CN213125654U - 一种智能化电表 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种智能化电表，属于智能化抄表设备领域；其包括基表模块、电源转换模块以及通讯模块，电源转换模块的输入端用于连接三相电网，且其输出端分别为基表模块和通讯模块供电，通讯模块与电源转换模块之间设有保护模块，保护模块用于检测通过通讯模块的工作电流大小并根据工作电流大小控制通讯模块与电源转换模块之间的通路的通断。本申请具有提高智能电表使用安全性的效果。

Description

一种智能化电表

技术领域

本申请涉及智能化抄表设备的领域，尤其是涉及一种智能化电表。

背景技术

随着科学技术的发展，集中抄表技术得到快速发展，目前国家电网推行模块式智能电表为主，配合集抄***实现智能化抄表的目标。传统的机械式电能表和早期的智能电表均不带通讯模块，无法实现智能抄表，因此国家电网在全国范围内大力推行带通讯模块的模块式智能电表。

现有的电表上设有供通讯模块插接的插座，通讯模块通过插针与插座连接，使得通讯模块与电表的连接，从而使得电表实现智能化抄表的目标。但是通讯模块可能存在自身生产过程中已经短路或者更换通讯模块时插针错位导致通讯模块接口短路，进一步造成电表供电模块短路或烧毁的情况发生，导致整个智能电表不能正常工作。

实用新型内容

为了提高智能电表使用的安全性，降低通讯模块故障对电表使用的影响，本申请提供一种智能化电表。

本申请提供的一种智能化电表，采用如下的技术方案：

一种智能化电表，包括基表模块、电源转换模块以及通讯模块，所述电源转换模块的输入端用于连接三相电网，且其输出端分别为基表模块和通讯模块供电，所述通讯模块与电源转换模块之间设有保护模块，所述保护模块用于检测通过通讯模块的工作电流大小并根据工作电流大小控制通讯模块与电源转换模块之间的通路的通断。

通过采用上述技术方案，通过在电源转换模块与通讯模块之间设置保护模块，保护模块对通讯模块的工作电流进行检测，从而在通讯模块发生短路时，使得通讯模块与电源转换模块之间的通路断开，从而实现通讯模块的故障不会影响电源转换模块的正常工作，以提高智能电表实用的安全性，同时由于通讯模块故障时在保护模块的保护作用下，智能电表的其他模块功能不受影响，从而提高智能电表工作的稳定性。

优选的，所述保护模块包括用于连接电源转换模块输出端的保护输入接口和用于连接通讯模块电源输入端的保护输出接口以及设置于保护输入接口和保护输出接口之间的保护电路。

通过采用上述技术方案，通过设置保护输入接口、保护输出接口以实现保护模块与电源转换模块和通讯模块之间的连接，通过保护电路实现对通讯模块与电源转换模块之间的通路通断的控制。

优选的，所述保护电路包括串联于保护输出接口与保护输入接口之间的过流保护芯片，所述过流保护芯片的第四引脚与保护输入接口之间设有限制电阻，所述过流保护芯片的第三引脚与地之间设有限流电阻，所述限流电阻用于限制流过保护电路最大电流值。

通过采用上述技术方案，通过设置限制电阻和限流电阻构建过流保护芯片***电路，以保证过流保护芯片正常工作，同时通过限流电阻实现过流保护芯片对流经通讯模块最大电流进行设定。

优选的，所述限流电阻为可调电阻。

通过采用上述技术方案，通过采用可调电阻作为限流电阻，以调节限流电阻接入供电回路中的阻值大小，便于使用者根据使用需求对保护电路的保护阈值电流大小进行调整。

优选的，所述限制电阻采用贴片式电阻。

通过采用上述技术方案，采用贴片式电阻相比于直插式电阻体积更小，便于缩小保护模块的体积，同时相比于直插式元件，贴片式元件能够有效提高电路的稳定性和可靠性。

优选的，所述过流保护芯片的第二引脚接地设置，所述保护输入接口与过流保护芯片的第二引脚之间设有输入电容，所述输入电容用于输入电压滤波；所述保护输出接口与过流保护芯片的第二引脚之间设有输出电容，所述输出电容用于输出电压滤波。

通过采用上述技术方案，通过设置输入电容和输出电容，对过流保护芯片的输入电压和输出电压进行滤波，从而提高过流保护芯片输入输出电压的稳定性，减少电压纹波。

优选的，所述输入电容和输出电容采用贴片式电容。

通过采用上述技术方案，采用贴片式电容相比于直插式电容体积更小，便于缩小保护模块的体积，同时相比于直插式元件，贴片式元件能够有效提高电路的稳定性和可靠性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过在电源转换模块与通讯模块增加保护模块，通过保护模块对单元转换模块与通讯模块之间的通路通断进行控制，以降低通讯模块故障对电源转换模块的影响，从而提高智能电表使用的安全性和稳定性；

