[發明專利]一種電能表用電源檢測與切換裝置

在審

• 申請號: 201810726900.2
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108964245A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 張榮升
• 申請（專利權）人: 杭州乾程弘泰電力科技有限公司
• 主分類號: H02J9/04
• 分類號: H02J9/04
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本發明屬于開關電源保護技術領域，涉及一種電能表用電源檢測與切換裝置，主體結構包括MCU芯片單元、輔助電源電路單元、主電源電路單元、停抄電池電路單元、時鐘電池電路單元、DC/DC電路單元、假負載電路單元、一號電壓檢測電路單元、二號電壓檢測電路單元、一號P溝道MOSFET電路單元和二號P溝道MOSFET電路單元，電源檢測通過上電檢測一號電壓檢測電路單元、二號電壓檢測電路單元和DC/DC電路單元是否上電；MCU芯片單元檢測一號電壓檢測電路單元、二號電壓檢測電路單元和DC/DC電路單元的電平高低；當主電源電路單元掉電時，電源自動切換到停抄電池電路單元，MCU芯片單元進入低功耗模式，當停抄電池電路單元沒電時，電源自動切換到時鐘電池電路單元供電。

技術領域：

本發明屬于開關電源保護技術領域，涉及一種電能表用電源檢測與切換裝置，為寬輸入高可靠性能的開關電源方案提供了思路，適用于臺區輸入電壓過高的三相表及終端場合。

背景技術：

電源是向電子設備提供功率的裝置，也稱電源供應器，電源功率的大小，常見的電源是干電池(直流電)與家用的110V-220V交流電源，電流和電壓是否穩定，將直接影響電子設備的工作性能和使用壽命，對電源進行檢測和切換十分有必要。中國專利201210079002.5公開的一種充電源檢測切換裝置，具有一第一輸入端口與一第二輸入端口，分別適于耦接一第一電壓源與一第二電壓源，該充電源檢測切換裝置包括：檢測切換單元，耦接該第一輸入端口與該第二輸入端口，依據該第一電壓源、第二電壓源與該第一輸入端口、第二輸入端口的耦接情形輸出該第一電壓源與該第二電壓源所提供的電壓，其中該第一電壓源的輸出優先順序高于該第二電壓源；以及控制單元，耦接該檢測切換單元，在該充電源檢測切換裝置處于快充模式時輸出一快充控制信號，以控制該檢測切換單元同時導通該第一電壓源與該第二電壓源的充電路徑，其中該檢測切換單元包括：一切換單元，耦接該第一輸入端口與該第二輸入端口，輸出該第一電壓源或該第二電壓源所提供的電壓，其中該切換單元包括：二極管，其陽極適于耦接該第一輸入端口，該二極管的陰極耦接該充電源檢測切換裝置的輸出；P型晶體管，其柵極與源極分別耦接該二極管的陽極與陰極，該P型晶體管的漏極耦接該第二輸入端口；以及第一電阻，耦接在該P型晶體管的柵極與接地之間，其中該檢測切換單元包括：檢測單元，耦接該充電源檢測切換裝置的輸出，檢測該充電源檢測切換裝置的輸出，并依據該充電源檢測切換裝置的輸出產生一規格信號，其中該規格信號指示該充電源檢測切換裝置所輸出的電壓的規格；以及開關單元，耦接在該第二輸入端口與該充電源檢測切換裝置的輸出之間，該開關單元的導通狀態受控于該控制單元，其中當該充電源檢測切換裝置處于快充模式時，該控制單元輸出該快充控制信號以導通該開關單元，其中該開關單元為一晶體管，其中該檢測單元包括：穩壓器，耦接該充電源檢測切換裝置的輸出，依據該充電源檢測切換裝置輸出的電壓產生一第一參考電壓、一第二參考電壓以及一第三參考電壓；第二電阻；第三電阻；第四電阻；第五電阻，該第二電阻、第三電阻、第四電阻和第五電阻串接在該充電源檢測切換裝置的輸出與接地之間；第一比較器，其正輸入端耦接該第一參考電壓，該第一比較器