专利名称：信用卡预付费电子电能表的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子电能表，特别是一种运用电能信用卡进行管理的电子电能表。
电子电能表与感应式电能表相比，无论在计量精度、自身功耗以及免调校等方面所具有的优点是明显的，在此基础上发展而成的预付费电子电能表从解决抄表困难、避免管理混乱、提高电力部门的资金回笼速度等也必然会产生积极作用。但纵观目前已面市的预付费电子电能表却无一例外地采用了在电能表内部设置一个受控于控制电路的继电器进行按预购电量限额供电的方法，即当预购电量使用完毕后由相关电路控制继电器动作，切断供电电源。有些电能表当预购电量使用完毕后允许再继续使用少量电量(如10Kwh)，再切断电源。两种控制方法属于同一类型，这种利用继电器控制供电达到预付费管理目的的方法有以下弊端1、工业用户一般不允许突然停电；2、民用电能表用户因某种原因未能及时购电而被断电会给用户带来诸多不便，以致造成用户对此种管理方式的抵触情绪；3、继电器常闭触点存在接触电阻，造成电能表自身整体功耗增大，实测全新继电器，工作电压220V，负载20A时功耗为1.6W～2.5W，随触点被电弧烧蚀功耗会急剧增大，甚至烧毁酿成事故，执行断电操作时，吸合线圈的自保功耗一般也在1.5W左右，因此实际上造成该类型电能表自身功耗可能大于感应式电能表，对节约能源不利；
4、继电器为易损件，必然降低电网供电质量水平，也增加了电力部门的检修工作和维修费用负担，检修不及时则可能引起事故。
本发明的目的是提供一种不再采用常规预付费电子电能表通过对预购的可用电量进行监控进而断电的作法，而是每当可用电量使用完毕后对用户继续使用的这部分透支电量另行计量，直到用户重新购电，使电力部门通过对透支电量的另行计量管理实现预付费管理方式。适用于单相和三相电能表，对三相工业用表尤为适宜的一种信用卡预付费电子电能表。
本发明的目的是通过如下方案实现的，它包括电能表壳、显示装置及装在表壳内部的电压电流取样器件和电子电路及工作电源构成，其中表壳开有一可供插入电能信用卡的插槽和一个启动读/写电路进行工作的按键，所说的电子电路包括模/数转换电路、分频电路、累计总用电量加法计量电路、可用电量计量电路、电能信用电子卡读/写操作电路、电量数据显示电路、声光报警电路等构成，其技术解决方案在于所说的电子电路还包括透支电量加法计量电路和日历时钟电路。其中透支电量加法计量电路一端与分频电路的输出端相接，另一端与数据总线连接。日历时钟电路与电能信用卡读/写操作电路连接。
本发明的优点是由于撤掉了常规预付费电子电能表中的供电控制继电器及相关附加电路，从而不再以切断供电电源的方式来实现用电量的管理，而通过对透支用电量实施计量，并利用电能信用卡实现预付费的管理目的。同时利用电能表内部的电子电路及相应的处理算法对累计总用电量、可用电量、透支用电量同时进行计量，并且当可用电量用完并进入透支用电状态后，由电能表发出提示用户应重新购电的声、光报警指示。本发明还通过日历时钟电路对累计总用电量、可用电量及透支用电量这三项运行状态值及插卡时间写入电能信用卡，从而帮助电力部门准确掌握用户电表的运行状态及最近一次的插卡时间。
下面结构附图对本发明加以详述
图1为本发明的电路方框图；图2为计量处理算法流程图；图3为电能信用卡读/写操作算法流程图。
实施例本发明是由电能表壳、显示装置及装在表壳内部的电压、电流取样器件和电子电路及工作电源构成，其中在表壳上有一可供插入电能信用卡的插槽和一个启动读/写电路进行工作的按键。下面参见图1-3对本发明的电子电路的组成及其工作原理进行说明。
如图1所示电子电路包括模/数转换电路1、分频电路2、累计总用电量加法计量电路3、可用电量计量电路4、透支电量加法计量电路5，电能信用电子卡读/写操作电路6、电能表内部电子卡读/写操作电路7、电量数据显示电路8、声/光报警电路9、语音合成10、日历时钟电路11、电能信用卡12、售电管理系统13共同构成。
电能表的工作原理分两种工作状态，第一种为计量工作状态，如图2所示其电信号经电压、电流取样器件采集得正比于用电功能大小的电压、电流取样信号，送入模/数转换电路1经内部电路放大和四象限乘法器件作乘法运算以及V/F转换和分频处理，当用电量达到1/100度时，可输出一脉宽为250MS的计量脉冲，该脉冲经分频电路2再分频，当用电量达到一度(Kwh)时，可输出一度计度脉冲信号，该脉冲信号送往累计总用电量计量电路3作加法累计计量，同时一度信号送往可用电量计量电路4作减一计量，该计量是随使用过程逐渐减少的，一旦减为零即停止减一计量，并由声/光报警电路9提示用户已经进入透支电量工作状态。同时对继续产生的一度计量脉冲信号改由透支电量计量电路5进行加法计量工作。也就是说当可用电量使用完后，对继续使用的这部分电量视为透支用电量。该透支计量加法电路直至电能信用卡新的购电量被读入后才停止工作，由可用电量计量电路4进行计量工作。至此，本电路完成了对电能表三项运行状态的计量工作。每当一度计量脉冲信号产生时，本电路同时启动电能表内部电子卡读/写操作电路7进行操作，将上述三项运行状态值写入内部电子卡。当供电线路停电又恢复供电时，该电路能自动启动读操作，首先恢复三项运行状态值至三个相应的计量电路，从而继续进行计量工作。
