[发明专利]一种以电能表提供低功率电源实现电能表外接大功率负载的模块以及方法

权利要求书

1.一种以电能表提供低功率电源实现电能表外接大功率负载的方法，应用以电能表提供低功率电源实现电能表外接大功率负载的系统，所述系统包括：MCU以及与MCU连接的输入电源保护电路、继电器驱动电源电路和NB驱动电源电路，所述的输入电源保护电路与电能表提供的12V3W电源相连，输入电源保护电路的输出端与继电器驱动电源电路和NB驱动电源电路的对应电源输入端相连，所述的继电器驱动电源电路和NB驱动电源电路的输出端分别与继电器驱动芯片、NB模块的对应供电端相连；

其特征在于：该方法能够智能分配所述继电器驱动电源电路与所述NB驱动电源电路的能耗，使得瞬时电流低于输入电源保护电路的允许电流，它包括以下步骤：

第一步：电能表提供的电源U_in即12V_IN端供电时，MCU控制继电器驱动电源电路中电压转换芯片U12的使能端即20V_EN脚为低，使用电源U_in给电解电容E50、E57和E59充电，采用下述公式计算理论充电时间t₁：

其中：C_E50、C_E57、C_E59分别表示电解电容E50、E57和E59的电容值，U_in表示电能表提供的电源电压，R₆₉表示电阻R69的电阻值；

第二步、当充电时间t₁到达后，MCU控制电压转换芯片U12的使能端即20V_EN脚为高，使用电压转换芯片U12的输出电压给所述电解电容E50、E57和E59充电，充电电压为U_out，采用下述公式计算理论充电时间t₂；

第三步、在执行第一步和第二步的同时，MCU实时采集继电器驱动电源电路的检测端DC20V_DET的电压，计算继电器驱动电源电路的输出电压即标记点RELAY_POWER的电压；

当时间T满足:T≥(t₁+t₂)；

或者继电器驱动电源电路的输出电压即标记点RELAY_POWER的电压为97.5％U_out时，给NB模块开机信号，NB模块处于接收状态；

第四步、当NB模块接收到拉合闸的控制指令后，先置继电器准备动作标志，此时，禁止NB模块执行新的发送任务，等待3s；

判断继电器驱动电源电路的输出电压RELAY_POWER是否达到97.5％U_out，如果达到，继电器执行NB模块接收的指令，执行完成后，置继电器标志为空闲；如果不满足，继续判断继电器驱动电源电路的输出电压RELAY_POWER是否达到97.5％U_out，直到继电器置准备动作标志之后的等待时间到达t₁+t₂，置继电器错误标志，本次不做继电器动作，并上报主站；

第五步、当NB模块需要发送数据时，先判断继继电器标志是否为空闲或者继电器错误，如果是，则允许NB模块发送指令，否则，禁止NB模块执行新的发送任务。

2.根据权利要求1所述的以电能表提供低功率电源实现电能表外接大功率负载的方法，其特征在于：NB模块的一帧数据是512个字节，波特率是115200，数据类型是8N1。

3.一种权利要求1所述以电能表提供低功率电源实现电能表外接大功率负载的方法所采用的系统，其特征是：它包括MCU以及与MCU连接的输入电源保护电路、继电器驱动电源电路和NB驱动电源电路，所述的输入电源保护电路与电能表提供的12V3W电源相连，输入电源保护电路的输出端与继电器驱动电源电路和NB驱动电源电路的对应电源输入端相连，所述的继电器驱动电源电路和NB驱动电源电路的输出端分别与继电器驱动芯片、NB模块的对应供电端相连。