專利名稱：預(yù)付費單相ic卡載波電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種預(yù)付費IC卡電能表，具有防竊和電力線繊通mi力能，屬itl:默領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚膖&源，為了合a^見劃用電量和收取電費，電力 部門在供電線路中安裝了頓表，以便計量用戶的用電量?，F(xiàn)有的ic卡預(yù)付費頓表沒有防盜裝 置,在經(jīng)濟利益驅(qū)使下，常有人私自打開頓表，對表內(nèi)控制部件進行改動，以超膝電的目的。 控制部件被改裝后，電度表會長期工作，用戶不必再購電。對這種竊電行為，電力部門一般不能
及時發(fā)現(xiàn)，這不僅給國^it成經(jīng)濟損失，而且還會帶來漏電、失火等事故隱患，嚴S^著周圍
的生命和財產(chǎn)安全。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、,一種具有防竊電和通訊功能的預(yù)付費4ffi
IC卡,電能表。
本實用新MfM問題是以下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種預(yù)付費,ic^g^電會緣，由電源處理電路、單片機U4、育纏計量,、,收發(fā)耦 合鵬、LCD顯示器U5、 IC賴寫控制電路、脈沖輸出鵬和繼電鵬制鵬艦，各部分電路 的構(gòu) ^關(guān)系如下
&會^titi:t^由電ii^樣,、^E采樣電路和電能計量芯片Ul ■，,電m^樣電 路由電ESMCT構(gòu)成，電艇驗CT接于糊交流電的相線上，鄉(xiāng)出線圏的中點艦，輸 出線鵬的一職一個電阻Rf 1和一個電容Cf 1 ^^]離電,電能if"4芯片Ul的V1P端，另一 驗一個電阻Rf2和一個電容Cf2 ^fi^^^電能計量芯片Ul的V1M端；所述電喊樣電路由電位器W和一個電阻R9構(gòu)成，電位器W—端接地，另一端經(jīng)電阻R9接糊交流電的相線， 鄉(xiāng)動端的輸出信號經(jīng)一個電容C5熗波后接電能計量芯片Ul的V2P端；戶脫電能計量芯片Ul的 CF端的輸出信號接單片機U4的弓腳10;
b. 微收發(fā)耦合電路由耦合艦器T、繊信號接收電路和繊信號發(fā)送TO艦，所述耦 合，器T的原 經(jīng)一個電容C3接于單相交流電的相線和零線之間，副,圈接,信號接 收電路和,信號^3t電路；fM^^信號接收電路由接成共皿極放大器的三極管T5以及其集 電極負載電阻R7、上偏置電阻R5、下偏置電阻R6、耦合電阻R4構(gòu)成，三極管T5的M經(jīng)耦合電 阻R4接^,器T, ^電極的輸出信號接單片機的SIGin端，三極管T5的M和^M極之間 還^兩個反并聯(lián)的二極管；皿^M信號，^包括四個三極管，分別是第一三極管T1、第 二三極管T2、第三三極管T3和第四三極管T4，其中第一三極管Tl和第二三極管T2接成OTL功 率放大器， 出端經(jīng)一個電容C4和一個電感L接耦合^M器T，第HH極管T3和第四三極管 T4接成的互補放大器JiJ^ OTL功率放大器的推動級，第三三極管T3和第四三極管T4的M分 別經(jīng)一個阻容耦合電,單片機的PSKout端；
c. LCD顯示器U5的引腳1 引腳4分別接單片機的引腳53 引腳56, LCD顯示器U5的引腳 5 弓腳28分別接單片機的引腳58~弓腳33,
d. IC卡讀寫控制電離單片機的引腳30和弓腳31。
i^預(yù)付費，IC ^^電S緣,^^電^制電路由磁 ^電器J及其雙向驅(qū)動器U2 構(gòu)成，雙向驅(qū)動器U2的R0N、 R0FF端分別接單片機的引腳24和引腳27，雙向驅(qū)動器U2的CKA、 CKB端鵬im^電器J的線圏，磁保離電器J的線圈上并聯(lián)電阻R3,其常開觸點J-1串聯(lián)于 供電回路中。
