[實用新型]一種用于低溫環(huán)境下的電能表加熱電路

有效

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• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN203012012U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 錢海波;陳凱;宋錫強
• 申請（專利權）人: 華立儀表集團股份有限公司
• 主分類號: G01R22/00
• 分類號: G01R22/00;G02F1/133
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 魏亮

技術領域

本實用新型涉及電測量儀器儀表技術，更特定言之，本實用新型涉及一種用于低溫環(huán)境下的電能表加熱電路。

背景技術

隨著電能表技術的發(fā)展，液晶顯示電能表已經成為主流。但是因為液晶在低溫環(huán)境下顯示速度慢的特性導致常規(guī)液晶表不適合用于東北，西伯利亞等嚴寒環(huán)境。傳統(tǒng)的液晶加熱方案缺乏溫度控制電路，一直加熱縮短了液晶的使用壽命。功耗較大，不滿足電能表功耗小于2W的要求。缺乏對整個系統(tǒng)的功率控制，當輸入電壓低時，對液晶加熱會導致更重要的計量和MCU部分因為輸入電壓被拉低而工作不正常。

針對液晶顯示器的加熱方法，中國專利CN101510020A公開了一種ITO加熱器及液晶顯示器的加熱方法，采用ITO玻璃基板加熱的方法，根據(jù)靠近邊緣的區(qū)域發(fā)熱量大于中間而邊緣散熱快，兩者相互抵消的原理使得液晶表面發(fā)熱均勻。

然而，針對此種先進方案，其技術問題主要有：1、所述方法本身缺乏溫度控制電路，采用ITO玻璃基板自身的發(fā)熱和散熱特性達到熱平衡，導致液晶一直處于加熱狀態(tài)大大縮短了液晶屏的使用壽命；2、沒有根據(jù)電源的輸出能力來控制加熱，低電壓供電情況時容易因為拉低電源電壓導致MCU和計量等重要單元復位。本實用新型提出的目的是解決上述問題，提供了一種符合IEC62053-21標準要求，簡單可靠的液晶加熱技術方案。

實用新型內容

本實用新型旨在解決現(xiàn)有技術存在的缺陷，設計一種應用于低溫環(huán)境下電能表的液晶加熱電路，包括電源電路，加熱電路，溫度控制電路，電壓比較電路。本實用新型電路解決了液晶顯示單元在低溫環(huán)境下顯示刷新速度慢的固有問題，可滿足例如東北，西伯利亞等嚴寒地區(qū)使用液晶電能表的顯示要求。本電路可以保證在-40℃情況下液晶正常顯示的要求。本電路可在整表功耗小于2W，電能表輸入電壓低至70%Un工作前提下對液晶進行加熱。本電路加熱效率高，工作可靠，低溫顯示效果好，電路簡單實用，具有較高性價比。

為了實現(xiàn)上述設計目的，本實用新型的技術方案，一種用于低溫環(huán)境下的電能表加熱電路，它包括電源電路和加熱電路，進一步包括溫度控制電路和電壓比較電路。其中，電力系統(tǒng)電力線接入所述電源電路，所述電源電路接入電壓比較電路和加熱電路并為之供電，所述溫度控制電路與電壓比較電路耦合電連接，且接入所述加熱電路。

進一步地，在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述電源電路由壓敏電阻MOV1、變壓器T1、整流橋D1、電容C1,C2、電解電容E1,E2和穩(wěn)壓芯片U1組成，其中電力系統(tǒng)電力線經過壓敏電阻MOV1和變壓器T1轉換為低壓交流電，所述低壓交流電通過整流橋D1整流以及電容C1,E1濾波后得出直流電壓VCC，所述直流電壓VCC通過穩(wěn)壓芯片U1降壓為降壓電壓+3V3，所述降壓電壓+3V3通過電容C2,E2濾波后對電表的單片機和計量芯片加以供電，且所述直流電壓對加熱電路供電。

進一步地，在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述加熱電路是由電阻R6、三極管Q1和加熱片TH組成，其中降壓電壓+3V3通過電阻R6對三極管Q1加以供電，所述三極管Q1進一步連接至加熱片TH和接地端GND。

進一步地，在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述加熱片TH上產生的熱量為VCC²/R，其中R為加熱片TH的阻抗值。

進一步地，在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述加熱片TH的一個表面緊貼液晶顯示屏的背面對其進行加熱，另一表面使用隔熱材料加以包裹，在所述加熱片TH的中心位置處嵌入有PTC熱敏電阻RT。

進一步地，在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述溫度控制電路是由電阻R1,R2,R5,R7、比較器U2B、熱敏電阻RT組成，其中所述電源電路的降壓電壓+3V3是通過電阻R1,R2分壓后得出比較電壓VREF，電阻R5、R7、RT串聯(lián)至電表單片機的I/O口得出另一比較電壓。

進一步地，在本實用新型的優(yōu)選實施例中，電壓比較電路是由電阻R3,R4和比較器U2A組成。當電表上電時，直流電壓VCC和+3V3同步上升，電壓VCC通過電阻R3,R4分壓得到比較器U2A的3腳電壓。U2A的3腳電壓小于VREF電壓，U2A輸出低電平。當VCC電壓繼續(xù)上升，3腳電壓繼續(xù)上升，+3V3通過U1穩(wěn)定在3.3V，VREF穩(wěn)定。

當系統(tǒng)上電時，I/O口MCU_IO默認為輸入狀態(tài)，被電阻R7上拉為3.3V電壓。比較器U2B的反向輸入端6腳始終比正向輸入端5腳的電壓VREF高，比較器輸出低電平，三極管Q1截止，此時加熱片TH不工作。當系統(tǒng)完成初始化開始工作后，I/O口MCU_IO輸出低電平，U2B的6腳電壓為[3.3/（R5+RT）]*RT。