预付费电表控制机构的制作方法

预付费电表控制机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种预付费电表控制机构，包括一个电机、一个驱动控制装置、一个电压检测装置以及一个控制器，电压检测装置在检测到电路中存在过电压或者欠电压时，可以通过脱扣线圈使得断路器及时脱扣，保护了预付费电表的安全。
【专利说明】预付费电表控制机构

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及预付费电表，尤其涉及一种低压领域的预付费电表控制机构。

【背景技术】
[0002]预付费电表又叫做定量电能表、IC卡电度表，除了具有普通电能表的计量功能外，特别的是用户先买电，买电后才能用电，若用完电后用户不继续买电，则自动切断电源停止供电。但是，如果电网电压出现异常，比如出现过电压或者欠电压的情况下，预付费电表则无法正常工作而损坏。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的之一是提供一种预付费电表控制机构，可以在电网电压出现过电压或者欠电压的情况下，自动断开电路，保护预付费电表的安全。
[0004]本实用新型提供了一种预付费电表控制机构，包括一个电机、一个驱动控制装置、一个电压检测装置以及一个控制器，其中，
[0005]所述电机与一个断路器连接，并带动所述断路器合闸，所述断路器具有脱扣线圈；
[0006]所述电压检测装置与所述断路器所在的电路连接，以检测所述电路电压，并生成电压信号；
[0007]所述控制器与所述电压检测装置信号连接，当所述信号表明所述电压高于预定最高电压或者低于预定最低电压时，向所述驱动控制装置发出脱扣驱动信号，当所述信号表明所述电压不再高于预定最高电压或者不再低于预定最低电压时，向所述驱动控制装置发出合闸驱动信号；
[0008]所述驱动控制装置与所述断路器的脱扣线圈连接，并与所述控制器信号连接，以根据所述脱扣驱动信号控制所述脱扣线圈使得所述断路器脱扣，所述驱动控制装置还与所述电机连接，以根据所述合闸驱动信号控制所述电机的运动。
[0009]这样，当电网中的电压出现过电压或者欠电压的情况下，可以及时地断开电路，防止对预付费电表造成损害，而且还可以保护用户的负载设备的安全，而当电压恢复正常的情况下，又可以自动重合闸，重新恢复正常工作，无需用户手动操作断路器，避免了触电危险。
[0010]在本实用新型的一个实施例中，所述电压检测装置包括一个比较器以及与该比较器连接的至少一个电阻，且所述电阻接入所述断路器所在的电路，所述比较器与所述控制器连接。
[0011]通过电阻与比较器，可以将输入的电路中的交流电压差分缩小，便于控制器进行判断是否出现过电压或者欠电压，或者电压是否恢复正常，从而以一种简单的方式实现对电压的检测。
[0012]在本实用新型的又一个实施例中，还包括与所述控制器连接的两个霍尔传感器，所述霍尔传感器的位置分别对应于断路器的分闸和合闸状态，并在所述断路器处于分闸或者合闸状态时向所述控制器发出信号。
[0013]当电机转动的过程中，其中的磁铁也会一起随之旋转，通过霍尔传感器进行检测，便可以判断转动到什么位置，是否已经使得断路器重新合闸或者已经分闸成功，有效识别了电机的状态，从而可以更精确地控制电机的运行和停止。
[0014]在本实用新型的再一个实施例中，还包括一个电源，所述电源为所述控制器提供电力，从而保证了系统的用电正常，从而可以在电网停电的情况下仍然可以保证预付费电表控制机构的正常工作。
[0015]在本实用新型的一个实施例中，所述控制器与所述预付费电表连接，并根据所述预付费电表中的余额情况向所述驱动控制装置发出驱动信号，使得电机带动断路器合闸或者分闸。对于普通电表的收费，需要抄表人员亲自上门记录月度或季度的用电数量，下放收费单据，客户在收到收费单后到管理部门或银行交费。这种手工操作模式，不仅工作效率低、经常出现抄错用户的现象，而且人为因素多，抄表员甚至可以在家估表。一般的预付费电表系统，客户用电预先付费，费用用完自动断电，大大减少了抄表收费的工作。客户充值后，需要手动合闸，对客户造成一定的危险。而利用该实施例提供的预付费电表控制机构，则可以在当客户充值成功后，自动实现重合闸，无需人工操作，避免客户操作电击的危险。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本实用新型上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中:
[0017]图1是本实用新型提供的一种预付费电表控制机构实施方式的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型提供的预付费电表控制机构中的驱动控制装置的一种实施方式示意图；
[0019]图3是本实用新型提供的预付费电表控制机构中的电压检测装置的一种实施方式示意图。
[0020]标号说明:
[0021]10负载设备；20断路器；30电机；40驱动控制装置；50电压检测装置；
[0022]60控制器；70预付费电表；80电源；91，92霍尔传感器
[0023]A51, A52, A53 比较器；
[0024]R51, R52, R53, R54, R55, R56 电阻

