CN106597088B - 一种双芯电能表的电源分配*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于双芯电能表的电源分配***，它包括电源模块（1）；所述电源模块（1）包括具有N个输出端的主电源（101），所述电源分配***还包括输入端对应地与主电源（101）的N个输出端相连的M个电源分配电路，每一路电源分配电路包含顺向连接的P个二极管和Q个降压稳压单元，其中，电源分配电路的输出端对应地与双芯电能表的管理芯的管理模块（401）、双芯电能表的计量芯的处理模块（302）、双芯电能表的计量芯的计量芯片（301）以及双芯电能表的计量芯的处理模块（302）的时钟模块（303）相连。本发明的优点是通过独立、分离的线路，合理分配电源，实现双芯电能表的计量芯和管理芯可靠、稳定地运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种双芯电能表的电源分配***。
背景技术
目前国内电能表的法制计量部分和管理部分一体式设计(即计量芯模块和非计量芯模块为整体式结构)，没有实现两者的独立运行，基于IR46的国家标准制的推广，电能表向着双芯电能表过渡，其中，双芯电能表中的法制计量部分和管理部分独立运行，现有的电能表的电源管理***只适合于法制计量部分和管理部分一体式设计的电能表，并不适用于双芯电能表，无法为双芯电能表中的法制计量部分和管理部分的独立运行提供稳定的电压，无法保证双芯电能表的正常运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种双芯电能表的电源分配***，通过独立、分离的线路，合理分配电源，实现双芯电能表的计量芯模块和非计量芯模块可靠、稳定地运行。
为解决上述技术问题，本提供的技术方案为：一种双芯电能表的电源分配***，它包括电源模块和电源分配模块；所述电源模块包括具有至少三个输出端的主电源；所述电源分配模块包括若干个降压稳压单元和若干个二极管；所述主电源的第一输出端与第一降压稳压单元的一端相连，该第一降压稳压单元的另一端与双芯电能表的计量芯模块的计量芯片相连；所述主电源的第二输出端与第二降压稳压单元的一端相连，该第二降压稳压单元的另一端与第一二极管的正极相连，该第一二极管的负极与一第三降压稳压单元的一端相连，该第三降压稳压单元的另一端与双芯电能表的非计量芯模块的管理模块连接，第二降压稳压单元与第一二极管的正极的连接节点A与一第四降压稳压单元相连，该第四降压稳压单元的另一端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块中的MCU的RTC相连；连接节点A还与另一第五降压稳压单元相连，该第五降压稳压单元的另一端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块相连。
作为一种优选，所述主电源的第一输出端与第一降压稳压单元的连接线路上串接一第六降压稳压单元。
作为一种优选，连接节点A又与双芯电能表的非计量芯模块的报警模块相连。
作为一种优选，主电源的第二输出端的连接线路上的第一二极管与第三降压稳压单元的连接节点B与双芯电能表的非计量芯模块的红外通信模块相连。
作为一种优选，所述电源模块还包括停抄电池，所述停抄电池与一第七所述降压稳压单元的一端相连，该第七降压稳压单元的另一端与一第二二极管的正极相连，该第二二极管的负极与连接节点B相连。
作为一种优选，所述电源分配模块还包括开关单元；其中，所述开关单元具有输入端、输出端以及信号控制端，其中，第三降压稳压单元与双芯电能表的非计量芯模块的管理模块的连接节点与开关单元的输入端相连，开关单元的输出端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块相连；双芯电能表的非计量芯模块的管理模块的CPU与开关单元的信号控制端相连。
作为一种优选，所述电源分配模块还包括若干个充电放电模块；其中，主电源的第一输出端的连接线路上的第一降压稳压单元与第六降压稳压单元的连接节点与一第一充电放电模块相连。
作为一种优选，主电源的第二输出端的连接线路上的第二降压稳压单元与第五降压稳压单元之间串接一第三二极管，该第五降压稳压单元与第三二极管的负极的连接节点C与一第二充电放电模块相连。
作为一种优选，所述电源模块还包括时钟电池，所述时钟电池与一第四二极管的正极相连，该第四二极管的负极又与连接节点C相连。
