电表电路和电表的制作方法

1.本实用新型属于电表技术领域，尤其涉及一种电表电路和电表。


背景技术：

2.目前，传统的电表微处理器通过电容储能电路和稳压电路供电，上电时通过稳压电路为电表微处理器提供电源，电容储能电路储能，掉电时，电容储能电路放电，并通过稳压电路输出工作电源，在电表微处理器处理完掉电的相关事宜后，微处理器进入低功耗状态。
3.但是，由于电表微处理器处于低功耗状态，在掉电后，电容储能电路持续放电，导致电容储能电路电量不足，稳压电路的电源输入端的电压过小，在需要对电表进行唤醒时，稳压电路无法正常工作，导致电表微处理器存在无法唤醒的风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电表电路，旨在解决传统的电表电路存在电容储能电路过度放电导致电表无法被唤醒的问题。
5.本实用新型实施例的第一方面提了一种电表电路，电表电路包括电源转换电路、掉电检测电路、电容储能电路、稳压电路、电表微处理器和复用电路；
6.所述电源转换电路的电源输入端和所述掉电检测电路的信号输入端共接构成所述电表电路的电源输入端，所述电源转换电路的电源输出端、所述电容储能电路的电源端、所述稳压电路的电源输入端和所述复用电路的第一信号输入端互连，所述稳压电路的电源输出端与所述电表微处理器的电源端连接，所述电表微处理器的第一控制端与所述复用电路的第二信号输入端连接，所述复用电路的信号输出端与所述稳压电路的受控端连接；
7.所述电源转换电路，用于将输入的第一直流电源转换为第二直流电源并输出至所述电容储能电路、所述稳压电路和所述复用电路；
8.所述复用电路，用于将所述第二直流电源的电压转换为第一电平信号并输出至所述稳压电路；
9.所述稳压电路，用于在接收到所述第一电平信号时工作，并将所述第二直流电源转换为第三直流电源输出至所述电表微处理器，以使所述电表微处理器上电工作；
10.所述电容储能电路，用于接收到所述第二直流电源时充电储能，并在未接收到所述第二直流电源时放电；
11.所述电表微处理器，用于在接收到所述掉电检测电路输出的掉电检测信号时处理掉电事件，并在处理完掉电事件后输出控制信号至所述复用电路，以使所述复用电路转换输出第二电平信号控制所述稳压电路停止工作。
12.在一个实施例中，所述电表电路还包括至少一路唤醒电路；
13.所述至少一路唤醒电路的第一信号输出端分别与所述复用电路的信号输入端连接；
14.所述唤醒电路，用于根据用户的触控动作输出唤醒信号至所述复用电路；
15.所述复用电路，用于将所述唤醒信号转换输出第一电平信号控制所述稳压电路工作，以使所述稳压电路将所述电容储能电路输出的所述第二直流电源转换为所述第三直流电源控制所述电表微处理器上电工作。
16.在一个实施例中，所述电表电路包括一路唤醒电路，所述唤醒电路还包括第二信号输出端，所述唤醒电路的第二信号输出端与所述电表微处理器的信号端连接；
17.所述唤醒电路，还用于根据用户的触控动作输出触控信号至所述电表微处理器，以使所述电表微处理器执行对应的动作。
18.在一个实施例中，所述唤醒电路包括按键、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容；
19.所述按键的第一端与所述稳压电路的电源输入端连接，所述按键的第二端和所述第一电阻的第一端共接构成所述唤醒电路的第一信号输出端，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端和所述第一电容的第一端互连，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端均接地，所述第三电阻的第二端为所述唤醒电路的第二信号输出端。
20.在一个实施例中，所述电表电路还包括至少一路存储电路，所述存储电路包括存储器和开关电路；
21.所述开关电路的电源输入端与所述稳压电路的电源输出端连接，所述开关电路的电源输出端与所述存储器的电源端连接，所述存储器的信号端和所述开关电路的受控端分别与所述电表微处理器的信号端连接；
