提高電能表mcu內置實時時鐘精度的電源電路的制作方法
【專利摘要】提高電能表MCU內置實時時鐘精度的電源電路。提供了一種能避免電池長時間在工作中鈍化，進而造成計時誤差的提高電能表MCU內置實時時鐘精度的電源電路。電能表包括MCU、晶振和電源管理單元，電源管理單元通過供電電路連接電池和穩壓電源；在供電電路中設有防電池鈍化電路；防電池鈍化電路包括電阻R1、模擬開關K1，模擬開關K1處于常開狀態，模擬開關K1的控制端接收所述MCU的一個I/O口控制信號以控制通斷。本實用新型中電能表程序運行過程中每隔一段時間通過MCU的I/O口輸出高電平控制單通道雙向模擬開關K1閉合，電池放電，以防止電池進入鈍化狀態。可最大限度避免因電池鈍化帶來的日計時誤差。
【專利說明】提高電能表MCU內置實時時鐘精度的電源電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種提高電能表MCU內置實時時鐘RTC(Real-Time Clock)精度的電源電路。
【背景技術】
[0002]目前的電能表(智能電表)中均設有自備電源，一般采用鋰電池。由于在正常工作時電能表鋰電池不工作。在長時間不用時，電池會進入鈍化狀態造成電池失壓，從而當電池供電時會帶來計時較大誤差，國家電網公司2013年8月20日給電能表供應商發出的整改通知中在第2條“元器件環節”中首次提出了電池鈍化造成電池失壓問題，要求重點整改。

【發明內容】

[0003]本實用新型針對以上問題，提供了一種能避免電池長時間在工作中鈍化，進而造成計時誤差的提高電能表MCU內置實時時鐘精度的電源電路。
[0004]本實用新型的技術方案是:所述電能表包括MCU、晶振和電源管理單元，所述電源管理單元通過供電電路連接電池和穩壓電源；在所述供電電路中設有防電池鈍化電路；所述防電池鈍化電路包括電阻R1、模擬開關K1，所述電阻Rl —端和所述電池正極相連，所述電阻Rl另一端和所述模擬開關Kl 一端相連，所述模擬開關Kl另一端連接所述電池負極，所述模擬開關Kl處于常開狀態，所述模擬開關Kl的控制端接收所述MCU的一個I/O 口控制信號以控制通斷。
[0005]所述電阻Rl取值為1-1.8k Ω。
[0006]晶振的工作電壓為3.3V。
[0007]本實用新型在電能表設計中增加了防電池鈍化電路。電能表程序運行過程中每隔一段時間(時間的長短由電池的特性決定)通過MCU的I/O 口輸出高電平控制單通道雙向模擬開關Kl閉合，電池通過阻值為1.2K的電阻Rl和模擬開關Kl(型號:M74VHC1GT66DFT1G)放電，以防止電池進入鈍化狀態。電池放電過程中，電池上消耗的電流為3mA。放電持續時間不應過長，以防消耗過多電池電量。放電結束后，程序再將該I/O 口置O使模擬開關處于斷開狀態，電池不再放電。通過這一功能，可最大限度避免因電池鈍化帶來的日計時誤差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的電路圖，
[0009]圖2是本實用新型電能表的MCU的功能結構圖。
【具體實施方式】
[0010]本實用新型的技術方案是:所述電能表包括MCU、晶振和電源管理單元，所述電源管理單元通過供電電路連接電池和穩壓電源；在所述供電電路中設有防電池鈍化電路；所述防電池鈍化電路包括電阻R1、模擬開關K1，所述電阻Rl —端和所述電池正極相連，所述電阻Rl另一端和所述模擬開關Kl 一端相連，所述模擬開關Kl另一端連接所述電池負極，所述模擬開關Kl處于常開狀態，所述模擬開關Kl的控制端接收所述MCU的一個I/O 口控制信號以控制通斷。
[0011]所述MCU按以下方法控制所述模擬開關Kl的通斷，
[0012]I)、在15-30天內，未發生停電，所述MCU控制所述模擬開關Kl的I/O 口發出高電平，使得所述模擬開關Kl導通，則電池開始短暫放電，導通時間為5-15分鐘；然后所述MCU的一個I/O 口發出低電平，使得所述模擬開關Kl斷開，則電池放電結束；
[0013]2)、在15-30天內，發生停電，所述MCU控制所述模擬開關Kl的I/O 口一直發出低電平，使得述模擬開關Ki 一直處于斷開狀態。
[0014]所述電阻Rl取值為1-L 8k Ω。
[0015]晶振的工作電壓為3.3V。
[0016]一般電能表工程師在設計時只會考慮晶振布線和芯片功耗問題，而不會考慮供電電源對時鐘精度的影響。本 申請人:在開發過程中發現，如果本應采用低電壓(3.3V)供電的晶振采用高電壓供電(5V)，不僅會因晶振振蕩波幅度變大帶來射頻傳導輻射幅度變大，而且也會使時鐘精度降低。本實用新型分析了供電電源對時鐘精度的影響機理，并提出了一種芯片工作電源的選取方法。
[0017]時鐘精度降低具體原因分析如下:智能電能表都帶有3.6V鋰電池，當停電時由鋰電池供電，給電能表供電以維持晶振時鐘，確保計時連續。如果正常工作時晶振工作電源為5V,當停電后轉為鋰電池3.6V供電，晶振頻率將變化I?2ppm，即0.1728s/d。由于RTC的校正寄存器存儲的只是溫度變化對應的校正值，因此電網供電與電池供電切換就會造成計時誤差。因此，設計時晶振工作電壓最好為3.3V，以便與電池供電電壓一致(3.6V通過電池供電切換二極管后基本為3.3V)。V9811采用3.3V或5V單電源供電，內置3.3V穩壓電路用作晶振等模擬電路工作電壓，3.3V電壓紋波很小，因此在功耗滿足要求的情況下，采用5V電源供電，由5V電源內部穩壓產生的3.3V電源供給晶振，晶振頻率穩定度較用紋波相對較大的外部3.3V電源供電要好。
【權利要求】
1.提高電能表MCU內置實時時鐘精度的電源電路，所述電能表包括MCU、晶振和電源管理單元，所述電源管理單元通過供電電路連接電池和穩壓電源； 其特征在于，在所述供電電路中設有防電池鈍化電路；所述防電池鈍化電路包括電阻R1、模擬開關K1，所述電阻Rl —端和所述電池正極相連，所述電阻Rl另一端和所述模擬開關Kl 一端相連，所述模擬開關Kl另一端連接所述電池負極，所述模擬開關Kl處于常開狀態，所述模擬開關Kl的控制端接收所述MCU的一個I/O 口控制信號以控制通斷。
2.根據權利要求1所述的提高電能表MCU內置實時時鐘精度的電源電路，其特征在于，所述電阻Rl取值為1-1.8kΩ。
3.根據權利要求1所述的提高電能表MCU內置實時時鐘精度的電源電路，其特征在于，晶振的工作電壓為3.3V。
【文檔編號】H02J9/06GK203423534SQ201320558047
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】潘建華, 郎干勇, 李香, 朱世林, 徐振偉, 吳靜, 王應嬈 申請人:揚州市萬泰電器廠有限公司