一种电能表的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路领域，特别是涉及一种电能表。


背景技术：

2.目前的电能表判断上下电的方法基本都是通过直流电平，电能表的电源部分通过变压器或者开关电源将市电或者三相交流电转换为一个直流电压 (vhh)，vhh再通过低压差线性稳压器(low dropout regulator，ldo) 或者dc-dc转换器将vhh转换为vcc，同时将vhh通过两个电阻分压，把分压后的电平接到单片机的低压阈值检测管脚，作为电能表的上下电检测信号。
3.由于不同单片机管脚耐压限值不一样，不能做到电路标准化设计。
4.由此可见，提供兼容不同耐压值的判断上下电的电能表，是本领域人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种判断上下电的电能表。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电能表，包括电表和控制单元，还包括：上下电检测电路；
7.所述上下电检测电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管；
8.所述第一电阻的第一端与vhh输出端口连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端和所述第一三极管的基极连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第一三极管的集电极与所述第三电阻的第一端和所述第二三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端与电源连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述第四电阻的第一端和所述控制单元的检测端口连接，所述第四电阻第二端与所述电源连接。
9.优选地，所述的电能表，所述上下电检测电路还包括：第五电阻；
10.所述第五电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第五电阻的第二端与所述第一三极管的基极连接。
11.优选地，所述的电能表，所述上下电检测电路还包括：第一电容；
12.所述第一电容的第一端与所述第五电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地。
13.优选地，所述的电能表，所述上下电检测电路还包括：滤波电路(21)；
14.所述滤波电路(21)一端与所述第二三极管的集电极连接，所述滤波电路(21)另一端与所述控制单元的检测端口连接。
15.优选地，所述的电能表，所述滤波电路(21)包括：第六电阻、第二电容；
16.所述第六电阻的第一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第六电阻的第二端
与所述第二电容的第一端和所述控制单元的检测端口连接，所述第二电容第二端接地。
17.优选地，所述的电能表，还包括：计量单元；
18.所述计量单元与交流电输出端口和所述控制单元连接。
19.优选地，所述的电能表，所述控制单元为mcu。
20.优选地，所述的电能表，还包括：显示单元；所述显示单元与所述控制单元连接。
21.优选地，所述的电能表，还包括：存储单元；所述存储单元与所述控制单元连接。
22.优选地，所述的电能表，还包括：通讯单元，所述通讯单元与所述控制单元连接。
23.本实用新型所提供的电能表，包括：上下电检测电路；上下电检测电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管；第一电阻的第一端与vhh输出端口连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端和第一三极管的基极连接，第二电阻的第二端接地，第一三极管的集电极与第三电阻的第一端和第二三极管的基极连接，第三电阻的第二端与电源连接，第一三极管的发射极接地，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极与第四电阻的第一端和控制单元的检测端口连接，第四电阻第二端与电源连接，当电能表上电时，当vhh输入端输入电压高，通过第一电阻和第二电阻分压后，使得第一三极管导通，此时第一三极管的集电极电压为 0v，第二三极管截止，控制单元的检测端口通过第四电阻上拉到电源，此时控制单元的检测端口为高电平；当电能表下电时，vhh输入端输入电压低，第一三极管截止，第一三极管的集电极电压通过第三电阻上拉到电源，第二三极管导通，控制单元的检测端口通过第二三极管接地，此时，控制单元的检测端口为低电平；控制单元通过检测检测端口的电平高低即可判断电能表上电与下电。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的一种上下电检测电路示意图。
26.其中，附图标记如下：21为滤波电路。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
28.本实用新型的核心是提供一种检测上下电的电能表。
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
30.本技术提供一种电能表，包括电表和控制单元，其特征在于，还包括：上下电检测电路；图1为本技术实施例提供的一种上下电检测电路示意图，如图1所示，上下电检测电路包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻 r3、第四电阻r4、第一三极管q1、第二三极管q2；
31.第一电阻r1的第一端与vhh输出端口连接，第一电阻r1的第二端与第二电阻r2的
第一端和第一三极管q1的基极连接，第二电阻r2的第二端接地，第一三极管q1的集电极与第三电阻r3的第一端和第二三极管q2的基极连接，第三电阻r3的第二端与电源连接，第一三极管q1的发射极接地，第二三极管q2的发射极接地，第二三极管q2的集电极与第四电阻r4的第一端和控制单元的检测端口lvdin连接，第四电阻r4第二端与电源vcc连接。
