一种预付费电能表分闸控制电路的制作方法

1.本实用新型属于控制电路技术领域，尤其涉及一种预付费电能表分闸控制电路。


背景技术：

2.现在用户使用的电能计量装置大部分为预付费表，目前的预付费电表当预存金额少于一定金额或者出现欠费并到一定限值时，系统就会自动跳闸。目前现有的预付费电能表控制电路技术均采用上述这种技术，该技术针对负荷电流较小系统还可以 ，当预付费电表后端用户的用电负荷较大时，如果直接跳闸切断后部用电负荷，则会对系统出现较大冲击，甚至可能造成系统的震荡；且对于较大的负荷电流容易造成控制电路的分段开关触点容易老化，缩短使用寿命。
3.因此，亟需设计一种新的预付费电能表控制电路，该新的控制电路对于较大的负荷电流不易造成控制电路的分段开关触点的老化，延长了使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型提出了一种预付费电能表分闸控制电路，解决了现有预付费电表中的跳闸控制电路在跳闸时冲击较大、影响设备使用寿命的缺陷。
5.本实用新型提供如下技术方案：
6.一种预付费电能表分闸控制电路，包括电流采集电路、零点检测电路、逻辑计算电路、反相电路、逻辑与非电路和出口跳闸电路；所述电流采集电路将电压信号传输给零点检测电路，通过零点检测电路、反相电路、逻辑计算电路、逻辑与非电路及出口跳闸电路之间的相互协作，实现预付费电能表分闸控制电路系统跳闸的开通或关断。
7.进一步的，所述电流采集电路包括采样电阻r1和隔直电容c1，采样电阻r1把电流信号转换为同相位的电压信号，然后通过隔直电容c1滤掉直流信号。
8.进一步的，所述零点检测电路包括开关三极管q1、第一偏置电阻r2、第二偏置电阻 r3、上拉电阻r4、限流电阻r5、下拉电阻r6及基准电路；所述基准电路包括三端可编程并联稳压二极管t1。
9.进一步的，第一偏置电阻r2的一端与第二偏置电阻 r3的一端连接，第一偏置电阻r2的另一端分别与上拉电阻r4的一端、开关三极管q1发射极连接，开关三极管q1基极分别与下拉电阻r4的另一端、限流电阻r5的一端连接，限流电阻r5的另一端与三端可编程并联稳压二极管t1的负极连接，三端可编程并联稳压二极管t1的正极分别与第二偏置电阻 r3的另一端、下拉电阻r6的一端连接并接地，下拉电阻r6的另一端与开关三极管q1的集电极连接。
10.进一步的，所述三端可编程并联稳压二极管t1的基准电压为2.5v，当基准电压低于2.5v时，三端可编程稳压二极管导通，此时，开关三极管q1基极为低电平，开关三极管q1导通， 开关三极管q1的集电极输出为低电平。
11.进一步的，所述三端可编程并联稳压二极管t1的基准电压由第一偏置电阻r2和第
二偏置r3决定，第一偏置电阻r2和第二偏置r3为高精度低温漂电阻。
12.进一步的，所述逻辑计算电路包括电阻r7，电阻r7一端接地，电阻r7另一端与pio连接。
13.进一步的，所述反相电路包括非门u1，所述逻辑与非电路包括与非门u2。
14.进一步的，所述出口跳闸电路包括三极管q2、电阻r8、电阻r9、二极管d1及继电器k1；所述电阻r9的一端分别与电源、电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端与三极管q2的基极连接，三极管q2的发射极与电阻r9的另一端连接，三极管q2的集电极分别与继电器k1的一端、二极管d1的负极连接，二极管d1的正极与继电器k1的另一端连接并接地。
15.采用上述预付费电能表分闸控制电路，电流检测通过系统的电流互感器采集到电流后，通过采样电阻r1把电流信号转换为同相位的电压信号，通过隔直电容c1滤掉直流信号，与零点检测电路的三端可编程并联稳压二极管t1连接；三端可编程并联稳压二极管t1的基准电压为2.5v，当系统有负荷电流时，三端可编程并联稳压二极管t1的基准端受电流信号的影响，将不会保持在2.5v，当电流信号在正半周时，三端可编程并联稳压二极管t1的基准电压将会大于2.5v而保持原始导通状态，此时开关三极管q1导通，此时开关三极管q1集电极输出信号等于vcc，如果有跳闸信号发出，跳闸信号为高电平，此时开关三极管q1输出的高电平经过非门u1后，变为低电平，经与非门u2输出高电平，出口继电器k1不动作，使系统不跳闸。
16.当电流信号在负半周时，三端可编程并联稳压二极管t1的基准电压将会小于2.5v而关断，此时由于上拉电阻r4的存在，使开关三极管q1关断，由于下拉电阻r6的作用，使开关三极管q1的集电极输出低电平，然后经过非门u1后，变为高电平，当跳闸指令发出后，pio端也输出高电平加在与非门u2上，此时与非门u2输出低电平，使三极管q2导通，此时出口继电器k1动作，使系统跳闸。
17.本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点：