22.所述电表微处理器，用于：
23.在上电工作时控制所述开关电路导通，并与所述存储器通讯；
24.接收到所述掉电检测信号且处理完掉电事件后控制所述开关电路关断。
25.在一个实施例中，所述电源转换电路包括dc/dc电源芯片，所述dc/dc电源芯片的电源输入端和电源输出端分别为所述dc/dc电源芯片的电源输入端和电源输出端。
26.在一个实施例中，所述稳压电路包括稳压器，所述稳压器的电源输入端、受控端和电源输出端分别为所述稳压电路的电源输入端、受控端和电源输出端。
27.在一个实施例中，所述电容储能电路包括第四电阻和超级电容；
28.所述第四电阻的第一端为所述电容储能电路的电源端，所述第四电阻的第二端与所述超级电容的第一端连接，所述超级电容的第二端接地。
29.在一个实施例中，所述复用电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第二电容、第五电阻和第六电阻；
30.所述第一二极管的阳极为所述复用电路的第一信号输入端，所述第二二极管的阳极为所述复用电路的第二信号输入端，所述第三二极管的阳极为所述复用电路的第三信号输入端，所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极、所述第三二极管的阴极、所述第五电阻的第一端和所述第二电容的第一端互连，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第二端共接构成所述复用电路的信号输出端，所述第二电容的第二端和所述第六电阻的第二端均接地。
31.本实用新型实施例的第二方面提了一种电表，电表包括如上所述的电表电路。
32.本实用新型实施例通过采用电源转换电路、掉电检测电路、电容储能电路、稳压电路、电表微处理器和复用电路组成电表电路，正常上电时，稳压电路接收到复用电路输出的第一电平信号工作，并输出第三直流电源至电表微处理器，在掉电时，电表微处理器先处理完掉电事件，例如存储数据、记录掉电时间等，在处理完掉电事件后，电表微处理器输出控制信号，复用电路转换输出第二电平信号控制稳压电路停止工作，电表微处理器进入停止工作状态，而非低功耗状态，电容储能电路截止放电，在接收到唤醒信号时，稳压电路工作，电容储能电路的端电压满足唤醒条件，电表可靠唤醒。
附图说明
33.图1为本实用新型实施例提供的电表电路的第一种结构示意图；
34.图2为本实用新型实施例提供的电表电路的第二种结构示意图；
35.图3为本实用新型实施例提供的电表电路的第三种结构示意图；
36.图4为本实用新型实施例提供的电表电路的电路示意图。
具体实施方式
37.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.本实用新型实施例的第一方面提了一种电表电路。
40.如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的电表电路的第一种结构示意图，本实施例中，电表电路包括电源转换电路10、掉电检测电路20、电容储能电路30、稳压电路40、电表微处理器50和复用电路60；
41.电源转换电路10的电源输入端和掉电检测电路20的信号输入端共接构成电表电路的电源输入端，电源转换电路10的电源输出端、电容储能电路30的电源端、稳压电路40的电源输入端和复用电路60的第一信号输入端互连，稳压电路40的电源输出端与电表微处理器50的电源端连接，电表微处理器50的第一控制端与复用电路60的第二信号输入端连接，复用电路60的信号输出端与稳压电路40的受控端连接；
42.电源转换电路10，用于将输入的第一直流电源转换为第二直流电源并输出至电容储能电路30、稳压电路40和复用电路60；
43.复用电路60，用于将第二直流电源的电压转换为第一电平信号并输出至稳压电路40；
44.稳压电路40，用于在接收到第一电平信号时工作，并将第二直流电源转换为第三直流电源输出至电表微处理器50，以使电表微处理器50上电工作；
