專利名稱：信用卡預付費電子電能表的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子電能表，特別是一種運用電能信用卡進行管理的電子電能表。
電子電能表與感應式電能表相比，無論在計量精度、自身功耗以及免調校等方面所具有的優點是明顯的，在此基礎上發展而成的預付費電子電能表從解決抄表困難、避免管理混亂、提高電力部門的資金回籠速度等也必然會產生積極作用。但縱觀目前已面市的預付費電子電能表卻無一例外地采用了在電能表內部設置一個受控于控制電路的繼電器進行按預購電量限額供電的方法，即當預購電量使用完畢后由相關電路控制繼電器動作，切斷供電電源。有些電能表當預購電量使用完畢后允許再繼續使用少量電量(如10Kwh)，再切斷電源。兩種控制方法屬于同一類型，這種利用繼電器控制供電達到預付費管理目的的方法有以下弊端1、工業用戶一般不允許突然停電；2、民用電能表用戶因某種原因未能及時購電而被斷電會給用戶帶來諸多不便，以致造成用戶對此種管理方式的抵觸情緒；3、繼電器常閉觸點存在接觸電阻，造成電能表自身整體功耗增大，實測全新繼電器，工作電壓220V，負載20A時功耗為1.6W～2.5W，隨觸點被電弧燒蝕功耗會急劇增大，甚至燒毀釀成事故，執行斷電操作時，吸合線圈的自保功耗一般也在1.5W左右，因此實際上造成該類型電能表自身功耗可能大于感應式電能表，對節約能源不利；
4、繼電器為易損件，必然降低電網供電質量水平，也增加了電力部門的檢修工作和維修費用負擔，檢修不及時則可能引起事故。
本發明的目的是提供一種不再采用常規預付費電子電能表通過對預購的可用電量進行監控進而斷電的作法，而是每當可用電量使用完畢后對用戶繼續使用的這部分透支電量另行計量，直到用戶重新購電，使電力部門通過對透支電量的另行計量管理實現預付費管理方式。適用于單相和三相電能表，對三相工業用表尤為適宜的一種信用卡預付費電子電能表。
本發明的目的是通過如下方案實現的，它包括電能表殼、顯示裝置及裝在表殼內部的電壓電流取樣器件和電子電路及工作電源構成，其中表殼開有一可供插入電能信用卡的插槽和一個啟動讀/寫電路進行工作的按鍵，所說的電子電路包括模/數轉換電路、分頻電路、累計總用電量加法計量電路、可用電量計量電路、電能信用電子卡讀/寫操作電路、電量數據顯示電路、聲光報警電路等構成，其技術解決方案在于所說的電子電路還包括透支電量加法計量電路和日歷時鐘電路。其中透支電量加法計量電路一端與分頻電路的輸出端相接，另一端與數據總線連接。日歷時鐘電路與電能信用卡讀/寫操作電路連接。
本發明的優點是由于撤掉了常規預付費電子電能表中的供電控制繼電器及相關附加電路，從而不再以切斷供電電源的方式來實現用電量的管理，而通過對透支用電量實施計量，并利用電能信用卡實現預付費的管理目的。同時利用電能表內部的電子電路及相應的處理算法對累計總用電量、可用電量、透支用電量同時進行計量，并且當可用電量用完并進入透支用電狀態后，由電能表發出提示用戶應重新購電的聲、光報警指示。本發明還通過日歷時鐘電路對累計總用電量、可用電量及透支用電量這三項運行狀態值及插卡時間寫入電能信用卡，從而幫助電力部門準確掌握用戶電表的運行狀態及最近一次的插卡時間。
下面結構附圖對本發明加以詳述

圖1為本發明的電路方框圖；圖2為計量處理算法流程圖；圖3為電能信用卡讀/寫操作算法流程圖。
