本發(fā)明涉及一種電能表，特別涉及一種預(yù)付費(fèi)功能的智能電能表。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)，感應(yīng)式機(jī)械電能表具有較大的市場(chǎng)，但機(jī)械電表有著較大的缺點(diǎn)，機(jī)械電能表因采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)方式工作，摩擦力不穩(wěn)定，因此穩(wěn)定性較差，經(jīng)運(yùn)輸后準(zhǔn)確度就可能超差，在安裝之前必須重新調(diào)校，安裝運(yùn)行后隨著使用時(shí)間的增加，穩(wěn)定性又會(huì)逐漸變差。機(jī)械電能表由于采用磁路結(jié)構(gòu)非線性失真大，一致性差，因此要采用各種補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，采用補(bǔ)償機(jī)構(gòu)又降低了穩(wěn)定性，也不利于生產(chǎn)使用中的調(diào)校，傳統(tǒng)電表采用抄寫(xiě)后再統(tǒng)一計(jì)算電費(fèi)的方式，不僅耗費(fèi)人力物力，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種采集精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的預(yù)付費(fèi)功能的智能電能表。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種預(yù)付費(fèi)功能的智能電能表，包括：電流采集電路、電壓采集電路、與電流采集電路和電壓采集電路連接的電能計(jì)量模塊、電能計(jì)量模塊連接有單片機(jī)模塊和檢測(cè)接口電路、與單片機(jī)模塊和電能計(jì)量模塊連接的電壓轉(zhuǎn)換模塊；電流采集電路包括分流電路和電流濾波模塊，電壓采集電路包括電壓衰減電路和電壓濾波模塊；單片機(jī)模塊還連接有RS485接口電路、載波通信電路、ESAM安全模塊、IC接口電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、顯示模塊、EEPROM存儲(chǔ)模塊、開(kāi)蓋檢測(cè)電路；用戶(hù)使用IC卡儲(chǔ)存自己的購(gòu)電信息，通過(guò)IC接口電路將加密的購(gòu)電信息進(jìn)行讀入電表中的單片機(jī)模塊，單片機(jī)模塊將數(shù)據(jù)傳入ESAM安全模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)解密后再存入EEPROM存儲(chǔ)模塊，電能計(jì)量模塊計(jì)算用戶(hù)用電量，實(shí)時(shí)扣除用戶(hù)的剩余電量，當(dāng)用戶(hù)用電量不足時(shí)，單片機(jī)通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)繼電器控制繼電器關(guān)斷電表，停止用戶(hù)供電。電能表通過(guò)載波通信電路和RS485接口電路實(shí)現(xiàn)與供電控制中心的信息互交。顯示模塊用于顯示電能表工作狀態(tài)和用戶(hù)購(gòu)電狀態(tài)等信息，開(kāi)蓋檢測(cè)電路在電能表被強(qiáng)行打開(kāi)時(shí)發(fā)出報(bào)警信息給供電控制中心，防止偷電和電表數(shù)據(jù)改寫(xiě)等行為。

進(jìn)一步的，電壓轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)為：變壓器T1的正輸出端通過(guò)正向連接二極管D1到芯片IC1的輸入端，芯片IC1的輸出端作為模塊電壓輸出端，芯片IC1的輸入端分別通過(guò)正向極性電容E1和電容C2接地，芯片IC1的輸出端分別通過(guò)正向極性電容E2和E3接地，芯片IC1使用芯片78L05，模塊將外部電壓轉(zhuǎn)換為電能計(jì)量模塊和單片機(jī)模塊所需的工作電壓，芯片輸入輸出端均通過(guò)電容接地，保證電壓轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性，使用芯片78L05，提供穩(wěn)定的5V電壓，并具有良好的內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷特性。

進(jìn)一步的，檢測(cè)接口電路結(jié)構(gòu)為：電路輸入端通過(guò)電阻R3連接并聯(lián)的發(fā)光二極管D4和發(fā)光二極管D3的正極，發(fā)光二極管D4和發(fā)光二極管D3的負(fù)極連接光電耦合器U1的輸入端，光電耦合器U1的輸出端作為檢測(cè)接口電路的輸出端；并聯(lián)的發(fā)光二極管組用于初步顯示電能計(jì)量模塊的工作狀態(tài)，光電耦合器進(jìn)行信號(hào)隔離，保證了電能表的工作穩(wěn)定性，防止外接校驗(yàn)設(shè)備對(duì)電能表工作進(jìn)行干擾。

進(jìn)一步的，繼電器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)為：第一輸入端通過(guò)電阻R41連接到三極管Q1的基極，三極管Q1的基極通過(guò)電阻R40接地，三極管Q1的發(fā)射極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的集電極通過(guò)電阻R42連接到三極管Q5的基極；三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極連接到三極管Q6的集電極；三極管Q5的發(fā)射極連接VCC，三極管Q5的集電極連接三極管Q4的集電極；三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極連接三極管Q2的發(fā)射極，第二輸入端通過(guò)電阻R44連接到三極管Q2的基極，三極管Q2的基極通過(guò)電阻R45接地，三極管Q2的集電極連接三極管Q6的基極，三極管Q6的發(fā)射極連接到VCC，三極管Q5的集電極作為第一輸出端，三極管Q6的集電極作為第二輸出端，第一輸出端與第二輸出端之間還連接有瞬態(tài)抑制二極管DB1。

