[实用新型]电能表送断电状态的检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电能表送断电状态的检测电路。

背景技术

随着电力管理部门用电管理水平的提高，带负荷控制功能的电能表广泛应用于千家万户，考虑到安全用电和合法用电，电力管理部门需要能够通过通信方式控制和监测用户的用电状态，现有电能表都是采用继电器来控制电能表的送、断电，但是继电器容易出现故障，抗干扰能力不强，动作不稳定，容易对电能表的供电进行错误的送、断，因此设计出一种能对其状态进行实时监控并实时将其状态上报给管理中心以求尽快处理的监控电路是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种能实时监控继电器状态并实时将其状态上报给管理中心以求尽快处理的检测电路。

本实用新型提供的这种电能表送断电状态的检测电路，包括光电耦合器、二极管、限流电阻、上拉电阻、下拉电阻，其中光电耦合器的输入端与二极管反向并联之后一端接继电器，另一端接所述限流电阻，光电耦合器的输出端分别接所述上拉电阻和下拉电阻。

所述限流电阻采用耐压值200V的1206封装的贴片电阻。

本实用新型使用时将本电路的输入端与继电器相连，输出端与单片机连接，当本电路输出的信号是连续的方波(频率为50Hz)，说明继电器处于送电状态，当输出信号为持续低电平，说明继电器处于断电状态，单片机会把管理中心控制的继电器状态与实际使用的继电器状态进行比对分析，如不一致，立即上报异常至管理中心。由此通过本实用新型电路实现了对电能表送断电状态的实时监控检测。本检测电路采用了光电耦合器，使其强弱电隔离，工作稳定，同时由于巧妙地将光电耦合器和二极管反向并联，产生50Hz方波信号，增加抗干扰能力，加上上拉电阻、下拉电阻的箝压，不但实现了强电转弱电和信号的采集并且电路十分简单，成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型的电路图；

图2是本实用新型电网输入波形和单片机检测端口输入波形图。

具体实施方式

从图1可知，本实用新型包括光电耦合器OT6、二极管D7、限流电阻R73～R78、上拉下拉电阻R79～R80，其中光电耦合器输入端与二极管反向并联之后一端接继电器，另一端接所述限流电阻，光电耦合器的输出端分别接所述上拉电阻和下拉电阻。

图中N为电网的中线端，L_OUT为继电器的输出端，VCC为单片机电源+5V，JST_DET与单片机检测I/O口相连。因为N与L_OUT端为电网强电端，为了保证单片机弱电端的安全稳定工作，强电端和弱电端需要进行电气隔离，所以采用光电耦合器OT6(隔离电压可达5000V)进行电气隔离，考虑到N与L_OUT间为电网220V交流电压，为了尽量减小N与L_OUT间的漏电流，并且能够使光电耦合器OT6的1、2管脚有效导通，所以在光电耦合器件的输入端接入限流电阻，即将R73～R78串联进行限流，同时注意到即使在N与L_OUT的前端，电能表具有20k420的压敏电阻保护(20k420压敏电阻的最大限制电压为1120V)，但是当出现雷击、浪涌等过电压时，在压敏电阻保护后的N与L_OUT间有可能出现1120V的高电压，极易造成元器件损坏，因此限流电阻采用6个耐压值200V的1206封装的贴片电阻，保证即使在过压的情况下检测电路也能稳定工作。由于输入信号(市电)是交流电，所以将光电耦合器OT6和二极管D7反向并联在一起，由于二极管单向导通的原理，使得在交流电的正负变化周期内光电耦合器件和二极管处于相反的状态，即正半周期二极管导通，光电耦合器截止，负半周期二极管截止，光电耦合器导通，当光电耦合器截止时，其输出端口被下拉电阻下拉为低电平，当光电耦合器件导通时，其输出端口被上拉电阻上拉为高电平，这样在交流电的正负变化周期，光电耦合器输出端口输出相应的50HZ方波信号(上半周为高电平，下半周为低电平)，将光电耦合器输出端口信号引入单片机检测口，这样单片机根据接收的50HZ方波信号是否连续来对继电器状态进行判定，并将继电器状态实时上报给管理中心以求尽快处理，从而实现了对电能表送断电状态的实时监控。

本实用新型提供的这种电能表送断电状态的检测电路具体工作方式如下：

当继电器闭合后，L_OUT与电网的相线端连通，此时在N与L_OUT间加上了220V交流电压，通过限流电阻R73～R78和二极管D7与光电耦合器OT6的1、2管脚连接。当220V交流电压处于正弦波的正半周时，二极管D7正向导通，光电耦合器OT6的1、2管脚反向截止，相应的光电耦合器OT6的3、4管脚截止，输入到单片机检测I/O口的JST_DET由R80下拉为低电平。当220V交流电压处于正弦波的负半周时，二极管D7反向截止，光电耦合器OT6的1、2管脚正向导通，相应的光电耦合器OT6的3、4管脚导通，输入到单片机检测I/O口的JST_DET由R79上拉为高电平。由于电网为50Hz的交流电压，这样在单片机检测I/O口JST_DET上就产生了50Hz频率的方波信号(上半周为高电平，下半周为低电平)，当继电器断开后，在N与L_OUT间无电压信号，即光电耦合器OT6的3、4管脚一直截止，单片机检测I/O口的JST_DET由R80下拉一直为低电平。从图2可看出，输入的市电信号经过本实用新型电能表送断电状态的检测电路处理后，由原来的220V正弦信号变为了高低电平起伏的方波信号，不但实现了强电到弱电的转换还实现了信号的采集，因此可根据单片机接收的方波信号是否连续来判断电能表是处于送电还是断电状态。