较信号判断是否存在掉电,并在发生掉电时执行掉电事件以完成数据存储操作。

    11、在另一些实施例中,还包括电网滤波器emi和整流桥电路,所述电网滤波器emi连接于所述电网,所述整流桥电路一端连接于所述电网滤波器emi,另一端连接于所述变压器的初级线圈。

    12、在另一些实施例中,所述正半周采样端和所述负半周采样端之间相互并联;

    13、所述正半周采样端包括第一二极管d1,所述第一二极管d1的正极连接于所述变压器的第十一引脚,所述第一二极管d1的负极连接于所述信号处理电路;

    14、所述负半周采样端包括第二二极管d2,所述第二二极管d2的负极连接于所述变压器的第十一引脚,所述第二二极管d2的正极连接于所述信号处理电路。

    15、在另一些实施例中,所述信号处理电路包括第一电容c1、线性稳压器ldo,所述第一电容c1分别连接于所述第一二极管d1的负极和第十二引脚,所述第一电容c1用于对所述正半周信号进行滤波以得到直流电压,所述线性稳压器ldo连接于所述第一电容c1,以用于对直流电压进行降压以得到所述工作电压。

    16、在另一些实施例中,所述信号处理电路包括第二电容c2,所述第二电容c2一端连接于所述第二二极管d2的正极,另一端接地,所述第二电容c2用于对所述负半周信号进行滤波以得到负电平电压。

    17、在另一些实施例中,所述分压电路包括第一电阻r1和第二电阻r2,所述第一电阻r1的一端连接于所述信号处理电路以接收所述工作电压,另一端连接于所述第二电阻r2,所述第二电阻r2的另一端连接于所述信号处理电路以接收所述负电平电压,所述第一电阻r1和所述第二电阻r2之间的节点连接于所述比较电路。

    18、第二方面,本申请提供的一种电能表掉电检测方法,采用如下的技术方案:

    19、一种电能表掉电检测方法,包括以下步骤:

    20、判断所述开关电源模块的通断状态;

    21、若所述开关电源模块关断,则采样正半周信号;

    22、若所述开关电源模块导通,则采样负半周信号;

    23、对所述正半周信号和所述负半周信号进行信号处理,以分别得到所述正半周信号经过信号处理后的工作电压以及所述负半周信号经过信号处理后的负电平电压;

    24、将所述工作电压和所述负电平电压进行分压以得到采样电压;

    25、将所述采样电压与预设电压进行比较以生成相应的比较信号;

    26、根据所述比较信号判断是否出现掉电,若发生掉电,则执行掉电事件以完成数据存储操作。

    27、在另一些实施例中,对所述正半周信号和所述负半周信号进行信号处理,包括以下步骤:

    28、对所述正半周信号进行整流及滤波操作以得到直流电压;

    29、对所述直流电压进行降压以得到所述工作电压;

    30、对所述负半周信号进行整流及滤波操作以得到所述负电平电压。

    31、综上所述,本申请包括以下有益技术效果:

    32、从变压器的次级线圈上采样负半周的信号,电压信号经过分压后,输入到精密比较器构成的比较电路中,比较电路输出数字信号给控制电路,也就是mcu以产生外部中断,当mcu检测到中断信号后,立即执行掉电时间以完成数据存储操作,此时输出电压还能保证2秒左右的稳定输出,保证出现掉电时数据存储的可靠性。



    技术特征:

    1.一种电能表掉电检测电路,包括与电网连接的变压器(1),其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的电能表掉电检测电路,其特征在于,还包括电网滤波器(emi)和整流桥电路(9),所述电网滤波器(emi)连接于所述电网,所述整流桥电路(9)一端连接于所述电网滤波器(emi),另一端连接于所述变压器(1)的初级线圈。

    3.根据权利要求1所述的电能表掉电检测电路,其特征在于,所述正半周采样端(3)和所述负半周采样端(4)之间相互并联;

    4.根据权利要求3所述的电能表掉电检测电路,其特征在于,所述信号处理电路(5)包括第一电容(c1)、线性稳压器(ldo),所述第一电容(c1)分别连接于所述第一二极管(d1)的负极和第十二引脚,所述第一电容(c1)用于对所述正半周信号进行滤波以得到直流电压,所述线性稳压器(ldo)连接于所述第一电容(c1),以用于对直流电压进行降压以得到所述工作电压。

    5.根据权利要求3所述的电能表掉电检测电路,其特征在于,所述信号处理电路(5)包括第二电容(c2),所述第二电容(c2)一端连接于所述第二二极管(d2)的正极,另一端接地,所述第二电容(c2)用于对所述负半周信号进行滤波以得到负电平电压。

    6.根据权利要求4或5所述的电能表掉电检测电路,其特征在于,所述分压电路(6)包括第一电阻(r1)和第二电阻(r2),所述第一电阻(r1)的一端连接于所述信号处理电路(5)以接收所述工作电压,另一端连接于所述第二电阻(r2),所述第二电阻(r2)的另一端连接于所述信号处理电路(5)以接收所述负电平电压,所述第一电阻(r1)和所述第二电阻(r2)之间的节点连接于所述比较电路(7)。

    7.一种电能表掉电检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

    8.根据权利要求7所述的电能表掉电检测方法,其特征在于,对所述正半周信号和所述负半周信号进行信号处理,包括以下步骤:


    技术总结
    本申请涉及电能表电路的技术领域,尤其是涉及一种电能表掉电检测电路及掉电检测方法,其包括变压器,还包括开关电源模块,连接于变压器的初级线圈和电网之间,用于基于检测结果改变自身通断状态;正半周采样端,用于采样正半周信号;负半周采样端,用于采样负半周信号;信号处理电路,用于对正半周信号和负半周信号进行处理以得到工作电压和负电平电压;分压电路,连接于信号处理电路,用于对工作电压和负电平电压进行分压以得到采样电压;比较电路,将采样电压与预设电压进行比较,并根据比较后的结果生成相应的比较信号;控制电路,连接于比较电路以获取比较信号,并根据比较信号判断是否存在掉电。本申请具有提高掉电检测的可靠性的效果。

    技术研发人员:陈凯,葛钱宝,吴宏军,陈江涛
    受保护的技术使用者:杭州明特科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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