作为一种优选，所述主电源的第三输出端分别与双芯电能表的通信模块的卡模块、RS模块、上行模块以及下行模块。
采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
一、通过搭建合理、独立的线路，致使主电源分别与双芯电能表的计量芯模块和双芯电能表的非计量芯模块建立连接，合理地分配电源，为双芯电能表的计量芯模块和非计量芯模块提供合适的工作电压，实现双芯电能表的计量芯模块和非计量芯模块可靠、稳定地运行。
二、通过设置时钟电池和停抄电池，同时还搭接了设置时钟电池和停抄电池与双芯电能表的计量芯模块和非计量芯模块的连接线路，保证了在主电源受到干扰断电后，通过时钟电池和停抄电池继续为双芯电能表的计量芯模块和非计量芯模块提供合适的工作电压。
三、通过设置充电放电模块，保证双芯电能表的计量芯模块的RTC，在时钟电池无效后，有效的工作一段时间；保证双芯电能表的计量芯模块的计量芯片，在主电源无效后，有效的工作一段时间。
附图说明
图1是本发明仅仅在主电源工作状态下的电路图。
图2是本发明的整体结构的电路图。
图3是本发明在主电源失效情况下的工作原理电路图。
图中所述：1、电源模块；101、主电源；102、时钟电池；103、停抄电池；2、电源分配模块；201、降压稳压单元；202、二极管；203、开关单元；204、充电放电模块；301、计量芯片；401、管理模块；501、卡模块；502、RS485模块；503、上行模块；504、下行模块；6、短路保护模块。
具体实施方式
下面结合附图对本做进一步的详细说明。
如图1、图2和图3所示，本发明一种双芯电能表的电源分配***，它包括电源模块1和电源分配模块2；电源模块1包括具有至少三个输出端的主电源101；电源分配模块2包括若干个降压稳压单元201、若干个二极管202和短路保护模块6；主电源101的第一输出端与第一降压稳压单元201的一端相连，该第一降压稳压单元201的另一端与双芯电能表的计量芯模块的计量芯片301相连；主电源101的第二输出端与第二降压稳压单元201的一端相连，该第二降压稳压单元201的另一端与第一二极管202的正极相连，该第一二极管202的负极与一第三降压稳压单元201的一端相连，该第三降压稳压单元201的另一端与双芯电能表的非计量芯模块的管理模块401连接；第二降压稳压单元201与第一二极管202的正极的连接节点A与一第四降压稳压单元201相连，该第四降压稳压单元201的另一端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块302中的MCU的RTC相连；连接节点A还与另一第五降压稳压单元201相连，该第五降压稳压单元201的另一端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块302相连。
主电源101的第一输出端与第一降压稳压单元201的连接线路上串接一第六降压稳压单元201。
连接节点A又与双芯电能表的非计量芯模块的报警模块403相连。
主电源101的第二输出端的连接线路上的第一二极管202与第三降压稳压单元201的连接节点B与双芯电能表的非计量芯模块的红外通信模块402相连。
电源模块1还包括停抄电池103，停抄电池103与一第七降压稳压单元201的一端相连，该第七降压稳压单元201的另一端与一第二二极管202的正极相连，该第二二极管202的负极与连接节点B相连。
电源分配模块2还包括开关单元203；其中，开关单元203具有输入端、输出端以及信号控制端，其中，第三降压稳压单元201与双芯电能表的非计量芯模块的管理模块401的连接节点与开关单元203的输入端相连，开关单元203的输出端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块相连；双芯电能表的非计量芯模块的管理模块401的CPU与开关单元203的信号控制端相连。
电源分配模块2还包括若干个充电放电模块204；其中，主电源101的第一输出端的连接线路上的第一降压稳压单元201与第六降压稳压单元201的连接节点与一第一充电放电模块204相连。
主电源101的第二输出端的连接线路上的第二降压稳压单元201与第五降压稳压单元201之间串接一第三二极管202，该第五降压稳压单元201与第三二极管202的负极的连接节点C与一第二充电放电模块204相连。