i^預(yù)付費單相IC卡^^波電會緣，增設(shè)校表電路，所述校表電路由光電耦合器U3構(gòu)成，光 電耦合器U3內(nèi)的發(fā)t極管經(jīng)電阻R8接電能計量芯片Ul的CF端，光電管的輸出,校正電能 表。
本實用新型利用電能計Jt芯片將m^電流、電壓信號轉(zhuǎn)換成有功功率信號，，有功功率信號送到單片機，由單片機進行能Mi十量，并將計量結(jié)果顯示在LCD顯示器上，這種電能計量方 法不僅計量精度高，速度快，功耗小，而且可有效防止電流反麟電行為。當(dāng)用戶購電量為零時，
單片機輸出繼電，制信號，使供電回路斷開，只有當(dāng)用戶購電并將ic卡插入卡槽后，單片^T
會使供電回路接通，恢復(fù)供電。單片枳JElil^^波收發(fā)耦合電路將用戶的用電信息發(fā)送到抄表收 費管理中心，并接受來自抄表收費管理中心的控制信息，這樣，當(dāng)用戶非法竊電時，抄表收費管 理中心就可以及時發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出斷電控制信號，阻止竊電行為。工作人員將電能表復(fù)原后，由抄 表中心發(fā)出送電信號，恢復(fù)供電。脈沖輸出電路用于電能表的校準。本實用新型計量精度高，速 度快，功耗小，且無法用電流反接方式竊電，抄表收費管理中心可以對用戶的用電信息進行監(jiān)測， 并會^t供電回路進行控制，及時發(fā)現(xiàn)和制止竊電行為，為電力部門減少經(jīng)濟損失，并消除了事故 隱患。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的電原理框圖；圖2是電原理圖。
圖中各標(biāo)號為- Ul、電能計量芯片，U2、繼電器驅(qū)動器，U3、光電耦合器，U4、單片機，U5、 LCD顯示器。
具體實施方式

圖中各集成塊的型號是U1為AD7755， U2為XC2023， U3為PS2501-1， U4為PL3105C-641， U5為LCD-CX4腦。
圖2中，電能計量芯片AD7755是一種高性能電能測聽成電路，其動態(tài)范圍大，有極高的準 確度和長期穩(wěn)定性，AD7755的CF輸出端口以較高的頻率形式輸出有功功率瞬時值，用于校驗和與 單片機接口。電流互感器CT輸出的電流信號經(jīng)滄波電路后采用差動方式由V1P、 V1N端輸入，電 位器W滑動端的輸出信號由V2P端輸入，電能計量芯片AD7755的CF端輸出有功功率瞬時信號。 調(diào)整電位器W可對儀，行增益校驗。
圖2中，單片機PL3105C-641是具有載波通mf卩繼電鵬制功能，它的鵬可使電路更簡單，可靠性更髙。
,通訊電路的工作過程在正常情況下，抄表中心發(fā)出開通調(diào)制信號，信號由電力線^U
^M訊電路，該信號經(jīng)高通滄波電容器C3itAJI合ffi器T，耦合^ffi器T輸出的信號經(jīng)電阻 R4iaA由三極管T5艦的共鄉(xiāng)微大器，放大后的信號進入單片t腿1豫調(diào)，單片機輸出繼電 驗翁臘號，使主回,通。反并聯(lián)二極管D1、 D2的作用艦輸入信號限幅。單片機把含有電能 紅作信息的調(diào)制信號送到PSKout端，該信號分別經(jīng)電容C1、和電阻R1、電容C2和電阻R2 兩個阻容耦合鵬概至U三極管T3、 T4的繊，由三極管T3、 T4放大后iSA由三極管Tl、 T2組 成的OTL功率放大器進行放大，放大后的信號經(jīng)電容C4、電感L送到耦合變壓器T，然后經(jīng)高通 、M電容器C1、電力線送到抄表中心，抄表中心的工作人員根據(jù)收集到的信息可判斷電育緣工作 是否正常。當(dāng)有人非法6Wt電能表，在未購電情況下使用電能時，抄表中心的工作人員就肖級時 發(fā)現(xiàn)，采取防盜措施。