實施例本發明是由電能表殼、顯示裝置及裝在表殼內部的電壓、電流取樣器件和電子電路及工作電源構成，其中在表殼上有一可供插入電能信用卡的插槽和一個啟動讀/寫電路進行工作的按鍵。下面參見圖1-3對本發明的電子電路的組成及其工作原理進行說明。
如圖1所示電子電路包括模/數轉換電路1、分頻電路2、累計總用電量加法計量電路3、可用電量計量電路4、透支電量加法計量電路5，電能信用電子卡讀/寫操作電路6、電能表內部電子卡讀/寫操作電路7、電量數據顯示電路8、聲/光報警電路9、語音合成10、日歷時鐘電路11、電能信用卡12、售電管理系統13共同構成。
電能表的工作原理分兩種工作狀態，第一種為計量工作狀態，如圖2所示其電信號經電壓、電流取樣器件采集得正比于用電功能大小的電壓、電流取樣信號，送入模/數轉換電路1經內部電路放大和四象限乘法器件作乘法運算以及V/F轉換和分頻處理，當用電量達到1/100度時，可輸出一脈寬為250MS的計量脈沖，該脈沖經分頻電路2再分頻，當用電量達到一度(Kwh)時，可輸出一度計度脈沖信號，該脈沖信號送往累計總用電量計量電路3作加法累計計量，同時一度信號送往可用電量計量電路4作減一計量，該計量是隨使用過程逐漸減少的，一旦減為零即停止減一計量，并由聲/光報警電路9提示用戶已經進入透支電量工作狀態。同時對繼續產生的一度計量脈沖信號改由透支電量計量電路5進行加法計量工作。也就是說當可用電量使用完后，對繼續使用的這部分電量視為透支用電量。該透支計量加法電路直至電能信用卡新的購電量被讀入后才停止工作，由可用電量計量電路4進行計量工作。至此，本電路完成了對電能表三項運行狀態的計量工作。每當一度計量脈沖信號產生時，本電路同時啟動電能表內部電子卡讀/寫操作電路7進行操作，將上述三項運行狀態值寫入內部電子卡。當供電線路停電又恢復供電時，該電路能自動啟動讀操作，首先恢復三項運行狀態值至三個相應的計量電路，從而繼續進行計量工作。
電量數據顯示電路8用于對電能表動態運行值的顯示，其中累計總用電量用于作為核定實際總用電量的依據。聲/光報警電路9是當可用電量為零時，由電路驅動一發光管提示用戶已經進入透支用電量工作狀態。透支用電后每用0.1度電便自動啟動語音合成電路10將當前已透支電量準確報出，此電路同時受控于電能信用卡讀/寫操作啟動按鍵，該按鍵除用于啟動電能信用卡的讀/寫操作外，平時若被按動也可使語音提示電路啟動。當可用電量為零時，報告透支電量，當可用電量大于零時則報告當前剩余電量。
日歷時鐘電路11為一常規的日歷時鐘電路，用于用戶插入電能信用卡時，向電能信用卡寫操作電路提供當前日歷時間數據信號。
如圖3所示電能表的另一工作狀態是當用戶將電能信用卡插入電能表信用卡座并啟動按鍵后，電能信用卡讀/寫操作電路6開始工作，讀取購電量數據信息。該電量經數據總線送往可用電量計量電路4，在那里完成與原剩余可用電量相加工作，并以此作為新的可用電量繼續進行減法計量。信用卡讀/寫操作電路還同時完成將三項運行狀態值和當前插卡時間寫回電能信用卡的工作，而且三項運行狀態值的相應計量電路和數據輸出線都與電能信用讀/寫操作電路相連。因此，在電路的控制下，三項運行狀態值亦同時被寫回電能信用卡，同時被寫回的還有由日歷時鐘送出的當前時間，(由于電力部門規定用戶在下次買電前應再插卡一次)。故累計總用電量和最近透支量的數據就可以通過電能信用卡傳遞至電力部門，由電力部門據此進行透支量收費。因此只要得知用戶電能表運行狀態和插卡時間就能進行準確的預付費管理。
