[发明专利]电能表外置断路器控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计以及布局领域，尤其是一种电表外置式的重合闸控制器设计电路。

背景技术

电表是日常生活当中较为常见的电子器件之一，其作用是监测每家每户的电量使用情况，电表也随着技术的发展推陈出新，智能电表的使用越来越多的出现在我们身边，智能电表当中最为关键的一个技术项目是根据用户是否按时缴纳电费的情况来进行远程控制用户的输配电。其主要原理为在电表外侧外置设置有一控制器，利用控制器内的控制芯片，以及网络传输接口，来远程控制断路器的开合，起到真正的远程控制，而控制器通常包括处理器模块，电源供电模块，电机模块，执行模块以及重合闸位置监测模块，其原理通常为电源供电模块分别向处理器模块，电机模块，重合闸位置监测模块进行供电，处理器模块接收重合闸位置监测模块发送的重合闸开闭信息并利用网络接口传送至终端，以用户是否欠费来判断是否要对重合闸进行开合。其中，现有的重合闸控制器的开关电源采用的是双电源供电切换方式，当需要给电机供电时启用开关电源，当在待机状态时启用线性电源，但是这样的开关电源使用后发现功耗较大，效率较低，并且耐低温性较差，整体电路在一些较为寒冷的地区会出现耐低温性差的情况，导致整个控制器无法正常使用。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种低功耗，耐低温的电表外置式的重合闸控制器设计电路。

为解决上述技术方案，本发明包括处理器模块，电源供电模块，电机模块，执行模块以及重合闸位置监测模块，所述电源供电模块采用电源芯片控制电路进行供电，所述电源芯片控制电路包括电源输出端，电源输入端，型号为LNK364或SC1145的电源芯片，整流滤波电路，高频变压器以及稳压电路，所述高频变压器包括初级绕组以及次级绕组，并且初级绕组与次级绕组分别设置有两个引脚，当电源输入端输入电源后，加给高频变压器进行变压，高频变压器变压之后输出电压至稳压电路进行稳压，稳压后作为电源输出端输出9伏电源电压，并输出至电源芯片作为电源芯片的工作电源，而该型号的电源芯片内设置有金氧半场效晶体管模块以及该模块引申而出的引脚，所述引脚与高频变压器的初级绕组电连接以调节电源输出端的电压，所述电机模块包括电机控制模组，所述电机控制模组采用分立H桥设计电路，包括第一输入端和第二输入端，以及用于控制电机运转顺序的四个MOS管，所述MOS管包括第一MOS管，第二MOS管，第三MOS管，以及第四MOS管，所述第一输入端与第一MOS管相互串联，并且第一MOS管与第二MOS管相互并联并串联至电机，所述第二输入端与第三MOS管相互串联，并且第三MOS管与第四MOS管相互并联并串联至电机，当第一输入端输入低电平，第二输入端输入高电平时，第三MOS管与第二MOS管导通，第一MOS管与第四MOS管截止，电机正转，当第一输入端输入高电平，第二输入端输入低电平时，第三MOS管与第二MOS管截止，第一MOS管与第四MOS管导通，电机反转，当第一输入端与第二输入端均为输入低电平时，四个MOS管截止，电机停止转动。

采用了上述结构后，区别于以往采用自供电电路和辅助绕组电路的方式，采用了型号为LNK364D或SC1145N的电源控制芯片，该两种型号的电源芯片是市场上较为常用的开关芯片之一，可根据不同的使用需求来进行替换，并且其都具有低功率高效率的离线式开关IC，整个开关电源的工作原理为经过整流滤波后的输入电压加给高频变压器的初级绕组的1脚上，而初级绕组的另外一个脚连接至电源控制芯片上，电源芯片产生PWM波给变压器2脚上，从而调节电源输出端9伏的电压。而该9伏的电压又可以作为电源芯片的工作电源输入至电源芯片的电源脚。这样的电源供电方式取代了以往的双电源供电，提高了工作效率，降低了功耗，提高了电源响应速度，并且在成本上也节省许多。在另一方面，电机控制模组采用的是分立H桥的形式，分立H桥的电路模式较为常规的一种电机控制电路，采用四个三极管或者四个MOS管进行驱动，通过两边输入电压的高低来驱动电机的正转以及反转，并且分立H桥的电路特点是低功耗，耐低温，采购方便，易实现，可以在零下40度的工作环境中工作并且对工作效率也不会造成多大的影响。作为本发明的进一步改进，在电源芯片中金氧半场效晶体管模块引申出的引脚还串联有RCD钳位电路，所述RCD钳位电路包括二极管，第一电阻，第二电阻以及电容，所述二极管的正极与引脚的输出端相连，所述二极管的负极与第一电阻的输入端相连，所述第一电阻的输出端分别与第二电阻以及电容相连，所述第二电阻与电容并联。所述第一电阻为47欧姆，第二电阻为240千欧姆，电容的电容量为1千微法。