[發明專利]一種用于預付費電能表的卡口隔離電路

有效

• 申請號: 201310220917.8
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103280027A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 李小國;胡波;朱礁
• 申請（專利權）人: 重慶華虹儀表有限公司
• 主分類號: G07F15/06
• 分類號: G07F15/06
• 代理公司: 云南派特律師事務所 53110
• 代理人: 龔筍根

技術領域

本發明涉及電能表領域，特別是指一種用于預付費電能表的卡口隔離電路。

背景技術

現有的IC卡卡口線，主要有電源線、信號線、時鐘線、復位線等幾類組成。在實際產品設計中，電源線一般直接引至產品電源、時鐘線接至公共時鐘源或接至單片機、信號線與復位線一般直接接至單片機或接口芯片。由于需要插入IC卡，故以上引線均接往IC卡座。而IC卡的卡口可插入一塊簡易PCB板將上述引線引出。這樣上述引線將暴露在電表外殼之外，極易受到攻擊。

為防止對IC卡卡口產生破壞性的攻擊，首先應了解有哪幾種卡口攻擊方法。電表在實際掛網運行中主要有高壓靜電攻擊、短路攻擊、高壓直流攻擊、高壓交流四種攻擊方式。以上4類攻擊方法如不采取有效的防護措施，都將會使電能表CPU、電路、電源損壞而失去對消費對象的控制，攻擊者攻擊成功后可不付費而獲得消費。并且上述攻擊都是電攻擊，基本不會留下攻擊證據，從而無法確認責任屬性。

分析上述四類攻擊，若要全部防護，實非易事。首先，抗攻擊電路的耐壓應極高，應在20kV以上；再者其反應速度應小于100ns，否則保護動作時保護對象已損壞；第三，成本需較低，否則用戶不能接受；第四，攻擊撤消后應能快速恢復正常工作狀態；最后還需要較小的體積和極高的可靠性。設計一種同時滿足上述要求的電子部件，實屬不易。

發明內容

本發明提出一種用于預付費電能表的卡口隔離電路，能有效保護電能表內部電路，性能穩定。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種用于預付費電能表的卡口隔離電路，其包括為卡口和電能表內MCU模塊供電的電源單元電路，在所述卡口與MCU模塊間還設置有MCU與卡口隔離電路，所述MCU與卡口隔離電路連接有卡片信號接口電路和卡片信號驅動電路，所述卡片信號接口電路包括與電能表實現通信的卡片接觸式芯片，所述卡片信號驅動電路向卡片信號接口電路輸入晶振時鐘信號；所述MCU與卡口隔離電路還連接有卡片IO信號耦合電路，所述卡片IO信號耦合電路分別與卡片信號接口電路、卡片信號驅動電路連接。

通過本技術方案，設置MCU與卡口隔離電路，當MCU和卡片通信時，通過MCU與卡口隔離電路，將電信號進行轉換后傳輸，使兩部分電路實現電氣隔離。所述的卡片IO信號耦合電路，實現了MCU信號和卡接口信號的耦合。所述卡片信號接口電路實現了卡與電能表的通信。所述卡片信號驅動電路實現晶振起振功能和信號放大功能，同時可對卡片發送的信號進行放大和抗干擾處理，使插卡通信更穩定。通過上述設計，既實現了預付費電能表用戶的插卡安全，又避免了采用整個MCU系統進行隔離方式的附件成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一種用于預付費電能表的卡口隔離電路的原理結構圖；

圖2為本發明中的卡片信號接口電路的電路結構圖；

圖3為本發明中的卡口隔離電路的電路結構圖；

圖4為本發明中的卡片IO信號耦合電路的電路結構圖；

圖5為本發明中的卡片信號驅動電路的電路結構圖；

圖6為本發明中的電源單元電路的電路結構圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

一種用于預付費電能表的卡口隔離電路，如圖1所示，其包括為卡口和電能表內MCU模塊供電的電源單元電路，在所述卡口與MCU模塊間還設置有MCU與卡口隔離電路，所述MCU與卡口隔離電路連接有卡片信號接口電路和卡片信號驅動電路，所述卡片信號接口電路包括與電能表實現通信的卡片接觸式芯片，所述卡片信號驅動電路向卡片信號接口電路輸入晶振時鐘信號；所述MCU與卡口隔離電路還連接有卡片IO信號耦合電路，所述卡片IO信號耦合電路分別與卡片信號接口電路、卡片信號驅動電路連接。