[发明专利]一种隔离式电池供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域与集成电路设计领域，具体是指应用于智能电表中的一种隔离式电池供电装置。

背景技术

根据国家电网智能电能表功能规范，智能电表采用锂电池作为无交流电存在情况时钟电路的备用电源，用于提供时钟电路的工作电压，避免因时钟电路掉电导致的时钟错乱。作为无交流市电存在时的备用电源，如何设计电池供电装置已成为智能表设计过程中的重要环节。

目前智能电表中常用的电池供电装置有：非隔离锂电池供电装置，即锂电池供电电路与时钟电路均以交流市电作为公共地；隔离锂电池供电装置，即锂电池供电电路与时钟电路分别采用独立地线，实现与交流市电的隔离。上述两种锂电池供电装置，均存在不足之处。非隔离锂电池供电装置的缺点在于，更换电池的操作完全暴露在强电环境中，增加了更换电池时的触电危险，同时由于电池直接为MCU供电，增加了更换电池操作带来的对MCU管脚的静电冲击风险。隔离锂电池供电装置，虽然避免了更换电池时的触电危险，但由于锂电池仍然直接为MCU供电，依然存在因更换电池等操作带来的对MCU管脚的静电冲击风险。

发明内容

为解决现有智能电表电池供电装置中存在的问题，本发明提供了一种隔离式电池供电装置。该隔离式电池供电装置，不仅实现了锂电池供电电路与时钟电路地线的隔离，避免了电池更换过程中可能存在的触电危险；而且避免了电池与MCU管脚的直接连通，消除了因更换电池等操作带来的对MCU管脚的静电冲击风险。

本发明所述的一种隔离式电池供电装置，其特征在于，所述隔离式电池供电装置包括一锂电池、一电阻R1、一电容器C1、一反激隔离电源芯片、一变压器、一使能电路、一时钟电源电路和一交流市电电源电路，其中，

所述锂电池作为无交流电存在时智能电表时钟电路的备用电源，用于提供时钟电路的工作电压，避免因时钟电路掉电导致的时钟错乱。

所述反激隔离电源芯片的第一输入端与锂电池正极VCC相连接，作为芯片电源输入端；第二输入端通过电阻R1与VCC相连接，用于电池电量检测过程产生大小为I的下拉电流；第三输入端通过电容器C1与GND1相连接，用于产生巡检信号；第四输入端与锂电池负极GND1相连接，作为芯片地线输入端，输出端通过变压器主线圈L1连接至锂电池正极VCC。

所述变压器主线圈L1两端分别连接至锂电池正极VCC和反激隔离芯片输出端，副线圈L2两端分别连接至时钟电源电路第一输入端和地线GND2，用于完成锂电池到时钟电源电路的能量传递。

所述使能电路连接至时钟电源电路第一输入端与地线GND2之间，用于开启锂电池供电系统的电池电量检测功能。

所述时钟电源电路第一输入端与变压器相连接，第二输入端与交流市电电源电路相连接，输出电压VO作为时钟电路的供电电源；交流市电存在情况下，该时钟电源电路以交流市电电源电路输出VDD为电源，提供时钟电路工作电压VO；交流市电断电情况下，该时钟电源电路以锂电池为备用电源，提供时钟电路工作电压VO。

所述交流市电电源电路以交流市电作为供电电源，输出为电压VDD，在交流市电存在情况下，输出电压VDD为时钟电源电路提供工作电压。

所述的一种隔离式电池供电装置，其特征在于，反激隔离电源芯片为低静态功耗电源芯片，极大降低反激隔离电源芯片自身带来的锂电池电量损耗。

本发明的工作原理如下：

1、交流市电断电情况