一种智能电能表的断电数据保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种智能电能表的断电数据保护装置，包括市电电源模块、超电供电模块、电池供电模块、MCU供电电源模块和安全供电控制电路，市电电源模块、超电供电模块分别通过安全供电控制电路连接至MCU供电电源模块，安全供电控制电路包括电容矩阵延时电路模块、三极管和MOS管，市电电源模块通过二极管D1连接至三极管的集电极，电池供电模块还通过二极管D2连接至三极管的集电极，三极管的基极连接电容矩阵延时电路模块，三极管的发射极连接MOS管的漏极，超电供电模块连接MOS管的源极，MOS管的漏极连接MCU供电电源模块。本实用新型专利技术可实现电能表断电时为MCU提供足够时长和稳定的用于保存数据的临时电能，从而提高电能表保存数据的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能电能表的断电数据保护装置
本技术涉及电能表
，具体涉及一种智能电能表的断电数据保护装置。
技术介绍
新型电能表按照IR46标准的要求，法制计量与非法制计量应采用物理分离，法制计量部门要求高可靠长寿命，且不允许进行软件升级。其中，法制计量包括电量、时钟等法制数据，且规定电池仅只能为时钟供电不能为电能表的MCU供电，断电后维持内部时钟正确工作不低于10年；计量部分要求每分钟保存正反向有功电能、电参数的测量数据及冻结等数据。电能表在上电或断电过程中需加载或保存大量数据，尤其是断电情况下保存大量数据时需要为MCU提供足够的供电时长。现有技术中，关于电能表断电时保存数据的方法一般有两种方法，一种是采用低功耗程序模式，MCU处于休眠或停机状态，由电池等后备电源供电，数据保存在RAM中，等待上电后依靠市电保存数据；另一种是快速检测断电并依靠电解电容等临时储电，由临时储电为MCU保存小量数据。这两种方法均存在明显的不足：采用MCU低功耗程序模式的方法因外界干扰等因数可能导致MCU复位，保存在RAM中的数据存在丢失的风险，且由电池供电跑低功耗并保存数据会降低电池寿命，存在不能达到断电保持时钟正确要求年限的风险；另一种依靠电解电容等临时储电的方法，随着电能表使用时间的延长，电解电容的电容值逐渐下降，存在可能不能提供足够时长的稳定供电能力的风险。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出一种智能电能表的断电数据保护方法和装置，旨在实现电能表断电时为MCU提供足够时长和稳定的用于保存数据的临时电能，从而提高电能表保存数据的安全性。具体的技术方案如下：一种智能电能表的断电数据保护方法，包括如下方法：(1)在电能表中分别设置市电电源模块、超电供电模块和电池供电模块，且所述市电电源模块、超电供电模块、电池供电模块通过一个安全供电控制电路连接至用于为电能表的MCU在市电电源失电情况下进行供电切换的MCU供电电源模块；(2)安全供电控制电路包括一个带有一组蓄能电容的电容矩阵延时电路模块，所述的一组蓄能电容通过一个电阻R1连接一个三极管的基极，在连接所述一组蓄能电容与所述三极管的基极之间的线路上设置有分别接通或断开所述一组蓄能电容中电容器的线路控制器，所述线路控制器连接电能表的MCU；所述三极管的发射极连接至一个MOS管的栅极，所述MOS管的漏极连接至MCU供电电源模块，所述超电供电模块连接至所述MOS管的源极，所述市电电源模块、电池供电模块分别通过一个二极管连接至所述三极管的集电极；(3)电能表的MCU不断检测市电电源模块的供电情况，在市电失电情况下MCU通过所述线路控制器接通所述一组蓄能电容与所述三极管的基极之间的线路为所述三极管提供基极电流，同时利用连接到所述三极管集电极的电池供电模块为MOS管提供RC时间常数的时长，由超电供电模块为MCU供电电源模块提供正常工作电压，确保市电失电情况下的电能表MCU在保存数据时的供电电压的稳定可靠。优选的，所述三极管为NPN三极管，所述MOS管为NMOS管。优选的，所述一组蓄能电容并联设置，所述并联设置的一组蓄能电容其一端接地、另一端依次连接所述线路控制器和所述电阻R1，所述电阻R1连接所述三极管的基极。优选的，所述超电供电模块包括超级电容器和连接所述超级电容器的超电充电电路，所述市电电源模块连接所述超电充电电路以用于为所述超级电容器充电，所述市电电源模块连接所述超电充电电路以用于为所述超电供电模块的超级电容器充电。优选的，所述超电供电模块通过电阻R2连接至所述MOS管的源极。一种智能电能表的断电数据保护装置，包括市电电源模块、超电供电模块、电池供电模块、MCU供电电源模块和安全供电控制电路，所述超电供电模块包括超级电容器和连接所述超级电容器的超电充电电路，所述市电电源模块连接所述超电充电电路以用于为所述超级电容器充电，所述市电电源模块、超电供电模块分别通过所述安全供电控制电路连接至所述MCU供电电源模块以用于为电能表的MCU供电，所述安全供电控制电路包括电容矩阵延时电路模块、三极管和MOS管，所述市电电源模块通过二极管D1连接至所述三极管的集电极，所述电池供电模块连接电能表MCU时钟单元，所述电池供电模块还通过二极管D2连接至所述三极管的集电极，所述三极管的基极连接所述电容矩阵延时电路模块，所述三极管的发射极连接所述MOS管的漏极，所述超电供电模块连接所述MOS管的源极，所述MOS管的漏极连接所述MCU供电电源模块。