[实用新型]外置时钟电能表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种时钟电能表。

背景技术

目前国内外市场上的全电子电能表都采用了单片机，为了降低功耗，越来越多的单片机只使用一组32.768kHz的时钟发生器，这种时钟发生器几乎都是由晶体和负载电容组成(见图2)，这种电路虽然应用普遍，但存在较大缺点，首先，时钟电路产生单片机的工作时序脉冲，是单片机正常工作的关键电路，很多干扰归根结底是破坏了时钟的正常运行，从而导致单片机的工作失控，而由晶体和负载电容组成的时钟电路，振荡幅度很低，器件布局和PCB走线受到限制，很容易受到外部的电磁干扰，叠加噪声干扰后，会改变时钟PLL信号，导致单片机工作时序发生紊乱，引起电能表复位；其次，电能表在工作过程中，会受到很多因素的影响，使电能表测量得到的数值和被测量的“真值”之间有些差别，就产生了误差，这些误差通常也被称为系统误差，基本上可以分为方法误差、环境误差、装置误差、数据处理误差四类，其中的环境误差是由于环境因素的影响而产生的测量误差，例如环境温度、湿度、灰尘、机械振动等，电能表的工作环境都比较恶劣，我国南北温差很大，电能表内的各种电子元器件的特性都和温度有直接关系，其参数会随温度而变化，例如典型的32.768kHz音叉晶体就不能够在宽温范围内提供较高精度，它在整个温度范围内精度呈抛物线型，例如室温下(+23℃)精度值为±20ppm，在高温和低温区域精度会变差，精度会低于150ppm，这样就导致了电能表在高温和低温下的误差变大，甚至超出单位检验的内控指标；再次，由晶体和负载电容组成的时钟信号发生器成本较高，尤其是采用高精度的晶体振荡器和负载电容时费用更高，并且温补时钟芯片仅用来为电能表提供日历、计时功能，而没用来为单片机产生时钟信号，造成了器件资源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有电能表时钟易受干扰，精度不高，以及成本高的缺点，提供一种抗干扰能力强、计量精度稳定、成本低、器件资源充分利用的外置时钟电能表。

本实用新型提供的这种外置时钟电能表包括表内单片机、温补时钟芯片，所述温补时钟芯片的使能端与电能表的主电源相连，由电能表主电源为其提供使能信号，温补时钟芯片的时钟信号输出端与表内单片机的时钟信号输入端连接，当温补时钟芯片被使能时直接给表内单片机提供时钟信号。

所述温补时钟芯片输出时钟频率为32.768kHz。

由于本实用新型在用温补时钟芯片为电能表提供日历、计时功能的同时还直接给单片机提供32.768kHz的时钟信号，充分利用了器件资源，同时该芯片能够自动随温度的变化而对晶体频率进行补偿，使之在高温和低温区域内晶体频率变化很小，不但使时间准确，也使电能表的误差在高温和低温区域内大大改善，可以很好的满足内控指标的要求，大大提高了时钟信号的精度，由于去掉了由晶体和负载电容组成的专门给单片机提供时钟信号的电路因此在降低了生产成本的同时也使器件布局和PCB走线更加便利。

附图说明

图1是本实用新型外置时钟电能表的电路图；

图2是现有电能表内置时钟电能表的电路图。

具体实施方式

从图1可知，本实用新型外置时钟电能表包括表内单片机和温补时钟芯片，温补时钟芯片时钟信号输出脚FOUT接表内单片机的时钟信号输入端口XIN，由温补时钟芯片直接给表内单片机提供32.768kHz的时钟信号，温补时钟芯片的使能脚FOE接电能表主电源V3P3，温补时钟芯片的工作电源由VBAT提供，VBAT由V3P3和电池合成得到，平时有市电时采用市电供电，不使用电池，以延长电池使用寿命，当外部市电掉电以后，采用电池供电，确保温补时钟芯片始终处于正常工作，为电能表提供准确的日历、计时功能。

本实用新型的具体工作方式如下：

当外部市电加到电能表上时，电能表内的电源电路产生主电源V3P3，V3P3输入到温补时钟芯片的使能端FOE，使能温补时钟芯片，温补时钟芯片输出32.768kHz时钟信号给单片机时钟信号输入端口XIN供单片机正常工作，此时温补时钟芯片电源VBAT由V3P3提供，温补时钟芯片在位单片机提供精准的时钟信号的同时也给电能表提供准确的日历、计时功能。当外部市电掉电以后，电能表内的电源电路没有生成主电源V3P3，温补时钟芯片的使能端FOE因为没有得到V3P3而未被使能，不输出32.768kHz时钟信号给单片机时钟信号输入端口XIN，单片机因未得到时钟信号而停止工作。此时，温补时钟芯片电源由电池提供供电，继续为电能表提供日历、计时功能。当外部市电恢复供电时，温补时钟芯片被使能，恢复给单片机输入32.768kHz时钟信号，单片机恢复正常工作，温补时钟芯片电源VBAT由电池供电切换为电能表主电源供电，以延长电池使用寿命，同时继续为电能表提供日历、计时功能。