一種防止電表低電壓重復(fù)啟動(dòng)的電路與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)易可靠的防止在低電壓時(shí)電表重復(fù)啟動(dòng)的電路或方法，主要用于電測(cè)儀器儀表領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)智能電能表產(chǎn)品要求越來(lái)越高，不僅要求性能可靠，價(jià)格低廉，還需要有寬電壓工作范圍，并要求智能電表有掉電檢測(cè)功能。
[0003]目前，檢測(cè)智能電表掉電常用的方案是對(duì)電表內(nèi)的變壓器的輸出電壓整流后進(jìn)行采樣，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，若高于設(shè)定值則認(rèn)為已上電，若低于設(shè)定值則認(rèn)為掉電。而目前的電能表產(chǎn)品的90%以上的供電電源采用變壓器方式。
[0004]由于國(guó)家電網(wǎng)要求60%額定電壓時(shí)就能正常工作，而此時(shí)的變壓器供電能力非常弱，啟動(dòng)前由于負(fù)載小，輸出電壓存在虛高現(xiàn)象而高于設(shè)定值的問(wèn)題，電表檢測(cè)到上電便啟動(dòng)，啟動(dòng)后由于負(fù)載增大，變壓器輸出電壓便會(huì)跌落又低于設(shè)定值，此時(shí)電表檢測(cè)到掉電，進(jìn)入睡眠狀態(tài)，睡眠狀態(tài)負(fù)載減小，以此往復(fù)循環(huán)，進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，很可能造成電表出錯(cuò)，甚至程序紊亂。
[0005]例如，常用的穩(wěn)壓電源主要有線性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源兩種。線性穩(wěn)壓電源由于調(diào)整管工作在線性放大區(qū)，在輸入輸出電壓差值越大時(shí)，調(diào)整管的損耗越大，電源效率較低，有時(shí)還需配備散熱裝置，且只能實(shí)現(xiàn)輸入到輸出的降壓轉(zhuǎn)換。但線性穩(wěn)壓電源的輸出波形具有失真度低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快和頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中，調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由于管子的飽和導(dǎo)通壓降和截止電流都很小，所以管耗主要發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，電源效率可提高到75%-97%。同時(shí)，由于省略了電源變壓器和調(diào)整管的散熱裝置，所以相對(duì)于線性穩(wěn)壓電源，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源體積小、重量輕。但開(kāi)關(guān)電源的輸出波形電壓紋波大，存在電壓畸變和延時(shí)，且電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜、對(duì)元器件要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是解決上述缺陷，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易可靠的防止電表處于低電壓時(shí)重復(fù)啟動(dòng)的解決方案，解決常規(guī)方案高成本、工藝復(fù)雜以及可靠性低的問(wèn)題。本發(fā)明一種防止電表低電壓重復(fù)啟動(dòng)的電路，并聯(lián)于電表內(nèi)的電源，簡(jiǎn)單可靠。在一個(gè)方案中，可米用分壓的方式來(lái)產(chǎn)生電源的啟動(dòng)電壓，而同時(shí)使用一個(gè)負(fù)載來(lái)帶動(dòng)實(shí)際電壓的啟動(dòng)，同時(shí)通過(guò)測(cè)量這個(gè)實(shí)際電壓和所產(chǎn)生的電源啟動(dòng)電壓相比較后可確認(rèn)電表已經(jīng)正常上電，此時(shí)即可斷開(kāi)負(fù)載。電表的處理器(例如MCU)等元器件可接通至電源。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明一個(gè)方面，一種防止電表低電壓重復(fù)啟動(dòng)的電路包括:連接于電源端與接地端之間的帶載負(fù)載，用于產(chǎn)生帶載電壓;并聯(lián)于所述帶載負(fù)載的啟動(dòng)電壓設(shè)定電路，通過(guò)分壓方式來(lái)設(shè)定電源啟動(dòng)電壓；以及比較開(kāi)關(guān)，設(shè)于所述帶載負(fù)載與啟動(dòng)電壓設(shè)定電路之間，根據(jù)所述啟動(dòng)電壓來(lái)導(dǎo)通或關(guān)斷所述的帶載負(fù)載。
[0008]較佳的，所述的啟動(dòng)電壓設(shè)定電路包括了串接于電源端與接地端之間的第一分壓電阻和第二分壓電阻。