【具体实施方式】
[0025]为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】

【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表示相同的部分。
[0026]如图1所示，本实用新型提供了一种预付费电表控制机构，包括一个电机30、一个驱动控制装置40、一个电压检测装置50以及一个控制器60，其中，
[0027]电机30与一个断路器20连接，并带动断路器20合闸，断路器20具有脱扣线圈；
[0028]电压检测装置50与断路器20所在的电路连接，以检测电路电压，并生成电压信号;
[0029]控制器60与电压检测装置50信号连接，当信号表明电压高于预定最高电压(即过压值)或者低于预定最低电压(即欠压值)时，向驱动控制装置40发出脱扣驱动信号，当信号表明电压不再高于预定最高电压或者不再低于预定最低电压时，向驱动控制装置40发出合闸驱动信号；
[0030]驱动控制装置40与断路器20的脱扣线圈连接，并与控制器60信号连接，以根据脱扣驱动信号控制脱扣线圈使得断路器20脱扣，驱动控制装置40还与电机30连接，以根据合闸驱动信号控制电机30旋转。
[0031]这样，当电网中的电压出现过电压或者欠电压的情况下，可以及时地断开电路，防止对预付费电表70造成损害，而且还可以保护用户的负载设备10的安全，而当电压恢复正常的情况下，又可以自动重合闸，重新恢复正常工作，无需用户手动操作断路器20，避免了触电危险。
[0032]电机30可以采用直流电机30或者交流电机30，通过与断路器20 (例如微型断路器20)的连接，可以带动断路器20执行合闸或者分闸的操作，比如，将电机30的输出端通过连杆机构与断路器20的手柄连接，当电机30驱动轴沿一个方向旋转时，可以带动手柄运动，执行分闸操作，而当电机30驱动轴沿相反的方向旋转时，则可以带动手柄运动，执行合闸操作。
[0033]而驱动控制单元则可以采用H桥驱动芯片来控制电机30的正反转或者脱扣线圈的动作，如DRV8837芯片或者DRV8838芯片。图2便示出了这样的一种实施方式，芯片的针脚5和针脚6接收来自控制器60的指令，并通过针脚2和针脚3连接电机30的两端或者脱扣线圈的两端，以控制电机30或者脱扣线圈。
[0034]控制器60则可以是诸如单片机在内的MCU，可以根据有效值算法计算并比较电压，以判断电压值和过压值/欠压值之间的关系，如果当前电压值超过过压值，则认为当前出现过电压，控制器60则会向驱动控制装置40发送信号，以触发脱扣线圈脱扣；如果当前电压值低于欠压值，则认为当前出现欠电压，控制器60也会向驱动控制装置40发送信号，以触发脱扣线圈脱扣；而如果当前电压值恢复到欠压值和过压值之间的正常范围，则认为当前电压已恢复正常，控制器60会向电机30发送信号，使得其旋转以带动断路器20重合闸。
[0035]如图3所示，电压检测装置50包括一个比较器以及与该比较器连接的至少一个电阻，且电阻接入断路器20所在的电路，而比较器与控制器60连接，便于控制器60来判断当前电压是否为过电压/欠电压，又或者是否当前电压恢复正常。
[0036]在本实用新型的又一个实施例中，控制机构还包括与控制器60连接的两个霍尔传感器91和92，霍尔传感器的位置分别对应于断路器20的分闸和合闸状态，并在断路器20处于分闸或者合闸状态时向控制器60发出信号。