45.电容储能电路30，用于接收到第二直流电源时充电储能，并在未接收到第二直流电源时放电；
46.电表微处理器50，用于在接收到掉电检测电路20输出的掉电检测信号时处理掉电事件，并在处理完掉电事件后输出控制信号至复用电路60，以使复用电路60转换输出第二电平信号控制稳压电路40停止工作。
47.本实施例中，电表通过接入的市电供电或者通过电表内设置的电源模块供电，并通过对应的电源转换模块输出第一直流电源至所述电源转换电路10，进而通过稳压电路40为电表微处理器50提供工作电源，在市电停电或者电源模块掉电时，掉电检测电路20输出掉电检测信号。
48.其中，电源转换电路10用于将输入的第一直流电源转换为第二直流电源，第二直流电源分作三路输出，其中一路输出至稳压电路40的电源输入端，另一路输出至复用电路60，复用电路60将第二直流电源的电压转换为第一电平信号至稳压电路40的受控端，稳压电路40开始工作，并将第二直流电源转换为第三直流电源，电表微处理器50接收到第三直流电源后上电工作，并进行采样信号的接收、数据存储、功率计算等工作，再一路的第二直流电源输出至电容储能电路30进行充电储能，当电容储能电路30的端电压达到第二直流电源的电压时，电容储能电路30停止充电。
49.在市电停电或者电源模块掉电导致电表电路掉电时，掉电检测电路20输出掉电检测信号至电表微处理器50，同时，由于电容储能电路30的存在，复用电路60接收到的第二直流电源的电压仍存在，复用电路60继续输出第一电平信号控制稳压电路40工作，电容储能电路30放电，稳压电路40继续输出第三直流电源至电表微处理器50，电表微处理器50在接收到掉电检测信号后开始处理掉电事件，包括数据存储、记录、关闭其他电表模块等，在处理后掉电事件后，电表微处理器50输出控制信号至复用电路60，复用电路60转换输出第二电平信号至稳压电路40，稳压电路40停止工作，电容储能电路30停止放电。
50.在需要对电表微处理器50再次唤醒时，可通过控制复用电路60再次输出第一电平信号，进而控制稳压电路40再次工作，此时，由于电容储能电路30在掉电后处于短时间的放电，电容储能电路30的端电压和电量变化小，达到稳压电路40的输入电压的工作标准，稳压电路40继续将电容储能电路30输出的电源转换为第三直流电源，进而控制电表微处理器50上电工作。
51.同时在市电来电或者电源模块稳定后，电源转换电路10继续输出第二直流电源，复用电路60转换输出第一电平信号控制稳压电路40工作，整个电表电路恢复正常。
52.其中，掉电检测电路20可通过互感器、电压采样电路等电路进行掉电检测，如图4所示，在一个实施例中，掉电检测电路20包括第七电阻r7、第八电阻r8和第五电容c5，第七电阻r7和第八电阻r8构成电阻分压电路，并反馈电压信号至电表微处理器50，当电表掉电时，电阻分压电路输出低电平信号即掉电检测信号至电表微处理器50。
53.电源转换电路10可采用升降压电路、dc/dc转换电路等结构，如图4所示，在一个实施例中，电源转换电路10包括dc/dc电源芯片u1，dc/dc电源芯片u1的电源输入端和电源输出端分别为dc/dc电源芯片u1的电源输入端和电源输出端。
54.稳压电路40可采用稳压器u2、电压转换电路等，如图4所示，在一个实施例中，稳压电路40包括稳压器u2，稳压器u2的电源输入端、受控端和电源输出端分别为稳压电路40的电源输入端、受控端和电源输出端，稳压器u2根据受控端的电平信号对应工作或者停止工作，进而进行电源转换工作，并提供工作电源或者截止输出工作电源至电表微处理器50。
55.电容储能电路30可采用储能电容，储能电容可采用多个电容组合或者超级电容c3，为了减少电路体积，如图4所示，在一个实施例中，电容储能电路30包括第四电阻r4和超级电容c3，第四电阻r4的第一端为电容储能电路30的电源端，第四电阻r4的第二端与超级电容c3的第一端连接，超级电容c3的第二端接地，在电源转换电路10输出第二直流电源后，超级电容c3充电储能，同时，在掉电后，超级电容c3放电，并在稳压电路40停止工作后截止放电。