18.（1）本实用新型公开了一种预付费电能表分闸控制电路，在现有预付费电能表控制电路的基础上，增加了负荷电流的检测电路，当需要跳闸时，系统会自动检测负荷电流大小，选择跳闸时刻，以减小对系统的冲击，延长预付费电表的使用寿命。
19.（2）本实用新型零点检测电路的基准电压为2.5v，当电路a点的电压低于基准电压2.5v时，三端可编程并联稳压二极管t1关断，开关三极管q1关断，此时开关三极管q1集电极被下拉电阻r6下拉到gnd，经过非门u1后变为高电平，如果有跳闸指令，则pio端为高电平，则与非门u2输出为低电平，三极管q2导通，然后出口继电器k1动作，使系统跳闸；当电路a点的电压高于基准电压2.5v时，三端可编程并联稳压二极管t1导通，开关三极管q1导通，此时开关三极管q1集电极输出信号等于vcc，如果有跳闸信号发出，跳闸信号为高电平，此时开关三极管q1输出的高电平经过非门u1后，变为低电平，经与非门u2输出高电平，出口继电器k1不动作，使系统不跳闸，从而避免了用户负荷较大时，跳闸对用户造成较大冲击，延长预付费电表的使用寿命。
附图说明
20.图1为本实用新型预付费电能表分闸控制电路原理图。
21.图中：1-电流采集电路，2-零点检测电路、3-逻辑计算电路、4-反相电路、5-逻辑与
非电路、6-出口跳闸电路、7-基准电路。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本实用新型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，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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的范围。
23.本实用新型提供了一种预付费电能表分闸控制电路，如图1所示，该控制电路包括电流采集电路1、零点检测电路2、逻辑计算电路3、反相电路4、逻辑与非电路5和出口跳闸电路6。
24.其中，电流采集电路1包括采样电阻r1和隔直电容c1；零点检测电路2包括开关三极管q1、第一偏置电阻r2、第二偏置电阻 r3、上拉电阻r4、限流电阻r5、下拉电阻r6及三端可编程并联稳压二极管t1，第一偏置电阻r2的一端与第二偏置电阻 r3的一端连接，第一偏置电阻r2的另一端分别与上拉电阻r4的一端、开关三极管q1发射极连接，开关三极管q1基极分别与下拉电阻r4的另一端、限流电阻r5的一端连接，限流电阻r5的另一端与三端可编程并联稳压二极管t1的负极连接，三端可编程并联稳压二极管t1的正极分别与第二偏置电阻 r3的另一端、下拉电阻r6的一端连接并接地，下拉电阻r6的另一端与开关三极管q1的集电极连接。
25.逻辑计算电路3中电阻r7一端接地，电阻r7另一端与pio连接；反相电路4包括非门u1，逻辑与非电路5包括与非门u2；出口跳闸电路6包括三极管q2、电阻r8、电阻r9、二极管d1及继电器k1，电阻r9的一端分别与电源、电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端与三极管q2的基极连接，三极管q2的发射极与电阻r9的另一端连接，三极管q2的集电极分别与继电器k1的一端、二极管d1的负极连接，二极管d1的正极与继电器k1的另一端连接并接地。
26.本实用新型公开了一种预付费电能表分闸控制电路，如图1所示，其工作原理如下：
27.（1）电流信号通过电流采集电路1的采集电阻r1把电流信号转换为电压信号，然后通过隔直电容c1滤掉直流信号，使a点电压高于三端可编程并联稳压二极管t1的基准输入电压，三端可编程并联稳压二极管t1导通，电流由vcc-》q1发射极-》q1基极-》r5-》t1-》gnd，开关三极管q1导通，此时开关三极管q1集电极输出信号等于vcc，如果有跳闸信号发出，跳闸信号为高电平，此时开关三极管q1输出的高电平经过非门u1后，变为低电平，经与非门u2输出高电平，出口继电器k1不动作，系统不跳闸。
28.（2）电流信号通过电流采集电路1的采集电阻r1把电流信号转换为电压信号，然后通过隔直电容c1滤掉直流信号，使a点电压低于三端可编程并联稳压二极管t1的基准输入电压时，三端可编程并联稳压二极管t1导通，开关三极管q1关断，此时开关三极管q1集电极被下拉电阻r6下拉到gnd，经过非门u1后变为高电平，如果有跳闸指令，pio端也输出高电平加在与非门u2上，此时与非门u2输出低电平，使三极管q2导通，此时出口继电器k1动作，使系统跳闸。
29.以上对本实用新型所提供的一种预付费电能表分闸控制电路进行了详细介绍。本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的
精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的指导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围。