保护电路主要由过流保护芯片、输入电容、输出电容、限制电阻、限流电阻五个元件搭建即可完成，成本低，相对于通讯模块故障发生后更换整只智能电表的成本更低，且仅更换通讯模块更加便捷快速；

通讯模块短路后，智能电表在保护模块的保护作用下，智能电表的其他功能不受通讯模块的故障影响，仍能正常工作，从而提高智能电表的稳定性。

附图说明

图1是本申请的整体结构框图；

图2是本申请的保护模块电路结构示意图；

图3是本申请的步骤流程示意图。

附图标记说明：1、基表模块；2、电源转换模块；3、保护模块；4、通讯模块。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

目前带有通讯模块4的智能电表，通常只是单纯的依靠智能电表给通讯模块4的DCDC电源芯片自身来解决通讯模块4短路导致智能电表整个电源***不能工作的问题，该方式风险高，通讯模块4自身生产过程中已经短路或者更换通讯模块4的时候插针错位导致通讯模块4短路，进而烧毁DCDC电源芯片使其不能正常工作输出，造成智能电表和通讯模块4都不能正常工作的情况时有发生。

本申请实施例公开一种智能化电表，参照图1，智能化电表包括基表模块1、电源转换模块2以及通讯模块4，电源转换模块2的输入端用于连接三相电网，电源转换模块2的输出端分别连接于基表模块1和通讯模块4，为基表模块1和通讯模块4供电，以保证其工作。

参照图1，为降低通讯模块4的故障对基表模块1的正常运转造成的影响，通讯模块4与电源转换模块2之间设有保护模块3，保护模块3用于检测通过通讯模块4的工作电流大小并根据工作电流大小控制通讯模块4与电源转换模块2之间的通路的通断。保护模块3设置有保护阈值电流，当保护模块3检测到流经通讯模块4的工作电流低于保护阈值电流时，保护模块3接通通讯模块4与电源转换模块2，使得通讯模块4接入电路并正常工作；当保护模块3检测到流经通讯模块4的工作电流超过保护阈值电流时，保护模块3断开电源转换模块2与通讯模块4之间的通路，从而降低通讯模块4的故障对电源转换模块2造成的影响，进而影响电表基表的正常工作。

参照图2，保护模块3包括用于连接电源转换模块2输出端的保护输入接口VIN和用于连接通讯模块4电源输入端的保护输出接口VOUT以及设置于保护输入接口VIN和保护输出接口VOUT之间的保护电路。保护模块3不仅可以在新表的生产制造过程中直接加入，也可以通过接线在旧表的基表模块1和通讯模块4上进行添加，实现以低成本对旧表进行改造，提高已安装或已生产旧表使用的安全性。

参照图2，其中保护电路包括串联于保护输出接口VOUT与保护输入接口VIN之间的过流保护芯片U，其中过流保护芯片U的第五引脚与保护输入接口VIN连接，过流保护芯片U的第一引脚与保护输出接口VOUT连接。过流保护芯片U的第四引脚与保护输入接口VIN之间设有限制电阻R1，过流保护芯片U的第二引脚接地设置，过流保护芯片U的第三引脚与过流保护芯片U的第二引脚之间设有限流电阻R2，限流电阻R2用于限制流过保护电路最大电流值，即保护电路的保护阈值电流的大小由限流电阻R2的阻值决定。

参照图2和图3，在实际使用检测过程中，限流电阻R2阻值越大，保护阈值电流则越小，为方便使用者根据使用需求对保护电路的保护阈值电流大小进行调整，限流电阻R2采用可调电阻，通过调节限流电阻R2接入供电回路中的阻值大小。当限流电阻R2接入供电回路中的阻值增大后，保护阈值电流减小，从而使得保护模块3的灵敏度提高；当限流电阻R2接入供电回路中的阻值减小后，保护阈值电流增大，从而使得保护模块3的灵敏度降低。

参照图2，为提高过流保护芯片U输入输出电压的稳定性，减少电压纹波，保护输入接口VIN与过流保护芯片U的第二引脚之间设有输入电容C1，输入电容C1用于输入电压滤波；保护输出接口VOUT与过流保护芯片U的第二引脚之间设有输出电容C2，输出电容C2用于输出电压滤波。为缩小保护模块3的整体体积，限流电阻R2采用贴片式电阻，输出电容C2、输入电容C1均采用贴片式电容，从而使得限流电阻R2、输出电容C2和输入电容C1的体积更小，便于对旧表的改造，降低旧表的空间对保护模块3安装的影响，同时相比于直插式元件，贴片式元件能够有效提高电路的稳定性和可靠性，而且当元件出现损坏时，贴片元件更容易更换。

