[发明专利]一种电表

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量电功率或电流的时间积分的装置领域，具体涉及电表的后备电源。

背景技术

电表一般存在弱电电路。正常供电时，使用市政供电转化而来的直流电作为其供电电源，其工作回路提供数据储存、处理分析等等功能。由于市政供电存在停电的可能，为保障停电期间，重要的工作回路仍处于供电状态，因此为电表设置了后备电源及其备用电源电路，正常供电时，市政供电转化而来的直流电就通过后备电源的正极端，向后备电源的储能模块中的储能器件充电，遇到不能正常供电时，则通过后备电源及其备用电源电路向工作回路供电。

电表后备电源的储能器件，多采用充电电池或者充电电池与电化学电容器的组合。然而，充电电池具有多项缺陷，首先，充电电池的充放电、快速充电、反复传输高功率脉冲，会导致充电电池的寿命下降；第二，电池受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成永久性破坏；第三，电池原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程，造成环境污染；第四，存在接触不牢固的问题；最重要的是，需要经常维护，电池每使用一段时间，就需要维护更换。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，公开一种完全抛弃充电电池作为后备电源组成的电表，仅使用电化学电容器——这种电容器又称为“超级电容器”——作为后备电源的方案。

由于电化学电容器作为后备电源时，存在输出电压不稳的问题，造成输出电压下降到不能使工作回路工作之后，电容器仍存储有大量电荷可供电源之用。因此，本发明利用直流升压稳压模块，使后备电源的电容器可以提供更多电能：其输入端与储能模块的正极端相连接，其输出端通过整流元件与后备电源的正极端相连接。后备电源的负极端接地。

当存在市政供电时，直流升压稳压模块输出端的电压小于或者等于市政供电转化来的直流电压，因此，整流元件也禁止该电路导通；不能正常供电时，直流升压稳压模块输出端的电压比整流元件另一端的电压高，整流元件因此令电路导通，储能模块因此将其所储蓄的电能通过后备电源的正极端向工作回路供电。整流元件的选择和连接，应符合上述功能描述。

前述发明内容只公开了储能期间的供电。更进一步地，在前述基础上，增加电压比较模块和控制模块，并设置工作回路最低工作电压以上、正常供电时供电电压以下的阀值电压，通过电压比较模块、控制模块以及直流升压稳压模块的控制端，来实现自动切换储能器件的充电和供电。

将电压比较模块连接后备电源的正极端，使其可以检测供电电压，根据其变化，将信号输出到控制模块、直流升压稳压模块的控制端；控制模块根据控制端输入的信号，来控制是否导通后备电源的正极端与储能模块，以给储能器件充电，直流升压稳压模块根据控制端输入的信号，判断是否处于后备电源供电的状态，来决定直流升压稳压模块是否需要工作；在直流升压稳压模块工作时，输出的供电电压小于阀值电压，就可以使后备电源正极端的电压不至于使直流升压稳压模块误以为处于正常供电状态。

电压比较模块，在后备电源正极端大于阀值电压时，输出第一控制信号到控制模块，使供电电源通过后备电源的正极端给后备电源的储能器件充电；

电压比较模块在后备电源正极端的电压小于阀值电压时，输出第二控制信号到直流升压稳压模块，使后备电源通过直流升压稳压模块的输出端和整流元件（D1）向工作回路供电。

阀值电压的设置方法，根据上述构思得出。更进一步地，利用参考电压电路。参考电压电路的设置，本发明利用了稳压二极管两端电压差为2.5伏的特性。

所称“去耦”、“分压”、“限流”、“整流”元件，只需要具备此种功能之一的元件即可，并不要求必须采用电容、电阻等元件，也不要求主要作用是上述作用，只需要包括了上述作用的元件，即可按照说明书实现技术效果。

电化学电容器的特性，可以克服使用充电电池作为后备电源的缺点。电化学电容器相对充电电池来说，可以满足在更为极端的自然环境中工作的要求，并能实现长期的免维护，而且可焊接，进而解决接触不牢的问题。

该电路使充电与供电采用了同一电路，因此容易维护，检测更简单，生产成本也更低。而该电路也可用于使用充电电池作为后备电源的情况，利于批量生产，增强通用性。

附图说明

附图1为本发明电表后备电源电路的原理图。

附图2为本发明电表后备电源电路具体实施例的电路图。

具体实施方式