[0037]当电机30转动的过程中，其中的磁铁也会一起随之旋转，通过霍尔传感器进行检测，便可以判断转动到什么位置，是否已经使得断路器20重新合闸或者已经分闸成功，有效识别了电机30的状态，从而可以更精确地控制电机30的运行和停止。
[0038]再回到图1，在本实用新型的再一个实施例中，还包括一个电源80，所述电源80为所述控制器60提供电力，从而保证了系统的用电正常，从而可以在电网停电的情况下仍然可以保证预付费电表70控制机构的正常工作。电源80可以是AC/DC电源，也可以是开关电源等，可以为整个系统提供所需的电压。
[0039]在本实用新型的一个实施例中，所述控制器60与所述预付费电表70连接，并根据所述预付费电表70中的余额情况向所述驱动控制装置40发出驱动信号，使得电机30带动断路器20合闸或者分闸。比如，当预付费电表70中余额不足时，电机30可以带动断路器20自动分闸，用户无法正常取电，而当用户为其预付费电表70充值成功后，控制器60可以根据该变化，通过驱动控制装置40驱动电机30，从而实现断路器20的自动重合闸，无需用户手动操作，避免了用户操作时出现触电的危险，实现了预付费电表系统的自动化。
[0040]在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
[0041]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.预付费电表控制机构，其特征在于，包括 一个电机(30),所述电机(30)与一个断路器(20)连接，并带动所述断路器(20)合闸，所述断路器(20)具有脱扣线圈； 一个电压检测装置(50)，所述电压检测装置(50)与所述断路器(20)所在的电路连接，以检测所述电路电压，并生成电压信号； 一个控制器(60)，所述控制器￠0)与所述电压检测装置(50)信号连接，当所述信号表明所述电压高于预定最高电压或者低于预定最低电压时，发出脱扣驱动信号，当所述信号表明所述电压不再高于预定最高电压或者不再低于预定最低电压时，发出合闸驱动信号； 一个驱动控制装置(40)，所述驱动控制装置(40)与所述断路器(20)的脱扣线圈连接，并与所述控制器(60)信号连接，以根据所述脱扣驱动信号控制所述脱扣线圈使得所述断路器(20)脱扣，所述驱动控制装置(40)还与所述电机(30)连接，以根据所述合闸驱动信号控制所述电机(30)的运动。
2.如权利要求1所述的预付费电表控制机构，其特征在于，所述电压检测装置(50)包括一个比较器以及与该比较器连接的至少一个电阻，且所述电阻接入所述断路器(20)所在的电路，所述比较器与所述控制器￠0)连接。
3.如权利要求1所述的预付费电表控制机构，其特征在于，还包括与所述控制器(60)连接的两个霍尔传感器(91:92)，所述霍尔传感器(91 ^92)的位置分别对应于断路器(20)的分闸和合闸状态，并在所述断路器(20)处于分闸或者合闸状态时向所述控制器(60)发出信号。
4.如权利要求1所述的预付费电表控制机构，其特征在于，还包括一个电源(80),所述电源(80)为所述控制器(60)提供电力。
5.如权利要求1所述的预付费电表控制机构，其特征在于，所述控制器(60)与所述预付费电表(70)连接，并根据所述预付费电表(70)中的余额情况向所述驱动控制装置(40)发出驱动信号，使得电机(30)带动断路器(20)合闸或者分闸。
【文档编号】G07F15/06GK204243724SQ201420698973
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】张红申, 黄琦, 卢向东 申请人:西门子公司