用戶購電后首次將信用卡插入電能表時，購電量數值必然大于零，經本電路識別后，將當前三項運行狀態值寫入電能信用卡的I號存貯區，待讀/寫工作完成后，購電量存貯單元已被清零。若用戶在下次未重新購電前又再次將信用卡插入電表，此時因購電量單元數據為零，經識別后，則將本次插卡時的最新三項運行狀態值寫入電能信用卡的II號存貯區，電力部門根據I、II號存貯區的內容判斷出用戶的插卡狀況進行合理收費。下面就此種方式作一簡單說明，以I號存貯區累計總用電量為W1，以II號存貯區累計總用電量為W2為例，可有如下判斷過程1、若W2大于W1，說明用戶在上次購電后至下次購電前有過再次插卡動作。求(W2—W1)/該用戶日平均用電量之值，可得出上次購電后首次插入日期至本次購電前的最后一次插卡所經歷的大致天數，其中該用戶日平均用電量由電力部門專用的計算機售電管理系統資料統計獲知，而上次購電后的首次插卡日期一般與該用戶上次購電日期相同，該日期在售電管理系統中是有記載的，這樣可得用戶購電前的最后一次實際插卡日期。
2、若W1大于W2，說明用戶上次購電后，只將電能信用卡插至電能表一次，無二次重插卡動作，(這里排除用戶上次購電后一直未曾插卡的情況，當購電量大于零時屬于這種情況，一般不會出現)，若電力部門的管理規定要求用戶購電前須再插卡一次，顯然對未插卡者是可以識別的。
上述分析與判斷工作由配套的售電管理系統完成。
考慮最不利情況，電力部門可根據I號存貯區所示的透支用量值核收透支電費，這會造成上次透支部份的電費要滯后到下次買電時才能收回的情況，若用戶自覺插卡，則不會出現滯后收回。當然電路中若含有日歷時鐘電路11，且規定要求用戶購電前必須插卡，則插卡日期必然準確，也就達到通過電能信用卡實現了預付費管理的目的。
權利要求
1.一種信用卡預付費電子電能表，包括電能表殼、顯示裝置及裝在表殼內部的電壓電流取樣器件和電子電路及工作電源構成，其中表殼開有一可供插入電能信用卡的插槽和一個啟動讀/寫電路進行工作的按鍵，所說的電子電路包括模/數轉換電路(1)、分頻電路(2)、累計總用電量加法計量電路(3)、可用電量計量電路(4)、電能信用電子卡讀/寫操作電路(6)、電能表內部電子卡讀/寫操作電路(7)、電量數據顯示電路(8)、聲光報警電路(9)等構成，其特征在于所說的電子電路還包括透支電量加法計量電路(5)和日歷時鐘電路(11)，其中透支電量加法計量電路(5)的一端與分頻電路(2)的輸出端相接，另一端與數據總線連接，日歷時鐘電路(11)與電能信用卡讀/寫操作電路(6)連接。
全文摘要
本發明提供了一種信用卡預付費電子電能表，該電能表由表殼、顯示裝置及裝在表殼內部的電子電路等構成。其特征是所說的電子電路除包括模/數轉換、分頻、總用電量加法計量可用電量計量、信用卡讀/寫操作和表內部讀/寫操作等電路外，主要還包括透支電量加法計量和日歷時鐘電路。通過該電路的控制，實現每當可用電量使用完畢后，對繼續使用的透支電量另行計量的管理方式，并通過日歷時鐘準確掌握電表的運行狀況。從而解決了普通預付費電能表因預購電量使用完畢切斷供電電源而給用戶帶來的諸多不便。本發明適用于單相和三相電能表，對三相工業用表尤為適宜。
文檔編號G01R22/00GK1122452SQ9510310
公開日1996年5月15日 申請日期1995年3月16日 優先權日1995年3月16日
發明者梁靖遠, 柳瑜, 歐國漢 申請人:廣州市海珠區華洋物資發展公司