[发明专利]一种用于电能表防窃电的ESD高压检测电路和方法

说明书

一种用于电能表防窃电的ESD高压检测电路和方法，该检测电路包括天线电路、保护电路、信号放大电路、滤波电路、信号处理电路和MCU。本系统具有体积小、响应快、可靠性高等优点；该方法使用时，电能表能迅速检测到静放电事件以及静放电电压幅值，同时电能表对继电器拉闸，窃电报警以及将窃电记录上报系统，为供电部门发现窃电行为提供依据。

技术领域

本发明涉及电能表的电能计量领域，具体是一种用于电能表防窃电的ESD高压检测电路和方法。

背景技术

静电放电可以产生高电压、强电场和瞬时大电流，使电表内部硬件电路受到干扰，严重地会出现烧毁的现象。一般智能电能表内部均含有单片机等微处理器用来进行数据处理和通信,静电干扰往往对微处理器影响很大，会使单片机计数产生误差，通讯中断等，严重的会导致“跳转”、“重启”和“死机”现象等等，窃电者利用静电放电对电能表的影响达到窃电的目的。

静电放电对智能电表内部电路的影响主要体现在以下两个方面：一方面静电放电通常会产生短时强电流，这种电流极易让PCB板无法正常工作；另一方面静电放电的过程中会产生许多高频的电磁场，这些电磁场会穿过电表的表壳通过电容耦合等方式来影响电路的正常工作。目前针对提高电能表的防静电能力，研究了很多防静电措施，一是PCB布局时充分考虑静电和电磁干扰，优化电路板设计，二是使用一些防静电放电的器件，如金属屏蔽罩、阻容元件、钳位二极管、TVS管等。但是这些都只是提高防静电能力，而不能通过检测到静放电而制止正在发生的窃电行为，因此研究电能表的静放电检测功能是必要的。

发明内容

本发明的目的针对窃电问题，提出一种用于电能表防窃电的ESD高压检测电路和方法，电能表能迅速检测到静放电事件以及静放电电压幅值，同时电能表对继电器拉闸，窃电报警以及将窃电记录上报系统，达到防止窃电的目的。本发明具有体积小、响应快、可靠性高等优点。

本发明的技术方案是：

本发明提供一种用于电能表防窃电的ESD高压检测电路，该检测电路包括天线电路、保护电路、信号放大电路、滤波电路、信号处理电路和MCU，所述天线电路与保护电路连接，保护电路与信号放大电路连接，信号放大电路与滤波电路连接，滤波电路与信号处理电路连接，信号处理电路通过弯角插针和电能表连接，将处理过的采样信号分别发送到MCU的第一路IO口和第二路AD口，通过送到第一路IO口的信号频率获取ESD事件或非ESD事件，通过传送到第二路AD口的信号大小获取ESD的电压幅值，其中。

进一步地，所述天线采用平面PCB环形天线，其圈数至少包括5圈，直径至少为15mm，线宽至少为0.25mm，线厚度至少为20um。

进一步地，所述天线电路采用LC设计，由平面PCB环形天线和电容组成，用于检测静放电中产生的高频电磁波信号。

进一步地，所述滤波电路采用带通滤波电路，用于滤除无效的信号，通过特定的频段信号。

进一步地，所述带通滤波电路的下限截止频率至少为1MHz，上限截止频率至少为8MHz。

进一步地，所述保护电路包括电容C1和C2、电阻R2和R3以及二极管D3和D4；其中电容C1和二级管D4并联，二级管D4阴极一端与VCC连接，一端接地，电阻R3与二极管D3、电阻R2分别串连，电阻R3一端接VCC，另一端接二极管D3阴极，电阻R2另一端接地，电容C2一端接天线的2端，一端接二级管D3的阴极；

所述放大电路包括电阻R8，R9、放大器U1B和电阻R5，其中，电阻R8一端与二极管D3的阴极连接，一端与放大器U1B的同向比例信号输入端连接，电阻R10一端与二极管D3的阳极连接，一端与放大器U1B的反向比例信号输入端连接，电阻R5一端与放大器U1B的反向比例信号输入端连接，另一端与放大器U1B的输出端连接；