專利名稱：電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于國家電網(wǎng)的單相費控智能電能表，特別是電池可更換的用于國家電網(wǎng)的單相費控智能電能表。
背景技術(shù)：
目前運用于國網(wǎng)單相費控智能電能表的方案中，一般只有一個焊接在電能表主板上的備用電池，電池的壽命一般只有10年，而電能表的壽命一般可達20年。電能表作為儀器儀表，正常狀態(tài)下是不能開表蓋換電池后重新使用的，這樣本來可以使用20年的電表， 由于單個元件壽命的短暫而只能使用10年，然后必須更換，這樣會造成不必要的資源浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表，以解決電能表因備用電池壽命只有10年而影響電表本身壽命的瓶頸問題。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表，包括電池單元，單片機中央處理單元、智能電能表基本功能模塊，其所述電池單元包括內(nèi)置電池和外置電池，所述電池單元經(jīng)電池防爆保護電路與單片機中央處理單元相聯(lián)供電，電池單元與電池電壓檢測電路相聯(lián)，其電池電壓檢測端口與單片機中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口相聯(lián)。在上述技術(shù)方案中，所述外置電池采用電池盒結(jié)構(gòu)，電池盒設(shè)置在電能表正面，電池盒內(nèi)使用柱狀電池，該電池可自行更換。在上述技術(shù)方案中，所述電池電壓檢測電路包括電容C2、電阻R1、電阻R2、復(fù)合二極管D6、內(nèi)置電池BATYl和外置電池BATY2 ；其中內(nèi)置電池BATYl和外置電池BATY2的負極連接到GND ；內(nèi)置電池BATYl和外置電池BATY2的正極分別連接到復(fù)合二極管D6的1腳和 2腳；復(fù)合二極管D6的3腳連接到電阻Rl的一端；電阻Rl的另一端連接到電池電壓檢測端口 P1，電阻R2的一端連接GND，另一端連接到電池電壓檢測端口 Pl，電容C2并聯(lián)在電阻 R2的兩端，電池電壓檢測端口 Pl連接到單片機中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口。在上述技術(shù)方案中，所述電池防爆保護電路包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、 二極管D4、穩(wěn)壓二極管D5和電容Cl ；其中內(nèi)置電池BATYl的正極經(jīng)二極管D1、二極管D2 連接到輸出電源端VCC ；外置電池BATY2的正極經(jīng)二極管D3、二極管D4連接到輸出電源端 VCC ；穩(wěn)壓二極管D5并聯(lián)在輸出電源端VCC和GND之間，電容Cl為電源濾波電容，并聯(lián)在輸出電源端VCC和GND之間；輸出電源端VCC與單片機中央處理單元的電源端相聯(lián)。本發(fā)明的優(yōu)點在于單相費控智能電能表使用雙電池供電，備用供電電池外置，在電池欠壓或是損壞的情況下方便更換，解決電能表壽命可達20年，而電池壽命一般只有10 年帶來的電能表壽命的瓶頸問題，能夠有效節(jié)約國家資源；另外在電能表中還加入了電池防爆保護電路，用以防止因意外導(dǎo)致的電池爆炸事故。


圖1為本發(fā)明電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表的電路框圖。圖2為本發(fā)明實施例中外置電池部分的機構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實施例中電池防爆保護電路和電池電壓檢測電路的電路連接圖。其中1.電池盒，2.柱狀電池。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表，包括電池單元，單片機中央處理單元、智能電能表基本功能模塊，其所述電池單元包括內(nèi)置電池和外置電池，所述電池單元經(jīng)電池防爆保護電路與單片機中央處理單元相聯(lián)供電，電池單元與電池電壓檢測電路相聯(lián)，其電池電壓檢測端口與單片機中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口相聯(lián)。如圖2所示，外置電池采用電池盒1結(jié)構(gòu)，電池盒1設(shè)置在電能表正面，電池盒1 內(nèi)使用柱狀電池2，該電池2可自行更換。如圖3所示，電池防爆保護電路和電池電壓檢測電路的電路連接圖。上述電池電壓檢測電路包括電容C2、電阻R1、電阻R2、復(fù)合二極管D6、內(nèi)置電池 BATYl和外置電池BATY2 ；其中內(nèi)置電池BATYl和外置電池BATY2的負極連接到GND ；內(nèi)置電池BATYl和外置電池BATY2的正極分別連接到復(fù)合二極管D6的1腳和2腳；復(fù)合二極管 D6的3腳連接到電阻Rl的一端；電阻Rl的另一端連接到電池電壓檢測端口 Pl，電阻R2的一端連接GND，另一端連接到電池電壓檢測端口 Pl，電容C2并聯(lián)在電阻R2的兩端，電池電壓檢測端口 Pl連接到單片機中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口。