[发明专利]包含单稳态型继电器的监视预付电量的电力设备

说明书

本发明涉及一种包含电子处理单元的监视预付电量的电力设备，所述电子处理单元与电力系统的导线相连接，计算耗电量并当耗电量达到预定的预付值时令继电器的触点断开。

这种类型设备在设计时必须尽可能地防止可能出现的欺诈行为。本发明的目的是提供一种监视预付电量的电力设备，与现有设备相比，该设备的运行可靠性得以改善。

根据本发明，所述目的是这样实现的：继电器是具有常开触点的单稳态型继电器，处理单元包括产生二进制信号的中央单元，所述信号令继电器闭合，频率大于或等于预置频率，在中央处理单元和继电器之间连接频率-电压转换接口。

与现有设备尤其是具有双稳态继电器的现有设备相比，本发明所述设备首先改善了设备的可靠程度。

根据本发明的发展，通过将一对粗糙的接触材料用于继电器触点以及用磁补偿电路来增加大电流流过触点时触点的静止和可动元件之间的压力而使设备的可靠性得到进一步改善。

通过以下对本发明特殊实施例的描述可以更清楚地理解本发明的优点和特征，附图中所示的这些实施例仅是非限制性的例子，附图中：

图1以方框图形式示出了本发明所述的设备；

图2是图1所示设备中处理电路的特殊实施例；

图3是图2所示电路接口的特殊实施例；

图4a至4c是在图3中接口的不同位置处的信号波形；

图5是图1所示设备继电器的特殊实施例；

图6和7是图5所示继电器的磁补偿电路的两个可选择实施例。

图1所示的监视预付电量的电力设备1通过两个连接端子2和3与电力系统的相线P相连接。它还通过两个连接端子4和5与电力系统的中线N相连接。

电测量分路6与连接端子2和3之间的继电器触点7串联连接。触点7由电磁铁或继电器的线圈8控制。电子处理单元9与端子2和4相连接，以便接收表示相线P和中线N之间电压U的信号。处理单元也与分路的两个测量端子10和11相连接。呈现在测量端子10和11之间的电压表示相线P中流过的电流I。

电压U还加到电源电路12的输入端，电源电路12在供电端子上为设备1提供适当的供电电压Vcc1和Vcc2。

电子处理单元9包括处理电路13，最好是基于微处理器的，由电压Vcc1和Vcc2供电并接收信号U和I。处理电路13以常规方式计算连接到电力系统的用户的耗电量。此外，它还与传统类型的读卡机14相连接。电子卡15插入读卡机的输入槽中。在一个最佳实施例中，电子卡15是一次性智能卡，在它的存储器中，存储预付费的预定电量，例如100kWh。在卡15插入槽中之后由读卡机读出该预付电量。当全部预付电量用完时，处理电路13通过线圈8断开触点7，中断向用户供电。

在现有技术设备中，继电器是双稳态型。这种类型的继电器包括一个仅在开关状态变化时才被供电的线圈，所述开关状态变化即从闭合状态变为断开状态，反之亦然。这种继电器耗电量低。但是，在控制该继电器的电子处理单元9不正常工作或继电器线圈不正常工作的情况下，继电器触点7可以保持在其两个稳定位置的其中一个稳定位置上。如果触点能够被锁定在闭合位置上，这就更容易实现欺诈。

根据本发明，继电器是具有常开触点的单稳态继电器，即当线圈8通电时令触点7闭合，当线圈8不通电时断开触点。这样，在电子处理单元9或继电器线圈8不正常工作的情况下，不管这种不正常工作是由故障引起的，还是由蓄意欺诈或其他原因引起的，触点7由于错误而断开并保持断开直至设备1重新建立正确操作。

继电器的线圈8与电子开关串联连接以便为电压端子供电。在正常工作时，只要预付电量不为零，处理电路就令电子开关接通，然后向继电器的线圈8供电。

利用频率控制提高了可靠度。正如图2所示，处理电路13包括电力测量电路16，接收电压信号U和电流信号I。通常，当已经消耗了预定电量例如每消耗kWh时，电力测量电路向基于微处理器的中央单元17提供计数脉冲。已经预先存储了由读卡机14读出的预付电量的中央单元17根据接收到的计数脉冲减少该存储器的容量。只要预付电量未用完，中央单元17就向接口18提供频率大于或等于预置频率(周期T，图4a)的二进制信号A。连接在中央单元17和继电器线圈8之间的接口18是频率-电压(F/V)变换接口。这样，只要发射出足够频率的、构成继电器闭合控制信号的信号，就将直流电压加到继电器的线圈8上。如果来自中央单元17的输出信号A的频率太低，尤其在逻辑电平0或1的连续稳定信号的情况下，则取消加到继电器线圈8的端子上的电压。由于不再向继电器线圈8供电，因此继电器转换到其与断开触点7相对应的单稳态位置上。