權(quán)利要求1、一種預(yù)付費單相IC卡載波電能表，其特征是，它由電源處理電路、單片機(U4)、能量計量電路、載波收發(fā)耦合電路、LCD顯示器(U5)、IC卡讀寫控制電路、脈沖輸出電路和繼電器控制電路組成，各部分電路的構(gòu)成及連接關(guān)系如下a.能量計量電路由電流采樣電路、電壓采樣電路和電能計量芯片(U1)組成，所述電流采樣電路由電流互感器(CT)構(gòu)成，電流互感器(CT)接于單相交流電的相線上，其輸出線圈的中點接地，輸出線圈的一端經(jīng)電阻(Rf1)和電容(Cf1)組成的濾波電路接電能計量芯片(U1)的V1P端，另一端經(jīng)電阻(Rf2)和電容(Cf2)組成的濾波電路接電能計量芯片(U1)的V1N端；所述電壓采樣電路由電位器(W)和電阻(R9)構(gòu)成，電位器(W)一端接地，另一端經(jīng)電阻(R9)接單相交流電的相線，其滑動端的輸出信號經(jīng)電容(C5)濾波后接電能計量芯片(U1)的V2P端；所述電能計量芯片(U1)的CF端的輸出信號接單片機(U4)的引腳10；b.載波收發(fā)耦合電路由耦合變壓器(T)、載波信號接收電路和載波信號發(fā)送電路組成，所述耦合變壓器(T)的原邊線圈經(jīng)電容(C3)接于單相交流電的相線和零線之間，副邊線圈接載波信號接收電路和載波信號發(fā)送電路；所述載波信號接收電路由接成共發(fā)射極放大器的三極管(T5)以及其集電極負載電阻(R7)、上偏置電阻(R5)、下偏置電阻(R6)、耦合電阻(R4)構(gòu)成，三極管(T5)的基極經(jīng)耦合電阻(R4)接耦合變壓器(T)，其集電極的輸出信號接單片機的SIGin端，三極管(T5)的基極和發(fā)射極之間還接有兩個反并聯(lián)的二極管；所述載波信號發(fā)送電路包括四個三極管，分別是第一三極管(T1)、第二三極管(T2)、第三三極管(T3)和第四三極管(T4)，其中第一三極管(T1)和第二三極管(T2)接成OTL功率放大器，其輸出端經(jīng)電容(C4)和電感(L)接耦合變壓器(T)，第三三極管(T3)和第四三極管(T4)接成的互補放大器是上述OTL功率放大器的推動級，第三三極管(T3)和第四三極管(T4)的基極分別經(jīng)一個阻容耦合電路接單片機的PSKout端；c.LCD顯示器(U5)的引腳1～4分別接單片機的引腳53～56，LCD顯示器(U5)的引腳5～28分別接單片機的引腳58～33；d.IC卡讀寫控制電路接單片機的引腳30和引腳31。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1艦的予廁寸費糊IC卡載波電倉緣，辦征是，所纖電雜制電路由 磁^ 電器(J)及其雙向驅(qū)動器(U2)構(gòu)成，戶;^K向驅(qū)動器(U2)的RON、 ROFF端分另i展單 片機的弓腳24和引腳27，雙向驅(qū)動器(U2)的CKA、 CKB端^i保離電器(J)的線圈，磁鵬 繼電器(J)的線圈上并聯(lián)電阻(R3)，其常開觸點J-l串聯(lián)于供電回路中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)付費單相IC卡載波電能表，其特征是，增設(shè)校表電路，所 述校表電路由光電耦合器(U3)構(gòu)成，光電耦合器(U3)內(nèi)的發(fā)光二極管經(jīng)電阻(R8)接電能計 量芯片(Ul)的CF端，光電管的輸出端接校正電能表。
專利摘要一種預(yù)付費單相IC卡載波電能表，屬計量技術(shù)領(lǐng)域，用于防止竊電行為。其技術(shù)方案是電能表由電源處理電路、單片機、能量計量電路、載波收發(fā)耦合電路、LCD顯示器U5、IC卡讀寫控制電路、脈沖輸出電路和繼電器控制電路組成。本實用新型計量精度高，速度快，功耗小，且無法用電流反接方式竊電，抄表收費管理中心可以對用戶的用電信息進行監(jiān)測，并能對供電回路進行控制，及時發(fā)現(xiàn)和制止竊電行為，減少經(jīng)濟損失，消除事故隱患。
文檔編號G01R11/56GK201060225SQ20072010104
公開日2008年5月14日 申請日期2007年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者尚群柱 申請人:尚群柱