电源模块1还包括时钟电池102，时钟电池102与一第四二极管202的正极相连，该第四二极管202的负极又与连接节点C相连。
主电源101的第三输出端分别与双芯电能表的通信模块的卡模块501、RS485模块502、上行模块503以及下行模块504。其中，上行模块503包括载波模块、GPRS模块等；下行模块504包括GPS模块、MBUS模块等；主电源101的第三输出端引出三路支路，第一路支路上串接了短路保护模块6以及78L05芯片，致使电压下降维持在5V，电流控制在60mA之后，再分成两条支路，分别给双芯电能表的通信模块的卡模块501和RS485模块502提供稳定的电压。
其中，主电源101分别与双芯电能表的计量芯模块和双芯电能表的非计量芯模块建立连接，合理地分配电源，为双芯电能表的计量芯模块和非计量芯模块提供合适的工作电压的工作过程分析如下：如图1所示，主电源101的第一输出端，输出的电压大小为8V，电流大小为15mA，通过第一降压稳压单元201，致使电压下降到5V，电流大小仍然为15mA，再通过一第六降压稳压单元201，致使电压再一次下降，下降到3.3V，电流大小仍然为15mA，为双芯电能表的计量芯模块的计量芯片301提供3.3V的稳定电压；主电源101的第二输出端，输出的电压大小为8V，电流大小为210mA，通过一第二降压稳压单元201，致使电压下降到5.6V，电流大小仍然为210mA，之后分成四条分支线路，其中，在第一条分支线路，通过串接的第三二极管202和第五降压稳压单元201，致使在该条分支线路的电压下降到3.3V，电流大小控制为2μA,为双芯电能表的计量芯模块的处理模块302中的MCU的RTC提供3.3V的稳定电压，其中，在第二条分支线路，通过一第四降压稳压单元201，致使在该条分支线路的电压下降到3.3V，电流大小控制为50mA,为双芯电能表的计量芯模块的处理模块302提供3.3V的稳定电压，其中，在第三条分支线路，通过串接的第一二极管202和第三降压稳压单元201，在分支线路中先借助第一二极管202的压降，先将该条分支线路的电压下降到5V左右，电流大小控制为160mA，当该条分支线路的电压下降到5V左右，电流大小控制为160mA还引出一路分支线路w，通过串接一短路保护模块6与双芯电能表的非计量芯模块的红外通信模块402相连，为双芯电能表的非计量芯模块的红外通信模块402提供稳定的电压，再通过第三降压稳压单元201，再将该条分支线路的电压下降到3.3V，电流大小控制为130mA，实现为双芯电能表的非计量芯模块的管理模块401提供3.3V的稳定电压，其中，在第四条分支线路，通过串接一短路保护模块6后与双芯电能表的非计量芯模块的报警模块403相连，为双芯电能表的非计量芯模块的报警模块403提供稳定的电压。
其中，通过设置时钟电池102和停抄电池103，通过时钟电池102和停抄电池103继续为双芯电能表的计量芯模块和非计量芯模块提供合适的工作电压的具体过程分析如下，如图3所示，停抄电池103依次连接一第七降压稳压单元201和第二二极管202，之后分成两条分支线路，其中，在第一分支线路中，与双芯电能表的非计量芯模块的管理模块401相连，为双芯电能表的非计量芯模块的管理模块401提供3.3V的稳定电压，其中，第二分支线路共用分支线路w，为双芯电能表的非计量芯模块的红外通信模块402提供稳定的电压；时钟电池102串接一个第四二极管202，为双芯电能表的计量芯模块的处理模块302中的MCU的RTC提供3.3V的稳定电压。
其中，通过设置充电放电模块204，其中，一充电放电模块204在主电源101的第二输出端与双芯电能表的计量芯模块的RTC的分支线路上实现充放电，保证双芯电能表的计量芯模块的RTC，在时钟电池无效后，有效的工作一段时间；其中，一充电放电模块204在主电源101的第一输出端与双芯电能表的计量芯模块的计量芯片301的分支线路上实现充放电，保证双芯电能表的计量芯模块的计量芯片301，在主电源无效后，有效的工作一段时间；同时，还能够通过非计量芯模块的管理模块401的CPU去启动开关开关单元203，实现为双芯电能表的计量芯模块的处理模块302提供稳定的电压。
其中，上述所涉及到的降压稳压单元201，在本申请中是指LDO模块，也可以是其他起到降压稳压作用的元器件或者模块。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本的保护范围内。