56.其中，第一电平信号和第二电平信号的电平极性相反，可分别为高电平信号和低电平信号，在一个实施例中，第一电平信号为高电平，第二电平信号为低电平，控制信号为低电平。
57.本实用新型实施例通过采用电源转换电路10、掉电检测电路20、电容储能电路30、稳压电路40、电表微处理器50和复用电路60组成电表电路，正常上电时，稳压电路40接收到复用电路60输出的第一电平信号工作，并输出第三直流电源至电表微处理器50，在掉电时，电表微处理器50先处理完掉电事件，例如存储数据、记录掉电时间等，在处理完掉电事件后，电表微处理器50输出控制信号，复用电路60转换输出第二电平信号控制稳压电路40停止工作，电表微处理器50进入停止工作状态，而非低功耗状态，电容储能电路30截止放电，在接收到唤醒信号时，稳压电路40工作，电容储能电路30的端电压满足唤醒条件，电表可靠唤醒。
58.如图2所示，在一个实施例中，电表电路还包括至少一路唤醒电路70；
59.至少一路唤醒电路70的第一信号输出端分别与复用电路60的信号输入端连接；
60.唤醒电路70，用于根据用户的触控动作输出唤醒信号至复用电路60；
61.复用电路60，用于将唤醒信号转换输出第一电平信号控制稳压电路40工作，以使稳压电路40将电容储能电路30输出的第二直流电源转换为第三直流电源控制电表微处理器50上电工作。
62.本实施例中，在需要电表微处理器50再次工作时，用户通过触控唤醒电路70进行电表微处理器50或者内部的稳压电路40的唤醒，唤醒电路70根据用户的触控动作输出唤醒信号，唤醒信号通过复用电路60转换为第一电平信号，稳压电路40开始工作，电容储能电路30继续放电，稳压电路40将电容储能电路30输出的第二直流电源进行电源转换，并输出第三直流电源至电表微处理器50，电表微处理器50上电工作。
63.请继续参阅图3，为了实现电表电路的功能复用，简化电表电路的电路结构，在一个实施例中，电表电路包括一路唤醒电路70，唤醒电路70还包括第二信号输出端，唤醒电路70的第二信号输出端与电表微处理器50的信号端连接；
64.唤醒电路70，还用于根据用户的触控动作输出触控信号至电表微处理器50，以使电表微处理器50执行对应的动作。
65.本实施例中，唤醒电路70可复用电表电路的其中一个触控模块，例如页面选择按钮、音量调节按钮等，在电表电路正常上电时，用户通过触控唤醒电路70输出触控信号，电表微处理器50执行对应的动作，例如上下翻页、音量调节等动作，在电表电路掉电后需要再次唤醒时，则可通过唤醒电路70输出唤醒信号至复用电路60，实现唤醒电路70的功能复用，简化电表电路的电路结构与降低成本。
66.唤醒电路70可通过按键开关、触控开关等结构实现，如图4所示，在一个实施例中，
唤醒电路70包括按键pb1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第一电容c1；
67.按键pb1的第一端与稳压电路40的电源输入端连接，按键pb1的第二端和第一电阻r1的第一端共接构成唤醒电路70的第一信号输出端，第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第一端、第三电阻r3的第一端和第一电容c1的第一端互连，第二电阻r2的第二端与第一电容c1的第二端均接地，第三电阻r3的第二端为唤醒电路70的第二信号输出端。
68.在电表电路正常上电时，用户通过触控按键pb1，第三电阻r3的第二端输出触控信号，电表微处理器50执行对应的动作，例如上下翻页、音量调节等动作，在电表电路掉电后需要再次唤醒时，用户通过触控按键pb1，按键pb1与第一电阻r1的第一端的连接节点输出唤醒信号至复用电路60，实现唤醒电路70的功能复用，简化电表电路的电路结构与降低成本。
69.其中，第一电阻r1和第二电阻r2构成电阻分压电路，进而输出对应于触控信号和唤醒信号的第一电压和第二电压，此时，第一电压为电源转换电路10输出的第二直流电源的分压，第二电压为电容储能电路30的端电压。
