一種單相智能電能表電池防鈍化電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單相智能電能表電池防鈍化電路，包括主控CPU和與主控CPU相連接的主電源、供電電池、設置在主電源與供電電池之間的儲能電路、用于監(jiān)測供電電池電壓的電壓監(jiān)測電路及用于控制供電電池間隔放電激活鈍化的放電電路；儲能電路包括雙二極管和儲能電容，當主電源供電時，與主電源相連的二極管導通給主控CPU供電同時給儲能電容充電；當掉電發(fā)生時，儲能電容和供電電池共同作為備用電源給系統(tǒng)供電，隨著電池鈍化的逐步解除，供電電池轉換為最終備用電源；在供電電池供電后，與供電電池相連的二極管導通給儲能電容充電。本發(fā)明有效的去除了電池鈍化現象，避免了電池鈍化引起的系統(tǒng)異常工作。
【專利說明】一種單相智能電能表電池防鈍化電路【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電池防鈍化電路，具體涉及一種單相智能電能表電池防鈍化電路。
【背景技術】
[0002]國網智能表采用費率計量，具有電量結算、定時凍結、負荷記錄、停電LCD顯示等功能。這些功能建立在準確計時的基礎上，而準確計時又離不開停電時，時鐘電池的正常供電。按照相關標準要求，智能電能表的設計壽命要大于15年，要使時鐘電池在設計壽命內能正常工作，時鐘電池的選型及質量控制、電池控制電路設計、CPU低功耗設計、后期維護時電池的可方便更換等均非常關鍵，尤其是單相智能電能表設計中，往往采用同一個電池作為時鐘電池與備用工作電源兩種不同用途，如果電池故障，將會導致時鐘不準確、重要數據異常等嚴重故障，影響人民群眾的正常用電結算。
[0003]幾年來智能表現場運行經驗表明，因電池導致的質量問題是智能電能表的主要投訴問題之一。由于電池器件本身特性復雜，又是智能表的備用工作電源，同時支撐CPU、液晶、時鐘芯片、儲能電容等多路模塊供電，一旦電池故障無法提供電源，將會直接導致停電狀況下電能表時鐘停走。
[0004]國網單相智能表時鐘電池運行及維護中故障的原因之一就是:電池鈍化造成系統(tǒng)崩潰。電池鈍化問題是電池本身不可避免的一種特性。電池在不使用時放電電極會產生鈍化，內阻加大，當需要對外放電時，需要一定的時間進行鈍化解除，才能釋放相應的功率。當前的單相智能電能表設計時，普遍僅考慮了正常情況下的電池放電，未考慮鈍化情況下的電池放電影響，導致在停電過程中，電池激活時刻不能維持所需要的電壓及功率，從而導致大量電能表在掉電過程中出現各類故障。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現有技術存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種防止電能表在掉電過程中出現各類故障的單相智能電能表電池防鈍化電路，有效去除了電池鈍化現象，避免了電池鈍化引起的系統(tǒng)異常工作。
[0006]為了實現上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現:
[0007]本發(fā)明包括主控CPU和與主控CPU相連接的主電源、供電電池、設置在主電源與供電電池之間的儲能電路、用于監(jiān)測供電電池電壓的電壓監(jiān)測電路及用于控制供電電池間隔放電激活鈍化的放電電路；儲能電路包括雙二極管和儲能電容，主電源與雙二極管的第一正極相連接，供電電池的正極與雙二極管的第二正極相連接，雙二極管的負極與儲能電容的正極相連接，儲能電容的負極接地；當主電源供電時，與主電源相連的二極管導通，主電源給主控CPU供電同時給儲能電容充電；當掉電發(fā)生時，儲能電容和供電電池共同作為備用電源給系統(tǒng)供電，隨著電池鈍化的逐步解除，供電電池轉換為最終備用電源；在供電電池供電后，與供電電池相連的二極管導通，供電電池給儲能電容充電。[0008]上述放電電路包括可控的激活電阻，激活電阻一端與供電電池正極相連接，另一端與主控CPU相連接，常態(tài)下，主控CPU與激活電阻連接端為高電平；當主電源供電時，主控CPU定時開啟激活電阻，同時通過電壓監(jiān)測電路監(jiān)測供電電池帶載電壓，若供電電池電壓低于3.2V，并且電壓跌落幅值有擴大趨勢，說明供電電池處于鈍化狀態(tài)，則主控CPU將與激活電阻相連端拉低，使激活電阻、供電電池與地之間形成放電回路，從而激活鈍化的供電電池。
[0009]上述電壓監(jiān)測電路包括第一分壓電阻和與第一分壓電阻一端相連接的第二分壓電阻，第一分壓電阻的另一端接供電電池的正極，第二分壓電阻的另一端接供電電池的負極，第一分壓電阻與第二分壓電阻的公共端接主控CPU。
[0010]本發(fā)明的單相智能電能表電池防鈍化電路有效去除了電池鈍化現象，避免了電池鈍化引起的系統(tǒng)異常工作，同時，本發(fā)明的電路簡單、可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的電路框圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0014]參見圖1，一種單相智能電能表電池防鈍化電路包括主控CPU和與主控CPU相連的報警電路、主電源、供電電池、儲能電路、用于電池電壓監(jiān)測的電壓監(jiān)測電路和控制供電電池間隔放電的放電電路。供電電池即為3.6V鋰電池。