[0009]在一個(gè)較佳例子里，所述比較開(kāi)關(guān)包括相互共射連接的第一三極管和第二三極管，所述第一三極管的集電極C極和發(fā)射極E極分接至電源端和接地端，所述比較開(kāi)關(guān)被配置為:在所述帶載電壓低于電源啟動(dòng)電壓時(shí)，關(guān)斷第二三極管并導(dǎo)通第一三極管以啟動(dòng)所述帶載負(fù)載，從而使得電源端為實(shí)際可測(cè)帶載電壓；以及在所述帶載電壓等于或高于電源啟動(dòng)電壓時(shí)，導(dǎo)通第二三極管并關(guān)斷第一三極管以關(guān)斷帶載負(fù)載，使得電表的電源啟動(dòng)。
[0010]在本發(fā)明另一個(gè)方面，一種防止電表低電壓重復(fù)啟動(dòng)的方法包括:在電表電源端與接地端設(shè)置帶載負(fù)載以產(chǎn)生帶載電壓;與所述帶載負(fù)載并聯(lián)設(shè)置一啟動(dòng)電壓設(shè)定電路以通過(guò)分壓方式來(lái)設(shè)定電源啟動(dòng)電壓；比較所述帶載電壓與電源啟動(dòng)電壓，在所述帶載電壓等于或高于電源啟動(dòng)電壓時(shí)，關(guān)斷所述帶載負(fù)載，啟動(dòng)電表的電源。
[0011]較佳的，上述方法可進(jìn)一步包括:通過(guò)在所述帶載負(fù)載與啟動(dòng)電壓設(shè)定電路之間設(shè)置比較開(kāi)關(guān)來(lái)比較所述的帶載電壓與電源啟動(dòng)電壓。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)勢(shì)在于:可通過(guò)簡(jiǎn)單的電路方式檢測(cè)電源兩端實(shí)際電壓大小，不需要設(shè)計(jì)其他額外附加電路或元器件來(lái)穩(wěn)定電源的電壓，而且成本較低且實(shí)際效果突出，便于推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明電路實(shí)施例的部分示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合圖1，本發(fā)明防止電表低電壓重復(fù)啟動(dòng)的電路主要包括了并聯(lián)在電源兩側(cè)的負(fù)載R，這個(gè)負(fù)載R被用于承載實(shí)際測(cè)量電壓的介質(zhì)，其連接于所述的電源端VCC與接地端GND之間，用于產(chǎn)生帶載電壓。所述電路又包括了并聯(lián)于所述帶載負(fù)載的啟動(dòng)電壓設(shè)定電路，通過(guò)分壓方式來(lái)設(shè)定電源啟動(dòng)電壓；以及比較開(kāi)關(guān)，設(shè)于所述帶載負(fù)載與啟動(dòng)電壓設(shè)定電路之間，根據(jù)所述啟動(dòng)電壓來(lái)導(dǎo)通或關(guān)斷所述的帶載負(fù)載。
[0015]按照?qǐng)D1實(shí)施例，所述的啟動(dòng)電壓設(shè)定電路包括了串接于電源VCC端與接地端GND之間的第一分壓電阻R4和第二分壓電阻R5。分壓電阻用于產(chǎn)生電表電源的實(shí)際啟動(dòng)電壓。
[0016]在一個(gè)較佳例子里，所述比較開(kāi)關(guān)包括相互共射連接的第一三極管Ql和第二三極管Q2，所述第一三極管Ql的集電極C極和發(fā)射極E極分接至電源端VCC和接地端GND。在該實(shí)施例中，所述比較開(kāi)關(guān)可被配置為:在所述帶載電壓低于電源啟動(dòng)電壓時(shí)，關(guān)斷第二三極管Q2并導(dǎo)通第一三極管Ql以啟動(dòng)所述帶載負(fù)載R，從而使得電源端VCC為實(shí)際可測(cè)帶載電壓；以及在所述帶載電壓等于或高于電源啟動(dòng)電壓時(shí)，導(dǎo)通第二三極管Q2并關(guān)斷第一三極管Ql以關(guān)斷帶載負(fù)載R，使得電表的電源正常啟動(dòng)。
[0017]例如圖1所示，第一三極管Ql的基極連接至第二三極管Q2的集電極，在電源端VCC與三極管Ql的基極之間連接有第一電阻Rl和第二電阻R2，其中第一電阻Rl用來(lái)決定對(duì)第一三極管Ql的調(diào)節(jié)能力，第二電阻R2用于調(diào)整第一三極管Ql與第二三極管Q2之間的電壓差，從而可通過(guò)第二三極管Q2的輸出來(lái)控制第一三極管Ql的狀態(tài)變化。在第一分壓電阻R4與第二分壓電阻R5之間設(shè)置了第三電阻R3，第三電阻R3另一端連接第二三極管Q2的基極，從圖1中可看出，第一、第二三極管的射極共地連接。
[0018]當(dāng)啟動(dòng)電表的電源時(shí)，即電壓從OV逐漸增大的過(guò)程中，第二三極管Q2截止，從而使得與第二三極管Q2的集電極連接的第一三極管Ql導(dǎo)通，則在帶載電阻R上產(chǎn)生電壓，此電壓即可反映為是電源端VCC的電壓，而且，這個(gè)電壓是實(shí)際所測(cè)得的真實(shí)電壓，并非前述中由于負(fù)載阻值過(guò)低而造成的電壓虛高缺陷。
[0019]當(dāng)分壓電阻R4和R5兩端電壓等于或者開(kāi)始小于這個(gè)實(shí)際測(cè)得的帶載電壓后，此時(shí)第二三極管Q2開(kāi)始導(dǎo)通，由于第二三極管Q2的導(dǎo)通以及電阻R2和Rl的作用，使得第一三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，從而使得上述帶載負(fù)載R回路斷開(kāi)，此時(shí)的實(shí)際電壓即可等于分壓電阻R4、R5實(shí)際分壓的電壓。