32.需要说明的是，本实施例提到的控制单元指的是电能表的主处理芯片，可控制电能表进行电流、电压采样、测量，存储数据，控制开关等作用，不实施例不限制控制单元的具体类型，例如微控制单元(microcontroller unit， mcu)，中央处理器(central processing unit，cpu)等。如图1所示，lvdin 端口为控制单元的检测端口，用于检测电平的高低。优选地，控制单元为mcu， mcu是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器 (timer)、通用串行总线(universal serial bus，usb)等周边接口整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
33.本实施例提到的vhh输出端口指的是电能表将市电或者三相交流电转换为直流信号的输出端口，直流电压信号更方便进行测量计算。通常，再通过低压差线性稳压器或者dc-dc转换器将vhh转换为vcc，电压vcc为电能表的控制单元提供供电电源。
34.第一电阻r1与第二电阻r2组成分压电路，将高电压(vhh)信号通过分压转换为较低的电压信号用于检测。本实施例不限制第一电阻r1和第二电阻r2的具体阻值大小，根据实际需要设计即可。
35.第一三极管q1和第二三极管q2为npn三极管，第三电阻r3作为第一三极管q1的集电极的上拉电阻，当第一三极管q1截止时，通过第三电阻r3 将第一三极管q1集电极电压上拉至vcc。第三电阻r3也作为第二三极管 q2的基极限流电阻，防止第二三极管q2意外导通。第四电阻r4作为第二三极管q2的集电极上拉电阻，当第二三极管q2截止时，通过第四电阻r4将第二三极管q2集电极电压上拉至vcc。本技术实施例第一三极管q1和第二三极管q2为npn型三极管。
36.具体地，当电能表上电时，当vhh输入端输入电压高，通过第一电阻 r1和第二电阻r2分压后，使得第一三极管q1导通，此时第一三极管q1的集电极电压为0v，第二三极管q2截止，控制单元的检测端口lvdin通过第四电阻r4上拉到电源vcc，此时控制单元的检测端口lvdin为高电平；当电能表下电时，vhh输入端输入电压低，第一三极管q1截止，第一三极管 q1的集电极电压通过第三电阻r3上拉到电源vcc，第二三极管q2导通，控制单元的检测端口lvdin通过第二三极管q2接地，此时，控制单元的检测端口为低电平；因此本实施例提供的电能表，控制单元通过检测检测端口 lvdin的电平高低即可判断电能表上电与下电，这种电路结构可兼容不同耐压值的单片机。
37.根据上述实施例，本实施例提供一种优选方案，如图1所示，上下电检测电路还包括：第五电阻r5；第一电容c1；
38.第五电阻r5的第一端与第一电阻r1的第二端连接，第五电阻r5的第二端与第一三极管q1的基极连接。
39.第一电容c1的第一端与第五电阻r5的第一端连接，第一电容c1的第二端接地。
40.第五电阻r5作为第一三极管q1的限流电阻，防止基极电流过大将第一三极管q1烧坏，起限流作用；第一电容c1作为滤波电容，提高抗干扰能力。
41.根据上述实施例，本实施例提供一种优选方案，上下电检测电路还包括：滤波电路
21；
42.滤波电路21一端与第二三极管q2的集电极连接，滤波电路21另一端与控制单元的检测端口lvdin连接。
43.本实施例提到的滤波电路21设置于第二三极管q2的集电极与控制单元的检测端口lvdin之间，用于滤除第二三极管q2输出的信号中的干扰信号。本实施例不限制滤波电路21的具体结构，例如rc滤波电路21、lc滤波电路21、电子滤波器电路等，根据实际需要设计即可。
44.优选地，如图1所示，滤波电路21包括：第六电阻r6、第二电容c2；
45.第六电阻r6的第一端与第二三极管q2的集电极连接，第六电阻r6的第二端与第二电容c2的第一端和控制单元的检测端口连接，第二电容c2第二端接地。
46.第六电阻r6和第二电容c2组成l型rc滤波电路21，滤除第二三极管 q2输出的信号中的干扰信号，提高抗干扰能力。
47.根据上述实施例，由于当交流电降低到60％以下的某段电压区间，可能会出现电能表频繁上下电，本实施例提供一种优选方案，电能表还包括：计量单元；
48.计量单元与交流电输出端口和控制单元连接。
49.本实施例提到的计量单元用于实时采集当前电能表的交流电压的电压值和电流值，控制单元通过计量单元获取到该电压值和电流值。
50.本实施例提供一种优选方案，当控制单元检测端口lvdin检测到高电平时，控制单元定时读取计量单元的电压值，当电压值大于预设标称电压值的 60％，控制单元正常上电，当控制单元的检测端口lvdin检测到低电平时或读取到计量单元的电压值小于或等于预设标称电压值的60％时，控制单元下电。避免当交流电压降低到电能表工作的临界电压范围的时候，电能表出现频繁当下电，造成电能表损坏或者电能表数据丢失。另外，需要说明的是，本实施例提到的60％仅作为一种特殊方案，也可以选择其他数值，例如50％， 40％等，本实施例不作具体限制。
51.根据上述实施例，电能表还包括：显示单元；显示单元与控制单元连接。
52.本实施例提到的显示单元用于在控制单元的控制下显示具体信息，显示单元可以是数码管，亦可以是液晶显示屏(liquid crystal display，lcd)等，本实施例不作具体限制。
53.根据上述实施例，电能表还包括：存储单元；存储单元与控制单元连接。
54.本实施例提到的存储单元用于存储电能表数据，优选地，当控制单元的检测端口lvdin检测到低电平时或读取到计量单元检测到的交流电压值小于或等于预设标称电压值的60％时，控制单元先将当前数据信息存储于存储单元，控制单元再下电，防止数据丢失。
55.根据上述实施例，电能表还包括：还包括：通讯单元，通讯单元与控制单元连接。
56.本实施例提到的通讯单元用于使电力供应商能够使用不同的通信解决方案自动和远程读取仪表，例如射频无线，电力线载波和通用分组无线电系统 (gprs)数据通信。通讯单元还可以直接与其他电表和内部显示单元通信，以便更好地管理能耗。
57.以上对本实用新型所提供的电能表进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对
应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
58.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。