Claims (10)
1.一种双芯电能表的电源分配***，它包括电源模块（1）和电源分配模块（2）；其特征在于：所述电源模块（1）包括具有至少三个输出端的主电源（101）；所述电源分配模块（2）包括若干个降压稳压单元和若干个二极管；所述主电源（101）的第一输出端与第一降压稳压单元的一端相连，该第一降压稳压单元的另一端与双芯电能表的计量芯模块的计量芯片（301）相连；所述主电源（101）的第二输出端与第二降压稳压单元的一端相连，该第二降压稳压单元的另一端与第一二极管的正极相连，该第一二极管的负极与一第三降压稳压单元的一端相连，该第三降压稳压单元的另一端与双芯电能表的非计量芯模块的管理模块（401）连接，第二降压稳压单元与第一二极管的正极的连接节点A与一第四降压稳压单元相连，该第四降压稳压单元的另一端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块(302)中的MCU的RTC相连；连接节点A还与另一第五降压稳压单元相连，该第五降压稳压单元的另一端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块(302)相连。
2.根据权利要求1所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：所述主电源（101）的第一输出端与第一降压稳压单元的连接线路上串接一第六降压稳压单元。
3.根据权利要求1所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：连接节点A又与双芯电能表的非计量芯模块的报警模块(403)相连。
4.根据权利要求1所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：主电源（101）的第二输出端的连接线路上的第一二极管的负极与第三降压稳压单元的连接节点B与双芯电能表的非计量芯模块的红外通信模块(402)相连。
5.根据权利要求4所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：所述电源模块（1）还包括停抄电池（103），所述停抄电池（103）与一第七降压稳压单元的一端相连，该第七降压稳压单元的另一端与一第二二极管的正极相连，该第二二极管的负极与连接节点B相连。
6.根据权利要求1所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：所述电源分配模块（2）还包括开关单元（203）；其中，所述开关单元（203）具有输入端、输出端以及信号控制端，其中，第三降压稳压单元与双芯电能表的非计量芯模块的管理模块（401）的连接节点与开关单元（203）的输入端相连，开关单元（203）的输出端与双芯电能表的计量芯模块的处理模块相连；双芯电能表的非计量芯模块的管理模块（401）的CPU与开关单元（203）的信号控制端相连。
7.根据权利要求2所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：所述电源分配模块（2）还包括若干个充电放电模块；其中，主电源（101）的第一输出端的连接线路上的第一降压稳压单元与第六降压稳压单元的连接节点与一第一充电放电模块相连。
8.根据权利要求7所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：主电源（101）的第二输出端的连接线路上的第二降压稳压单元与第五降压稳压单元之间串接一第三二极管，该第五降压稳压单元与第三二极管的负极的连接节点C与一第二充电放电模块相连。
9.根据权利要求8所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：所述电源模块（1）还包括时钟电池（102），所述时钟电池（102）与一第四二极管的正极相连，该第四二极管的负极又与连接节点C相连。
10.根据权利要求1所述的一种双芯电能表的电源分配***，其特征在于：所述主电源（101）的第三输出端分别与双芯电能表的通信模块的卡模块（501）、RS485模块（502）、上行模块（503）以及下行模块（504）。
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