优选的，所述三极管为NPN三极管，所述MOS管为NMOS管。优选的，所述电容矩阵延时电路模块包括连接在所述三极管基极上电阻R1、连接电阻R1的一组蓄能电容，所述一组蓄能电容并联后其一端接地、另一端连接所述三极管的所述电阻R1；在所述一组蓄能电容与所述电阻R1的连接线之间设置有用于控制所述一组蓄能电容与所述电阻R1之间分别接通或断开的线路控制器，所述线路控制器连接电能表的MCU。优选的，所述一组蓄能电容中的电容器数量为四个。优选的，所述超电供电模块通过电阻R1连接所述MOS管的源极。本技术的有益效果是：第一，本技术的一种智能电能表的断电数据保护装置，通过在安全供电控制电路中设置电容矩阵延时电路模块、NPN三极管和NMOS管，利用电池供电模块为NMOS管提供足够的RC时间常数的时长，并由超电供电模块为MCU供电电源模块提供MCU所需的正常工作电压，由此实现了在断电情况下为MCU安全保存数据提供了一种稳定可靠的临时供电电源。第二，本技术的一种智能电能表的断电数据保护装置，电容矩阵延时电路模块能够根据不同规模数据保存的需要设置不同的RC时间常数的时长，从而可以最大限度地实现零极限电池消耗。附图说明图1是本技术的一种智能电能表的断电数据保护装置的总体结构示意图；图2是图1的具体实施例。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。实施例1：如图1至2所示为本技术的一种智能电能表的断电数据保护方法的实施例，包括如下方法：(1)在电能表中分别设置市电电源模块、超电供电模块和电池供电模块，且所述市电电源模块、超电供电模块、电池供电模块通过一个安全供电控制电路连接至用于为电能表的MCU在市电电源失电情况下进行供电切换的MCU供电电源模块；(2)安全供电控制电路包括一个带有一组蓄能电容的电容矩阵延时电路模块，所述的一组蓄能电容通过一个电阻R1连接一个三极管的基极，在连接所述一组蓄能电容与所述三极管的基极之间的线路上设置有分别接通或断开所述一组蓄能电容中电容器的线路控制器，所述线路控制器连接电能表的MCU；所述三极管的发射极连接至一个MOS管的栅极，所述MOS管的漏极连接至MCU供电电源模块，所述超电供电模块连接至所述MOS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电能表的断电数据保护装置，其特征在于，包括市电电源模块、超电供电模块、电池供电模块、MCU供电电源模块和安全供电控制电路，所述超电供电模块包括超级电容器和连接所述超级电容器的超电充电电路，所述市电电源模块连接所述超电充电电路以用于为所述超级电容器充电，所述市电电源模块、超电供电模块分别通过所述安全供电控制电路连接至所述MCU供电电源模块以用于为电能表的MCU供电，所述安全供电控制电路包括电容矩阵延时电路模块、三极管和MOS管，所述市电电源模块通过二极管D1连接至所述三极管的集电极，所述电池供电模块连接电能表MCU时钟单元，所述电池供电模块还通过二极管D2连接至所述三极管的集电极，所述三极管的基极连接所述电容矩阵延时电路模块，所述三极管的发射极连接所述MOS管的漏极，所述超电供电模块连接所述MOS管的源极，所述MOS管的漏极连接所述MCU供电电源模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能电能表的断电数据保护装置，其特征在于，包括市电电源模块、超电供电模块、电池供电模块、MCU供电电源模块和安全供电控制电路，所述超电供电模块包括超级电容器和连接所述超级电容器的超电充电电路，所述市电电源模块连接所述超电充电电路以用于为所述超级电容器充电，所述市电电源模块、超电供电模块分别通过所述安全供电控制电路连接至所述MCU供电电源模块以用于为电能表的MCU供电，所述安全供电控制电路包括电容矩阵延时电路模块、三极管和MOS管，所述市电电源模块通过二极管D1连接至所述三极管的集电极，所述电池供电模块连接电能表MCU时钟单元，所述电池供电模块还通过二极管D2连接至所述三极管的集电极，所述三极管的基极连接所述电容矩阵延时电路模块，所述三极管的发射极连接所述MOS管的漏极，所述超电供电模块连接所述MOS管的源极，所述MOS管的漏极连接所述MCU供电电源模块。


2....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国富，缪炜，张晓东，吴懋珏，陶英浩，何志超，
申请(专利权)人：江阴长仪集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32