單片機中央處理單元通過數(shù)據(jù)輸入端口接收到電池電壓檢測端口 Pl傳來的檢測電壓信號，然后與預(yù)設(shè)值比較，如果檢測到的電壓低于預(yù)設(shè)值，就會以各種方式提示電池欠壓，需要更換，比如液晶顯示，或是亮燈報警等。上述電池防爆保護電路包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、穩(wěn)壓二極管D5和電容Cl ；其中內(nèi)置電池BATYl的正極經(jīng)二極管D1、二極管D2連接到輸出電源端 VCC ；外置電池BATY2的正極經(jīng)二極管D3、二極管D4連接到輸出電源端VCC ；穩(wěn)壓二極管D5 并聯(lián)在輸出電源端VCC和GND之間，用來保證VCC_MCU電壓在一定范圍內(nèi)，不至于過大；電容Cl為電源濾波電容，并聯(lián)在輸出電源端VCC和GND之間；輸出電源端VCC與單片機中央處理單元的電源端相聯(lián)。上述技術(shù)方案中，所使用的電池一般為鋰氬電池，鋰氬電池為供電電池，不能充電，當(dāng)該電池被充電時可能引起爆炸事故，導(dǎo)致電能表的損壞；在電池單元電路中加入防爆電路，采用二極管Dl和二極管D2串聯(lián)、二極管D3和二極管D4串聯(lián)的方式提高了二極管的反向擊穿電壓，在靜電等外界電磁干擾發(fā)生時，保證電池單元不會被充電，保證電池的安全；同時，在輸出電源端增加穩(wěn)壓二極管D5，將輸出電源端電壓VCC鉗制在約定范圍內(nèi)。在二極管和穩(wěn)壓二極管的雙重保護下，可保證電池單元的正常工作。
綜上所述，本發(fā)明實施例采用備用電池外置的方法，在不打開電能表表蓋的前提下，當(dāng)電池欠壓或是損壞時可以更換，更換電池后基本不需要對電能表進行設(shè)置，操作簡單方便，實用性強，成功解決了電能表壽命可達20年，而電池壽命一般只有10年帶來的電能表壽命的瓶頸問題。本說明書未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表，包括電池單元，單片機中央處理單元、智能電能表基本功能模塊，其特征是所述電池單元包括內(nèi)置電池和外置電池，所述電池單元經(jīng)電池防爆保護電路與單片機中央處理單元相聯(lián)供電，電池單元與電池電壓檢測電路相聯(lián)， 電池電壓檢測電路的檢測端口與單片機中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口相聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表，其特征是所述外置電池采用電池盒結(jié)構(gòu)，電池盒設(shè)置在電能表正面，電池盒內(nèi)使用柱狀電池，該電池可自行更換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表，其特征是所述電池電壓檢測電路包括電容C2、電阻Rl、電阻R2、復(fù)合二極管D6、內(nèi)置電池BATYl和外置電池 BATY2 ；其中內(nèi)置電池BATYl和外置電池BATY2的負極連接到GND ；內(nèi)置電池BATYl和外置電池BATY2的正極分別連接到復(fù)合二極管D6的1腳和2腳；復(fù)合二極管D6的3腳連接到電阻Rl的一端；電阻Rl的另一端連接到電池電壓檢測端口 Pl，電阻R2的一端連接GND，另一端連接到電池電壓檢測端口 Pl，電容C2并聯(lián)在電阻R2的兩端，電池電壓檢測端口 Pl連接到單片機中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池可更換的國網(wǎng)單相費控智能電能表，其特征是所述電池防爆保護電路包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、穩(wěn)壓二極管D5和電容Cl ； 其中內(nèi)置電池BATYl的正極經(jīng)二極管D1、二極管D2連接到輸出電源端VCC ；外置電池BATY2 的正極經(jīng)二極管D3、二極管D4連接到輸出電源端VCC ；穩(wěn)壓二極管D5并聯(lián)在輸出電源端 VCC和GND之間，電容Cl為電源濾波電容，并聯(lián)在輸出電源端VCC和GND之間；輸出電源端 VCC與單片機中央處理單元的電源端相聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于國家電網(wǎng)的單相費控智能電能表，提供一種電池可更換的用于國家電網(wǎng)的單相費控智能電能表，包括電池單元，其所述電池單元包括內(nèi)置電池和外置電池，所述電池單元經(jīng)電池防爆保護電路與單片機中央處理單元相聯(lián)供電，電池單元與電池電壓檢測電路相聯(lián)，其電池電壓檢測端口與單片機中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入端口相聯(lián)。本發(fā)明使用雙電池供電，備用供電電池外置，在電池欠壓或是損壞的情況下方便更換，解決電能表壽命可達20年，而電池壽命一般只有10年帶來的電能表壽命的瓶頸問題。
文檔編號G07F15/00GK102157031SQ20111009739
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者李中澤 申請人:武漢盛帆電子股份有限公司