進(jìn)一步的，RS485接口電路結(jié)構(gòu)為：電路第一輸入端通過(guò)電阻R51連接到光電耦合器U51的負(fù)輸入端，電路第二輸入端通過(guò)電阻R52連接到光電耦合器U52的負(fù)輸入端；光電耦合器U51和光電耦合器U52的正輸入端均連接到VCC；光電耦合器U51的正輸出端通過(guò)電阻R54連接到VCC，其負(fù)輸出端接地，其正輸出端還連接到芯片U6的DI端，芯片U6采用MAX3085；光電耦合器U52的負(fù)輸出端通過(guò)電阻R55接地，其負(fù)輸出端連接芯片U6的RE端和DE端；光電耦合器U53的正輸入端連接VCC，負(fù)輸入端通過(guò)電阻R56連接到芯片U6的RO端，正輸出端通過(guò)電阻R53連接到VCC，其負(fù)輸出端接地；芯片U6的A端作為IC接口電路的第一輸出端，第一輸出端通過(guò)電阻R58接VCC，芯片U6的B端連接熔斷器F1后作為IC接口電路的第二輸出端，芯片U6的B端通過(guò)電阻R57接地；芯片A端和B端間連接有瞬態(tài)抑制二極管DB2。

進(jìn)一步的，IC接口電路包括熱敏電阻模塊，熱敏電阻模塊用于防止電表內(nèi)部電流異樣，導(dǎo)致IC卡插入IC接口后出現(xiàn)電流過(guò)大。

綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，總體穩(wěn)定性好，工作中的調(diào)校周期長(zhǎng)，測(cè)量精度高，適用范圍廣，功耗低。

通過(guò)載波和RS485接口電路實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)電能表與供電中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的多方式交互，ESAM加密模塊和開(kāi)蓋檢測(cè)電路保證的用戶(hù)數(shù)據(jù)和電表數(shù)據(jù)的安全性。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換模塊電路圖；

圖3為本發(fā)明的檢測(cè)接口電路圖；

圖4為本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖；

圖5為本發(fā)明的485通信電路圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例

一種預(yù)付費(fèi)功能的智能電能表，包括：電流采集電路、電壓采集電路、與電流采集電路和電壓采集電路連接的電能計(jì)量模塊、電能計(jì)量模塊連接有單片機(jī)模塊和檢測(cè)接口電路、與單片機(jī)模塊和電能計(jì)量模塊連接的電壓轉(zhuǎn)換模塊；電流采集電路包括分流電路和電流濾波模塊，電壓采集電路包括電壓衰減電路和電壓濾波模塊；單片機(jī)模塊還連接有RS485接口電路、載波通信電路、ESAM 安全模塊、IC接口電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、顯示模塊、EEPROM存儲(chǔ)模塊、開(kāi)蓋檢測(cè)電路。

如圖2所示，電壓轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)為：變壓器T1的正輸出端通過(guò)正向連接二極管D1到芯片IC1的輸入端，芯片IC1的輸出端作為模塊電壓輸出端，芯片IC1的輸入端分別通過(guò)正向極性電容E1和電容C2接地，芯片IC1的輸出端分別通過(guò)正向極性電容E2和E3接地，芯片IC1使用芯片78L05。

如圖3所示，檢測(cè)接口電路結(jié)構(gòu)為：電路輸入端通過(guò)電阻R3連接并聯(lián)的發(fā)光二極管D4和發(fā)光二極管D3的正極，發(fā)光二極管D4和發(fā)光二極管D3的負(fù)極連接光電耦合器U1的輸入端，光電耦合器U1的輸出端作為檢測(cè)接口電路的輸出端。

如圖4所示，繼電器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)為：第一輸入端通過(guò)電阻R41連接到三極管Q1的基極，三極管Q1的基極通過(guò)電阻R40接地，三極管Q1的發(fā)射極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的集電極通過(guò)電阻R42連接到三極管Q5的基極；三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極連接到三極管Q6的集電極；三極管Q5的發(fā)射極連接VCC，三極管Q5的集電極連接三極管Q4的集電極；三極管Q4的發(fā)射極接地，三極管Q4的基極連接三極管Q2的發(fā)射極，第二輸入端通過(guò)電阻R44連接到三極管Q2的基極，三極管Q2的基極通過(guò)電阻R45接地，三極管Q2的集電極連接三極管Q6的基極，三極管Q6的發(fā)射極連接到VCC，三極管Q5的集電極作為第一輸出端，三極管Q6的集電極作為第二輸出端，第一輸出端與第二輸出端之間還連接有瞬態(tài)抑制二極管DB1。

如圖5所示，RS485接口電路結(jié)構(gòu)為：電路第一輸入端通過(guò)電阻R51連接到光電耦合器U51的負(fù)輸入端，電路第二輸入端通過(guò)電阻R52連接到光電耦合器U52的負(fù)輸入端；光電耦合器U51和光電耦合器U52的正輸入端均連接到VCC；光電耦合器U51的正輸出端通過(guò)電阻R54連接到VCC，其負(fù)輸出端接地，其正輸出端還連接到芯片U6的DI端，芯片U6采用MAX3085；光電耦合器U52的負(fù)輸出端通過(guò)電阻R55接地，其負(fù)輸出端連接芯片U6的RE端和DE端；光電耦合器U53的正輸入端連接VCC，負(fù)輸入端通過(guò)電阻R56連接到芯片U6的RO端，正輸出端通過(guò)電阻R53連接到VCC，其負(fù)輸出端接地；芯片U6的A端作為IC接口電路的第一輸出端，第一輸出端通過(guò)電阻R58接VCC，芯片U6的B端連接熔斷器F1后作為IC接口電路的第二輸出端，芯片U6的B端通過(guò)電阻R57接地；芯片A端和B端間連接有瞬態(tài)抑制二極管DB2。IC接口電路包括熱敏電阻模塊。