电量数据显示电路8用于对电能表动态运行值的显示，其中累计总用电量用于作为核定实际总用电量的依据。声/光报警电路9是当可用电量为零时，由电路驱动一发光管提示用户已经进入透支用电量工作状态。透支用电后每用0.1度电便自动启动语音合成电路10将当前已透支电量准确报出，此电路同时受控于电能信用卡读/写操作启动按键，该按键除用于启动电能信用卡的读/写操作外，平时若被按动也可使语音提示电路启动。当可用电量为零时，报告透支电量，当可用电量大于零时则报告当前剩余电量。
日历时钟电路11为一常规的日历时钟电路，用于用户插入电能信用卡时，向电能信用卡写操作电路提供当前日历时间数据信号。
如图3所示电能表的另一工作状态是当用户将电能信用卡插入电能表信用卡座并启动按键后，电能信用卡读/写操作电路6开始工作，读取购电量数据信息。该电量经数据总线送往可用电量计量电路4，在那里完成与原剩余可用电量相加工作，并以此作为新的可用电量继续进行减法计量。信用卡读/写操作电路还同时完成将三项运行状态值和当前插卡时间写回电能信用卡的工作，而且三项运行状态值的相应计量电路和数据输出线都与电能信用读/写操作电路相连。因此，在电路的控制下，三项运行状态值亦同时被写回电能信用卡，同时被写回的还有由日历时钟送出的当前时间，(由于电力部门规定用户在下次买电前应再插卡一次)。故累计总用电量和最近透支量的数据就可以通过电能信用卡传递至电力部门，由电力部门据此进行透支量收费。因此只要得知用户电能表运行状态和插卡时间就能进行准确的预付费管理。
用户购电后首次将信用卡插入电能表时，购电量数值必然大于零，经本电路识别后，将当前三项运行状态值写入电能信用卡的I号存贮区，待读/写工作完成后，购电量存贮单元已被清零。若用户在下次未重新购电前又再次将信用卡插入电表，此时因购电量单元数据为零，经识别后，则将本次插卡时的最新三项运行状态值写入电能信用卡的II号存贮区，电力部门根据I、II号存贮区的内容判断出用户的插卡状况进行合理收费。下面就此种方式作一简单说明，以I号存贮区累计总用电量为W1，以II号存贮区累计总用电量为W2为例，可有如下判断过程1、若W2大于W1，说明用户在上次购电后至下次购电前有过再次插卡动作。求(W2—W1)/该用户日平均用电量之值，可得出上次购电后首次插入日期至本次购电前的最后一次插卡所经历的大致天数，其中该用户日平均用电量由电力部门专用的计算机售电管理系统资料统计获知，而上次购电后的首次插卡日期一般与该用户上次购电日期相同，该日期在售电管理系统中是有记载的，这样可得用户购电前的最后一次实际插卡日期。
2、若W1大于W2，说明用户上次购电后，只将电能信用卡插至电能表一次，无二次重插卡动作，(这里排除用户上次购电后一直未曾插卡的情况，当购电量大于零时属于这种情况，一般不会出现)，若电力部门的管理规定要求用户购电前须再插卡一次，显然对未插卡者是可以识别的。
上述分析与判断工作由配套的售电管理系统完成。
考虑最不利情况，电力部门可根据I号存贮区所示的透支用量值核收透支电费，这会造成上次透支部份的电费要滞后到下次买电时才能收回的情况，若用户自觉插卡，则不会出现滞后收回。当然电路中若含有日历时钟电路11，且规定要求用户购电前必须插卡，则插卡日期必然准确，也就达到通过电能信用卡实现了预付费管理的目的。
权利要求
1.一种信用卡预付费电子电能表，包括电能表壳、显示装置及装在表壳内部的电压电流取样器件和电子电路及工作电源构成，其中表壳开有一可供插入电能信用卡的插槽和一个启动读/写电路进行工作的按键，所说的电子电路包括模/数转换电路(1)、分频电路(2)、累计总用电量加法计量电路(3)、可用电量计量电路(4)、电能信用电子卡读/写操作电路(6)、电能表内部电子卡读/写操作电路(7)、电量数据显示电路(8)、声光报警电路(9)等构成，其特征在于所说的电子电路还包括透支电量加法计量电路(5)和日历时钟电路(11)，其中透支电量加法计量电路(5)的一端与分频电路(2)的输出端相接，另一端与数据总线连接，日历时钟电路(11)与电能信用卡读/写操作电路(6)连接。
全文摘要
本发明提供了一种信用卡预付费电子电能表，该电能表由表壳、显示装置及装在表壳内部的电子电路等构成。其特征是所说的电子电路除包括模/数转换、分频、总用电量加法计量可用电量计量、信用卡读/写操作和表内部读/写操作等电路外，主要还包括透支电量加法计量和日历时钟电路。通过该电路的控制，实现每当可用电量使用完毕后，对继续使用的透支电量另行计量的管理方式，并通过日历时钟准确掌握电表的运行状况。从而解决了普通预付费电能表因预购电量使用完毕切断供电电源而给用户带来的诸多不便。本发明适用于单相和三相电能表，对三相工业用表尤为适宜。
文档编号G01R22/00GK1122452SQ9510310
公开日1996年5月15日 申请日期1995年3月16日 优先权日1995年3月16日
发明者梁靖远, 柳瑜, 欧国汉 申请人:广州市海珠区华洋物资发展公司