[0015]參見圖2，儲能電路是指主電源與供電電池BT通過雙二極管TD1、儲能電容Cl與GND連接。當主電源供電時雙二極管TDl上面二極管導通給主控CPU供電同時給儲能電容Cl充電，當切換到供電電池BT供電時可由儲能電容Cl放電短暫為主控CPU供電。
[0016]電壓監(jiān)測電路是指通過與供電電池BT依次相連的兩個電阻Rl、R2與GND相連，R1、R2中間連接主控CPU。
[0017]電池放電電路是指激活電阻R3將供電電池BT與主控CPU相連，常態(tài)下，主控CPU與激活電阻R3相連端電平為高，放電時，主控CPU將與R3相連端置低，使BT、R3與GND之間形成放電回路。
[0018]本發(fā)明中的儲能電路是以一個足夠大容量Cl作為儲能電容，在未停電狀況下，由主電源給儲能電容充電，當掉電發(fā)生時，該儲能電容作為第二備用電源和供電電池共同作為備用電源給系統(tǒng)供電，隨著電池鈍化的逐步解除，供電電池轉換為最終備用電源。同時，在供電電池供電后，智能表主控CPU睡眠時，供電電池給儲能電容充電，CPU喚醒或I2C操作時，脈沖電流由儲能電容提供，這樣就算鋰電池有電壓滯后，也不會影響智能表的正常工作，避免電池鈍化效應。
[0019]本發(fā)明中的電池放電電路及電壓監(jiān)測電路是指在電池供電電路上增加可控的激活電阻R3，電池電壓在電阻R1、R2上的分壓，通過監(jiān)控R2上的電壓可實現智能表在運行時對電池鈍化檢測與激活。當主電源供電時，主控CPU定時開啟激活電阻，同時通過電池電壓監(jiān)測電路監(jiān)測鋰電池帶載電壓，若發(fā)現鋰電池電壓低于3.2V，并有上升趨勢，說明鋰電池處于鈍化狀態(tài)，則CPU將與R3相連一端拉低，使電池通過R3放電以此激活鈍化的電池。
[0020]本發(fā)明提供的單相智能電能表電池防鈍化電路具有使用簡單、可靠性強等優(yōu)點。使用該技術可有效快速的解決現場使用時出現電池故障的問題，避免重新拆裝電能表影響用戶用電，尤其當前主流電能表均具有費控功能，
[0021]本發(fā)明的單相智能電能表電池防鈍化電路有效去除了電池鈍化現象，避免了電池鈍化引起的系統(tǒng)異常工作；本發(fā)明的電路簡單；保證電能表可靠性預防用電糾紛尤為重要。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種單相智能電能表電池防鈍化電路，其特征在于，包括主控CPU和與主控CPU相連接的主電源、供電電池、設置在主電源與供電電池之間的儲能電路、用于監(jiān)測供電電池電壓的電壓監(jiān)測電路及用于控制供電電池間隔放電激活鈍化的放電電路； 所述儲能電路包括雙二極管和儲能電容，所述主電源與雙二極管的第一正極相連接，所述供電電池的正極與雙二極管的第二正極相連接，所述雙二極管的負極與儲能電容的正極相連接，所述儲能電容的負極接地；當所述主電源供電時，與主電源相連的二極管導通，主電源給主控CPU供電同時給儲能電容充電；當掉電發(fā)生時，所述儲能電容和供電電池共同作為備用電源給系統(tǒng)供電，隨著電池鈍化的逐步解除，供電電池轉換為最終備用電源；在供電電池供電后，與供電電池相連的二極管導通，供電電池給儲能電容充電。
2.根據權利要求1所述的單相智能電能表電池防鈍化電路，其特征在于，所述放電電路包括可控的激活電阻，所述激活電阻一端與供電電池正極相連接，另一端與主控CPU相連接，常態(tài)下，主控(PU與激活電阻連接端為高電平；當主電源供電時，主控CPU定時開啟激活電阻，同時通過所述電壓監(jiān)測電路監(jiān)測供電電池帶載電壓，若供電電池電壓低于3.2V，并且電壓跌落幅值有擴大趨勢，說明所述供電電池處于鈍化狀態(tài)，則所述主控CPU將與激活電阻相連端拉低，使所述激活電阻、供電電池與地之間形成放電回路，從而激活鈍化的供電電池。
3.根據權利要求1或2所述的單相智能電能表電池防鈍化電路，其特征在于，所述電壓監(jiān)測電路包括第一分壓電阻和與第一分壓電阻一端相連接的第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的另一端接供電電池的正極，所述第二分壓電阻的另一端接供電電池的負極，所述第一分壓電阻與第二分壓電阻的公共端接主控CPU。
【文檔編號】H01M10/48GK103944250SQ201410160261
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權日:2014年4月21日
【發(fā)明者】徐晴, 紀峰, 田正其, 鮑進, 周超, 穆小星 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院