70.如图3所示，在一个实施例中，电表电路还包括至少一路存储电路，存储电路包括存储器和开关电路，例如由第一开关电路81和第一存储器82组成的第一存储电路80，由第二开关电路91和第二存储器92组成的第二存储电路90等；
71.开关电路的电源输入端与稳压电路40的电源输出端连接，开关电路的电源输出端与存储器的电源端连接，存储器的信号端和开关电路的受控端分别与电表微处理器50的信号端连接；
72.电表微处理器50，用于：
73.在上电工作时控制开关电路导通，并与存储器通讯；
74.接收到掉电检测信号且处理完掉电事件后控制开关电路关断。
75.常规的电表电路，各存储器的电源端直接与稳压电路40的电源输出端连接，并与微处理器进行数据通讯、存储、交换等，在掉电后，电容储能电路30持续为各存储器和电表微处理器50供电，导致电容储能电路30放电加剧，电容储能电路30的端电压迅速下降，在需要唤醒电表微处理器50时，电容储能电路30的端电压无法满足稳压电路40的工作需求，导致无法唤醒，为了保证电表微处理器50与各存储器能够正常通讯，同时，降低电容储能电路30的放电速度，本实施例中，各存储器与稳压电路40之间设置了开关电路，正常工作时，电表微处理器50控制开关电路导通，各存储器正常工作，电表电路掉电后，电表微处理器50控制开关电路关断，减少放电，保证电容储能电路30的端电压满足唤醒条件。
76.其中，根据需求，存储电路可设置一路或者多路，存储器可为flash存储器、eeprom存储器、加密芯片等。
77.开关电路可采用具有受控通断功能的开关器件，例如继电器、开关管、断路器等结构。
78.如图4所示，在一个实施例中，复用电路60包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第二电容c2、第五电阻r5和第六电阻r6；
79.第一二极管d1的阳极为复用电路60的第一信号输入端，第二二极管d2的阳极为复用电路60的第二信号输入端，第三二极管d3的阳极为复用电路60的第三信号输入端，第一二极管d1的阴极、第二二极管d2的阴极、第三二极管d3的阴极、第五电阻r5的第一端和第二
电容c2的第一端互连，第五电阻r5的第二端与第六电阻r6的第二端共接构成复用电路60的信号输出端，第二电容c2的第二端和第六电阻r6的第二端均接地。
80.本实施例中，二极管用于信号隔离，避免其中一个模块输出的电平信号反馈至另一模块，导致另一模块异常工作，正常工作时，电源转换电路10输出的第二直流电源的电压经第五电阻r5和第六电阻r6分压后输出高电平至稳压器u2，稳压器u2进行电源转换工作，第二电容c2用于滤波，掉电时，电容储能电路30放电，电表微处理器50在掉电检测电路20检测到掉电后，输出高电平的控制信号至第二二极管d2，高电平经第五电阻r5和第六电阻r6分压后，反馈高电平至稳压器u2，稳压器u2继续进行电源转换工作，在电表微处理器50处理完掉电事件后，电表微处理器50输出低电平的控制信号至第二二极管d2，低电平通过第二二极管d2，经第五电阻r5和第六电阻r6分压后，反馈低电平至稳压器u2，稳压器u2停止工作，电容储能电路30停止工作。
81.请继续参阅图4，在一个实施例中，电表电路还包括第四二极管d4，第四二极管d4的阳极、dc/dc电源芯片u1的电源输出端和第一二极管d1的阳极互连，第四二极管d4的阴极与稳压电路40的电源输入端连接。
82.本实施例中，dc/dc电源芯片u1电源输出端的电压一方面通过第四二极管d4压降后输出至稳压电路40，另一方面作为复用电路60的第一信号输入端的控制信号，第四二极d4管起到单向导通作用，同时实现降压作用。
83.本实用新型还提出一种电表，该电表包括电表电路，该电表电路的具体结构参照上述实施例，由于本电表采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
84.以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。