預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型具體涉及一種預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各類自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛深入人們的日常生活中，預(yù)付費計量儀表便是其中的一項。
[0003]預(yù)付費計量儀表采用的是“先付費，再使用”的模式，采用該模式的計量儀表當預(yù)付費使用完后，應(yīng)該立即切斷計量儀表的能源供應(yīng)，待客戶補齊欠款后再恢復(fù)能源供應(yīng)。
[0004]如圖1所示為預(yù)付費電能表的功能示意圖:電能表的繼電器驅(qū)動電路通過交直流轉(zhuǎn)換模塊(AC/DC)供電，并驅(qū)動三相繼電器適時切斷負載電源，達到“欠費停機”的目的。當前預(yù)付費計量儀表的電源電路如圖2所示，變壓器輸出電壓VH(10V-12V)直接供給圖3所示的繼電器驅(qū)動電路。VH電壓經(jīng)過電源芯片U4調(diào)整以后輸出VSYS給表計管理及計量系統(tǒng)供電。繼電器驅(qū)動電路如圖3所示，RELAY_0N，RELAYJFF常態(tài)為低電平。當RELAY_0N為高電平時，SI與S4導(dǎo)通，電流沿圖中粗虛線經(jīng)VH—SI — RELAY⑶IL一S4流向地，流經(jīng)RELAY COIL線包的電流產(chǎn)生磁場、驅(qū)動繼電器合閘；當RELAY_0FF為高電平時，S2與S3導(dǎo)通，電流沿圖中細虛線經(jīng)VH—S3—RELAY⑶IL一S2流向地，反向流經(jīng)RELAY COIL線包的電流產(chǎn)生反向磁場，驅(qū)動繼電器跳閘。
[0005]預(yù)付費表計要求表計在電網(wǎng)掉電時繼電器必須跳閘；除友好日(周末或節(jié)假日)夕卜，若用戶的預(yù)付費金額(預(yù)付費金額所對應(yīng)的信息存儲于表計的內(nèi)卡中，隨著用戶用電逐漸扣費)使用完成后，表計繼電器必須跳閘。
[0006]電網(wǎng)掉電后表計工作時序為:當表計管理或計量芯片檢測到電網(wǎng)掉電時，會產(chǎn)生一個中斷信號，該信號命令表計管理芯片停止當前正在執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行掉電任務(wù)。掉電任務(wù)依次為:存儲電量、存儲事件、驅(qū)動繼電器跳閘。其中存儲電量和事件的時間大約為200ms，為保證存儲的準確性，多給出I倍的存儲時間。即掉電中斷400ms以后開始發(fā)出跳閘信號。為保證繼電器有效動作，跳閘信號保持時間大約為500ms。
[0007]但是，現(xiàn)在的驅(qū)動電源電路存在以下問題:
[0008]I)當電表運行于較為惡劣(電網(wǎng)電壓低或是設(shè)備工作于高溫或是低溫狀態(tài)下)的環(huán)境時。會出現(xiàn)繼電器無法動作或動作不同步的現(xiàn)象，即三相繼電器無法正常動作。
[0009]2)為解決問題I)通常是通過軟件控制RELAY_0N或RELAY_0FF保持較長的高電平時間來實現(xiàn)的。但由于RELAY_0N、RELAY_0FF為高時，繼電器線包消耗較高的電流，會造成后續(xù)V S Y S系統(tǒng)電壓不穩(wěn)或跌落，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰。
[0010]3)圖1電路中C1、C2通常配置為2200uF電解電容，不但成本高，占用空間，大容量負載容易造成表計開機復(fù)位。而且在惡劣條環(huán)境下，電容性能嚴重下降，影響到繼電器正常動作。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的在于提供一種提高繼電器穩(wěn)定同步工作、減少電路器件數(shù)目和器件容量、成本低可靠性高的預(yù)付費計量儀表的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊。
[0012]本實用新型提供的這種預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，包括變壓器和電源芯片，還包括單向?qū)娐?、限流電路和儲能電?單向?qū)娐贰⑾蘖麟娐泛蛢δ茈娐芬来未釉谧儔浩鞯碾娫摧敵龆撕偷鼐€之間，繼電器驅(qū)動電路的電源連接在限流電路和儲能電路之間。
[0013]所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊還包括泄放電路，泄放電路與儲能電路并聯(lián)，用于消耗儲能模塊的剩余能量。
[0014]所述的變壓器的電源輸出端的電壓為24.5V。
[0015]所述的單向?qū)娐窞槎O管。
[0016]所述的限流電路為限流電阻。
[0017]所述的儲能電路為電容。
[0018]所述的泄放電路為泄放電阻。
[0019]本實用新型提供的這種預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，通過限流模塊、儲能模塊和單向?qū)娐返脑O(shè)計，為繼電器驅(qū)動電路提供了穩(wěn)定可靠的供電電源，使得繼電器能夠在各種復(fù)雜惡劣環(huán)境下均可可靠動作，保證了繼電器的穩(wěn)定可靠工作；同時減少了原有電路器件的數(shù)目和器件的容量，降低了電路的總成本。
【附圖說明】
[0020]圖1為【背景技術(shù)】的預(yù)付費電能表的功能示意圖。
[0021]圖2為【背景技術(shù)】的繼電器驅(qū)動電源模塊的電路原理圖。
[0022]圖3為【背景技術(shù)】的繼電器驅(qū)動電路的電路原理圖。
[0023]圖4為本實用新型的功能模塊圖。
