一種前后級掉電檢測及控制磁保持繼電器拉閘與數據保存的電能表以及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電能表掉電拉閘與數據保存領域，具體涉及一種前后級掉電檢測及控 制磁保持繼電器拉閘與數據保存的電能表。
【背景技術】
[0002] 目前，市場上做掉電拉閘與數據保存的電能表有單純檢測后級掉電，也有通過計 量芯片發出掉電中斷。單純檢測后級掉電的為了能在掉電時控制繼電器拉閘與保存數據， 必須在后級電路中增加很多電容，這樣既增加了成本，也隨著時間的推移電容儲電能力變 成差，不能再滿足拉閘與數據保存。計量芯片檢測掉電可以選擇半個周波檢測時間，也可以 選擇1個周波檢測時間，檢測時間短，電網有波動會導致繼電器誤動作，檢測時間長時由于 計量芯片檢測是通過高通濾波器后檢測的，由于市電掉電快在半個周期內電壓就為〇,導致 計量芯片不能完全捕獲到掉電。本發明能夠正確捕獲到掉電，也能有足夠的能量控制繼電 器拉閘與數據保存，有效彌補了上述缺陷。

【發明內容】

[0003] 本發明旨在解決上述現有技術在掉電時不能有效控制繼電器拉閘與數據存儲的 問題，提出一種前后級掉電檢測及控制磁保持繼電器拉閘與數據保存的電能表。在掉市電 的瞬間就能正確捕獲到掉電，保證有充足的能量控制繼電器拉閘與數據存儲，使數據保存 更安全，并降低了單純后級檢測的成本，具有良好的應用前景。
[0004] 本發明的技術方案是： 一種前后級掉電檢測及控制磁保持繼電器拉閘與數據保存的電能表，它包括電源模塊 與控制模塊，所述電源模塊包括前級檢測單元與整流分壓單元;所述控制模塊包括后級檢 測單元、數據存儲單元、繼電器單元、單片機和計量單元;所述的前級檢測單元、整流分壓單 元、后級檢測單元、數據存儲單元、繼電器單元和計量單元均與單片機的對應信號端相連。
[0005] 本發明的前級檢測單元包括由二極管D1-D3、電阻R1、R3、R4和穩壓二極管VD1構成 的整流限壓電路、以及由三極管Q1M、電阻1?5謂、1?501、1?521、電容05謂、0531構成的前級檢測 電路，所述的二極管D1-D3構成半波整流，二極管D1-D3的正極分別接電能表的三相電源端， 二極管D1-D3的負極分別連接電阻Rl、R3、R4的一端，電阻Rl、R3、R4的另一端并接后接穩壓 二極管VD1的負極，穩壓二極管VD1的正極作為整流限壓電路的輸出接前級檢測電路的輸 入即三極管Q1M的基極，三極管Q1M的發射極接地，集電極串聯電阻R51M后接3.3V電源，三極 管Q1M的集電極也與單片機的10口 VT_CHK相連；當三相電源輸入時使所述穩壓二極管VD1 的瞬時電壓高于穩壓二極管的穩壓，所述單片機10 口 VT_CHK為低電平，當三相電源輸入時 使所述穩壓二極管VD1瞬時電壓低于穩壓，所述單片機10 口 VT_CHK為高電平。
[0006] 本發明的后級檢測單元包括電阻R1P、R4P、R7P、穩壓二極管D1P、三極管Q1P和電 容C2P、C3P，所述的電阻R4P的一端接電源端DC，電阻R4P的另一端接穩壓二極管DIP的負 極，穩壓二極管DIP的負極接三極管Q1P的基極，所述三極管Q1P的集電極連接上拉電阻RIP 的一端，三極管Q1P的集電極與電阻RIP的連接點與單片機的對應輸入端VIN_INT相連，所述 三極管Q1P的發射極接地，三極管Q1P的發射極和基極之間并聯電容C3P和電阻R7P，當輸入 電壓高于穩壓二極管的穩壓和三極管Q1P的Vbe之和時，所述單片機VIN_INT腳為低電平，當 輸入電壓低于穩壓二極管的穩壓和三極管Q1P的Vbe之和時，所述單片機VIN_INT腳為高電 平。
[0007] -種前后級掉電檢測及控制磁保持繼電器拉閘與數據保存的方法，應用前后級掉 電檢測及控制磁保持繼電器拉閘與數據保存的電能表，它包括以下步驟： (1 )、前級檢測單元進行掉電檢測，如果檢測到掉電，單片機控制繼電器單元拉閘并由 數據存儲單元儲存數據，如果檢測不到掉電，則持續檢測； (2) 、后級檢測單元進行掉電檢測，如果也檢測到掉電，單片機降低主頻進入休眠狀態 從而降低功耗，如果沒有檢測到掉電，則持續檢測10S; 如果在10S內后級檢測仍未檢測到掉電，單片機控制前述繼電器合閘，返回步驟(1)，如 果在10S內檢測到掉電，則單片機降低主頻進入休眠狀態。
[0008] 本方法還包括以下步驟： (3) 、后級檢測單元進行后級上電檢測，當檢測到后級上電，用戶通過按鍵控制繼電器 單元合閘，返回步驟(1)，當未檢測到后級上電時，持續檢測。
[0009] 本發明的有益效果： 本發明的電能表工作時所述單片機每毫秒檢測一次所述前級檢測的電平，發現所述前 級檢測檢測到掉電，所述單片機控所述制繼電器拉閘與所述數據保存，若所述后級檢測也 檢測到掉電并且所述制繼電器已經拉閘與所述數據保存已經結束則所述電能表進入休眠 模式，等待所述后級檢測檢測到上電，所述電能表正常工作。若所述前級檢測到掉電，所述 后級檢測在10S內未檢測到掉電，所述電能表控制所述繼電器合閘，并正常運行。
[0010]本發明實現了在掉市電的瞬間就能正確捕獲到掉電，保證有充足的能量控制繼電 器拉閘與數據存儲，使數據保存更安全，并降低了單純后級檢測的成本，具有良好的應用前 景。
[0011]
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發明的前級檢測單元原理框圖之一。
[0013] 圖2是本發明的前級檢測單元原理框圖之二。
[0014]圖3是本發明的后級檢測單元原理框圖。
[0015]圖4是本發明的三相輸入瞬時電壓圖 圖5是本發明的二相輸入瞬時電壓圖 圖6是本發明的一相輸入瞬時電壓圖 圖7是本發明的沒有輸入瞬時電壓圖 圖8是本發明的流程圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0018] 如圖1所示交流電A、B、C三相輸入，經過D1、D2、D3二極管再經過限流電阻R1、R3、R4 電阻，要使20V的所述穩壓管導通并且所述Q1M三極管基極電壓達到0.7V，則所述交流電A、 B、C三相輸入的瞬時電壓大于等于20.7V。
[0019]在三相電輸入中會出現四種情況，情況一:所述交流電A、B、C三相全部有電壓;情 況二:所述交流電A、B、C三相只有兩相有電壓;情況三:所述交流電A、B、C三相只有一相有電 壓;情況四：所述交流電A、B、C三相全部沒電壓輸入。
[0020] 情況一:所述交流電A、B、C三相全部有電壓(如圖4)。在這個情況下在一個周期內 最低瞬時電壓為220V*sin45約等于155.5V。全部大于