参照图2和图3，本申请中过流保护芯片U采用AP1610保护IC，其具有响应速度快的优点，当通讯模块4发生短路时，过流保护芯片U能够达到在400ns内响应，从而快速断开电源转换模块2与通讯模块4之间的通路，以到达对电源转换模块2以及基表模块1的保护。当电源转换模块2连接到三相电网，即智能电表上电时，过流保护芯片U对流过通讯模块4的工作电流大小进行检测，当过流保护芯片U检测到通讯模块4的工作电流超过保护模块3预设的保护阈值电流时，过流保护芯片U内部电路断开使得电源转换模块2与通讯模块4之间的通路断开，从而使得电源转换模块2不再对通讯模块4供电。当工作人员对故障的通讯模块4进行更换或者重新调整通讯模块4与基表模块1的插接位置后，重置保护电路，过流保护芯片U对流经通讯模块4的工作电流大小再次进行检测，检测通讯模块4的工作电流是否恢复正常，当过流保护芯片U检测到通讯模块4的工作电流低于保护阈值电流时，电源转换模块2则对通讯模块4稳定供电，当过流保护芯片U检测到通讯模块4的工作电流仍超过保护阈值电流时，保护电路继续切断电源转换模块2与通讯模块4之间的通路。从而实现通过增加保护模块3提高电表使用过程中的安全性，同时以保护模块3的低成本换取整只智能电表更换的成本，能够有效降低智能电表因通讯模块4故障而造成的更换成本，同时相对于更换整只智能电表，仅更换通讯模块4不仅成本更低、恢复速度快，而且通讯模块4短链故障后，保护模块3一直处于保护状态，智能电表的其他功能仍能正常工作，提高智能电表工作的稳定性。

本申请的实施原理为：过流保护芯片U对流过通讯模块4的工作电流大小进行检测，当通讯模块4短路时，过流保护芯片U检测到通讯模块4的工作电流超过保护模块3预设的保护阈值电流，过流保护芯片U内部电路断开使得电源转换模块2与通讯模块4之间的通路断开，从而使得电源转换模块2不再对通讯模块4供电。当工作人员对故障的通讯模块4进行更换或者重新调整通讯模块4与基表模块1的插接位置后，重置保护电路，过流保护芯片U对流经通讯模块4的工作电流大小再次进行检测，检测通讯模块4的工作电流是否恢复正常，若是，则电源转换模块2则对通讯模块4稳定供电；若否，则保护电路继续切断电源转换模块2与通讯模块4之间的通路，直至通讯模块4的工作电流恢复正常。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能化电表，包括基表模块(1)、电源转换模块(2)以及通讯模块(4)，所述电源转换模块(2)的输入端用于连接三相电网，且其输出端分别为基表模块(1)和通讯模块(4)供电，其特征在于：所述通讯模块(4)与电源转换模块(2)之间设有保护模块(3)，所述保护模块(3)用于检测通过通讯模块(4)的工作电流大小并根据工作电流大小控制通讯模块(4)与电源转换模块(2)之间的通路的通断。

2.根据权利要求1所述的一种智能化电表，其特征在于：所述保护模块(3)包括用于连接电源转换模块(2)输出端的保护输入接口和用于连接通讯模块(4)电源输入端的保护输出接口以及设置于保护输入接口和保护输出接口之间的保护电路。

3.根据权利要求2所述的一种智能化电表，其特征在于：所述保护电路包括串联于保护输出接口与保护输入接口之间的过流保护芯片，所述过流保护芯片的第四引脚与保护输入接口之间设有限制电阻，所述过流保护芯片的第三引脚与地之间设有限流电阻，所述限流电阻用于限制流过保护电路最大电流值。

4.根据权利要求3所述的一种智能化电表，其特征在于：所述限流电阻为可调电阻。

5.根据权利要求3所述的一种智能化电表，其特征在于：所述限制电阻采用贴片式电阻。

6.根据权利要求3所述的一种智能化电表，其特征在于：所述过流保护芯片的第二引脚接地设置，所述保护输入接口与过流保护芯片的第二引脚之间设有输入电容，所述输入电容用于输入电压滤波；所述保护输出接口与过流保护芯片的第二引脚之间设有输出电容，所述输出电容用于输出电压滤波。

7.根据权利要求6所述的一种智能化电表，其特征在于：所述输入电容和输出电容采用贴片式电容。

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