单相电子式键盘预付费电能表的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种单相电子式键盘预付费电能表。该专利由浙江正泰仪器仪表有限责任公司申请，并于2017年7月11日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及一种仪表，具体是一种单相电子式键盘预付费电能表，属于电气仪表技术领域。

发明背景

目前市场上使用的预付费电能表采用各种技术达到充值缴费的目的，比如接触式IC卡充值、非接触式射频卡充值、远程通讯充值，以上充值方式各有缺点：接触式IC卡充值需要将IC卡插入卡槽中才能实现充电业务，然而接触式IC卡的卡槽容易被恶性破坏从而导致无法充值；非接触式射频卡充值只需将射频卡放到射频范围内即可实现充值业务，非接触式射频卡虽然无需将射频卡插入卡槽中，但是非接触式射频卡易受到周围电磁干扰导致读卡出错，影响使用；远程通讯充值通过远程通讯来实现充值业务，这种方式虽然避免了卡槽易被恶性破坏、受到周围电磁干扰的缺点，但是，通讯中数据传输可能会出错，这种方式的稳定性和可靠性亟待提高。

中东地区电力用户现在广泛使用一种新型的预付费方式，管理系统将用户信息和购电信息结合起来生成一组加密代码，用户自己将获得的加密代码通过电表上的数字键盘进行预付费数据传输输入到电表中，电表经过正确解密后得到预存电量或金额并保存。这种付费方式由于采用电表自带的键盘完成充值，通常称为键盘预付费电能表。键盘预付费电能表预付式电费以代码形提供给用户，一方面避免了远程通讯充值中数据传输可能会出错的问题，另一方面不用使用卡片充值，在其电表上不需要和外部接口，密封性好，防止人为破坏。但是键盘预付费电能表如何检测到键盘预付费电能表掉电，目前还没有公开。

发明内容

本发明提供一种单相电子式键盘预付费电能表。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种单相电子式键盘预付费电能表，包括SOC接口电路、电源电路和掉电检测电路，其中，电源电路，包括一个对外提供直流电的输出端；SOC接口电路，包括一个控制端，当所述控制端接收到接通信号时，所述SOC接口电路正常运行；当所述控制端接收到中断信号时，所述SOC接口电路执行掉电数据保存动作；掉电检测电路，包括一个输入端和一个输出端，所述掉电检测电路的输入端与所述电源电路的输出端连接，用于接收所述电源电路提供的直流电；所述掉电检测电路的输出端与所述SOC接口电路的控制端连接；所述掉电检测电路用于实时检测所述电源电路提供的直流电，并将检测结果发送给所述SOC接口电路的控制端；当所述掉电检测电路检测到所述直流电大于或者等于预设电压阈值时，所述掉电检测电路向所述SOC接口电路输出接通信号；当所述掉电检测电路检测到所述直流电小于所述预设电压阈值时，所述掉电检测电路向所述SOC接口电路输出中断信号。

所述的单相电子式键盘预付费电能表，所述S O C接口电路包括系统级芯片ATT7035AU及其外围电路。所述的单相电子式键盘预付费电能表，所述电源电路包括AC/DC电源转换电路和系统工作电源电路，所述AC/DC电源转换电路用于对外提供直流电，所述系统工作电源电路用于提供系统的工作电源；所述AC/DC电源转换电路包括压敏电阻RV1、变压器TC1，二极管D23、D24、D25、D26，所述二极管D23、D24、D25、D26构成全桥整流器；所述系统工作电源电路包括电容C 2 、C 4 、C 7 、C 8 、C 9 ，极性电容C 1 、C 3 ，电源稳压芯片7 8 0 5 ，电压调整器XC6214P332PR；交流电通过所述压敏电阻RV1接所述变压器TC1的初级线圈，所述变压器TC1的次级线圈接所述全桥整流器的输入端，所述全桥整流器的输出端作为所述AC/DC电源转换电路的输出端向所述掉电检测电路提供输入信号；所述全桥整流器的输出端、所述极性电容C1的正极与所述电容C2的一端连接后共同接所述电源稳压芯片7805的IN管脚，所述极性电容C1的负极与所述电容C2的另一端连接后共同接地；所述极性电容C3的正极、所述电容C 4、C 9的一端连接后同时接所述电源稳压芯片7 8 0 5的O U T管脚和所述电压调整器XC6214P332PR的Vin管脚，所述极性电容C3的负极与所述电容C4、C9的另一端连接后共同接地；所述电压调整器XC6214P332PR和所述电源稳压芯片7805的GND管脚接地，所述电容C7、C8并联后一端接地，另一端接所述电压调整器XC6214P332PR的Vout管脚。

所述的单相电子式键盘预付费电能表，还包括继电器控制电路，所述继电器控制电路包括L相继电器控制电路和N相继电器控制电路；所述L相继电器控制电路和所述N相继电器控制电路结构相同，其中，所述L相继电器控制电路和所述N相继电器控制电路均包括三极管V4、V5、V8、V9、V12、V13，电阻R7、R8、R11、R12、R15、R16、R19、R20、R23、R24、R27、R28以及二极管D6、D7、D10、D11和磁保持继电器；

所述的单相电子式键盘预付费电能表，还包括数据存储电路，所述数据存储电路包括存储芯片BR24G128FJ-WE2，电容C15，电阻R34、R35，所述电容C15的一端、所述存储芯片BR24G128FJ-WE2的8管脚、所述电阻R34的一端与所述电阻R35的一端连接后共同接所述ATT7035AU的92管脚，所述存储芯BR24G128FJ-WE2的6管脚与所述电阻R34的另一端连接后共同接所述ATT7035AU的1管脚，所述存储芯片BR24G128FJ-WE2的5管脚与所述电阻R35的另一端连接后共同接所述ATT7035AU的2管脚，所述电容C15的另一端与所述存储芯片BR24G128FJ-WE2的1管脚、2管脚、3管脚、4管脚、7管脚连接后共同接地。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1）本发明所述的单相电子式键盘预付费电能表，包括SOC接口电路、电源电路和掉电检测电路，掉电检测电路检测电源电路输出的直流电，当掉电检测电路检测到电源电路输出的直流电大于或者等于预设电压阈值时，所述掉电检测电路向所述SOC接口电路输出接通信号，所述SOC接口电路正常运行，当掉电检测电路检测到电源电路输出的直流电小于所述预设电压阈值时，所述掉电检测电路向所述SOC接口电路输出中断信号，所述SOC接口电路执行掉电数据保存动作。本发明提供的单相电子式键盘预付费电能表掉电检测电路能够准确检测电源电路输出直流电的大小，保证单相电子式键盘预付费电能表运行的可靠性。（2）本发明所述的单相电子式键盘预付费电能表，包括系统级芯片ATT7035AU，ATT7035AU作为SOC系统级芯片集成有计量模块、时钟电路模块、LCD驱动模块以及CPU资源，集成度高。（3）本发明所述的单相电子式键盘预付费电能表，包括继电器控制电路，控制磁保持继电器驱动线圈电压极性及电流方向。（4）本发明所述的单相电子式键盘预付费电能表，包括通讯电路、键盘电路、表盖和端钮盖开启检测电路、交流采样电路、强磁检测电路、背光屏控制电路、蜂鸣器报警电路、有功脉冲输出电路、秒功脉冲输出电路、数据存储电路，与现有技术相比，集成度更高，成本低廉，设计简洁可靠，能够大规模生产。