[0024]圖5為本實用新型的一種具體實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖4所示為本實用新型的功能模塊圖:本實用新型提供的這種預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，包括變壓器、單相導(dǎo)通電路、限流電路、儲能電路、泄放電路和電源芯片;單向?qū)娐贰⑾蘖麟娐泛蛢δ茈娐反?lián)后連接在變壓器的電源輸出端好地之間；變壓器的電源輸出端還連接到電源芯片;泄放電路與儲能電路并聯(lián);限流電路用于防止大容量負載造成計量儀表開機復(fù)位，單向?qū)娐酚糜谠谟嬃績x表掉電瞬間反向截止，防止儲能電路的電能倒灌，保證繼電器的可靠動作，儲能電路用于存儲能量，保證計量儀表掉電后繼電器的可靠動作，泄放電路用于消耗儲能模塊的剩余能量。
[0026]如圖5所示為本實用新型的一種實施例的電路原理圖:在該實施例中，變壓器的電源輸出端(圖中標示VH0)的電壓為24.5V，單向?qū)娐凡捎枚O管(圖中標示D23)，限流電路采用并聯(lián)的第一限流電阻(圖中標示R8)和第二限流電阻(圖中標示R9)，儲能電路采用儲能電容(圖中標示Cl)，泄放電路采用泄放電阻(圖中標示Rl);變壓器的電源輸出端與二極管的陽極連接，二極管的陰極通過并聯(lián)的第一限流電阻和第二限流電阻后，輸出繼電器驅(qū)動電路的電源信號(圖中標示VH)，第一限流電阻和第二限流電阻并聯(lián)后再通過儲能電容連接變壓器的地線;泄放電阻并聯(lián)在儲能電容的兩端;變壓器的電源輸出端連接到電源芯片(圖中標示U4)的IN引腳，電源芯片的GND引腳直接與變壓器的地線連接，電源芯片的OUT弓I腳輸出表計管理及計量系統(tǒng)的供電電源；電源芯片的OUT引腳同時通過第一濾波電容(圖中標示C3)和第二濾波電容(圖中標示C4)與變壓器的地線連接。
[0027]使變壓器輸出電壓為24.5V。變壓器的輸出電源通過二極管和限流電阻給儲能電容充電。儲能電容充電后的電壓作為繼電器驅(qū)動電路的電源。
[0028]第一限流電阻和第二限流電阻選型:200歐姆，1206封裝，上電瞬間給儲能電容充電電流為(24.5-0.5)V/100=240mA。
[0029]二極管選型:前向壓降0.5V，前向電流1A，反向耐壓大于50V。
[0030]泄放電阻選型:IlOK歐姆，1206封裝，用于系統(tǒng)掉電時放走儲能電容上的殘壓。
[0031]儲能電容選型:2200uF，50V耐壓電解電容。
[0032]所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊完全解決了原有電源電路存在的冋題優(yōu)點:
[0033]預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊輸出給繼電器線包的功率為原來的4倍，可以有效保證繼電器的動作。
[0034]無需通過軟件控制RELAY_0N或RELAY_0FF保持較長的時間來保證繼電器的動作，從而不會影響到后續(xù)電源的穩(wěn)定性。
[0035]限流電阻的存在防止大容量負載造成的開機復(fù)位。
[0036]二極管在掉電瞬間反向截止，防止儲能電容能量倒灌進入后續(xù)電源系統(tǒng)，導(dǎo)致繼電器無法實現(xiàn)掉電跳閘功能。
【主權(quán)項】
1.一種預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，包括變壓器和電源芯片，其特征在于還包括單向?qū)娐贰⑾蘖麟娐泛蛢δ茈娐?單向?qū)娐?、限流電路和儲能電路依次串接在變壓器的電源輸出端和地線之間，繼電器驅(qū)動電路的電源連接在限流電路和儲能電路之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，其特征在于還包括泄放電路，泄放電路與儲能電路并聯(lián)，用于消耗儲能模塊的剩余能量。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，其特征在于所述的變壓器的電源輸出端的電壓為24.5V。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，其特征在于所述的單向?qū)娐窞槎O管。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，其特征在于所述的限流電路為限流電阻。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，其特征在于所述的儲能電路為電容。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，其特征在于所述的泄放電路為泄放電阻。
【專利摘要】本實用新型公開了一種預(yù)付費計量儀表繼電器驅(qū)動電路的電源模塊，包括變壓器、電源芯片、單向?qū)娐?、限流電路和儲能電路；單向?qū)娐?、限流電路和儲能電路依次串接在變壓器的電源輸出端和地線之間，繼電器驅(qū)動電路的電源連接在限流電路和儲能電路之間；限流電路用于防止大容量負載造成計量儀表開機復(fù)位，單向?qū)娐酚糜谠谟嬃績x表掉電瞬間防止電能倒灌，儲能電路用于存儲能量，保證計量儀表掉電后繼電器的可靠動作。本實用新型通過限流模塊、儲能模塊和單向?qū)娐窞槔^電器驅(qū)動電路提供供電電源，使繼電器能夠在各種復(fù)雜惡劣環(huán)境下可靠動作，保證繼電器的穩(wěn)定可靠工作；同時減少了電路器件的數(shù)目和器件的容量，降低了電路的總成本。
【IPC分類】H01H47/02
【公開號】CN205264604
【申請?zhí)枴緾N201521047750
【發(fā)明人】王寶, 龍志進
【申請人】威勝集團有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月16日