的負輸入端耦接該第二電阻、第三電阻的共同接點；第二比較器，其正輸入端耦接該第二參考電壓，該第二比較器的負輸入端耦接該第三電阻、第四電阻的共同接點；以及第三比較器，其正輸入端耦接該第三參考電壓，該第三比較器的負輸入端耦接該第四電阻、第五電阻的共同接點，該第一比較器、第二比較器和第三比較器的輸出端輸出該規格信號，還包括：第一電壓保護電路，耦接在該第一輸入端口與該檢測切換單元之間，判別該第一電壓源所提供的電壓是否落在一第一預設電壓范圍內，以決定是否將該第一電壓源所提供的電壓輸出至該檢測切換單元；以及第二電壓保護電路，耦接在該第二輸入端口與該檢測切換單元之間，判別該第二電壓源所提供的電壓是否落在一第二預設電壓范圍內，以決定是否將該第二電壓源所提供的電壓輸出至該檢測切換單元，適用于一充電源檢測切換裝置，該充電源檢測切換裝置具有一第一輸入端口與一第二輸入端口，分別適于耦接一第一電壓源與一第二電壓源，該充電源檢測切換方法包括：檢測該第一電壓源、第二電壓源與該第一輸入端口、第二輸入端口的耦接情形；依據該第一電壓源、第二電壓源與該第一輸入端口、第二輸入端口的耦接情形輸出該第一電壓源與該第二電壓源所提供的電壓，其中該第一電壓源的輸出優先順序高于該第二電壓源；判斷該充電源檢測切換裝置是否處于快充模式；以及若該充電源檢測切換裝置處于快充模式時，同時導通該第一電壓源與該第二電壓源的充電路徑，還包括：檢測該充電源檢測切換裝置的輸出；以及依據該充電源檢測切換裝置的輸出產生一規格信號，其中該規格信號指示該充電源檢測切換裝置所輸出的電壓的規格，還包括：檢測與該第一輸入端口、第二輸入端口耦接的該第一電壓源、第二電壓源的電壓規格是否落在其對應的預設電壓范圍內，以決定是否將該第一電壓源、第二電壓源做為充電電源；中國專利200610092593.4公開的一種具有有源負載檢測功能的切換模式電源包括：切換單元，用于以由時間常數確定的頻率來切換輸入到變壓元件的初級線圈的交流功率，并且向所述變壓元件的次級線圈提供所切換的交流功率；分流單元，用于當從所述次級線圈輸出的整流的電流或電壓大于或小于基準值時，對從所述次級線圈輸出的電流分流，并且向虛設電阻器提供分流電流；檢測單元，用于檢測流到所述虛設電阻器的所述分流電流；以及控制單元，用于通過根據所述檢測單元所檢測的分流電流來改變所述切換單元的時間常數，并且降低提供到所述變壓元件的所述初級線圈的功率量，來控制切換頻率；中國專利200710039492.5公開的一種雙電源切換裝置，由兩臺斷路器、電動及手動操作機構、位置檢測主令開關、控制器組成，還包括使用線性光電耦合器的電壓檢測電路，其特征在于：所述的使用線性光電耦合器的電壓檢測電路，還包括一個校正用的線性光電耦合器，兩者具有相同的工作電流，所述的使用線性光電耦合器的電壓檢測電路合校正用的線性光電耦合器是這樣組成的；檢測電壓的線性光電耦合器的輸入端具有一個按常規設計的與發光管串接限流電阻，而它的輸出端也皆有一個串接的限流電阻，限流電阻的上端連接于控制器的直流電源，線性光電耦合器的輸出端還連接到微處理器的A/D1口用來讀出檢測電壓，校正用的線性光電耦合器與檢測電壓的線性光電耦合器同樣有分別串接于輸入輸出端的限流電阻，所不同的是輸入端的限流電阻的上端連接于微處理器的D/A口，輸出端的連接方法與檢測電壓的線性光電耦合器相同，只是連接線性光電耦合器的輸出端連接到微處理器的A/D2口用來讀出比較電壓；中國專利00135708.5公開的一種切換型電源系統的輕負載檢測方法，該切換型電源系統系包含第一繞組、第二繞組、第三繞組、及一個信號轉換電路，第一繞組與第二繞組操作時，第三繞組電壓與第二繞組的輸出電壓成比例，而在切換型電源系統操作時，切換型電源系統的一個檢測電路的操作包含下列步驟：檢測信號轉換電路的電壓變化；以及在信號轉換電路的電壓小於設定電壓時，判定切換型電源系統處於輕負載狀態。