CN204925192U - 一种电能表通讯模块可更换系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电能表通讯模块可更换系统，包括供电基板模块、非隔离通讯模块和隔离通讯模块，工作时非隔离通讯模块和隔离通讯模块中的一个与供电基板模块连接；供电基板模块包括交流变压器、第一载波信号耦合接口、电源输出接口和第一通讯接口等；交流供电电源经交流变压器转换为两路输出，一路通过相适配且可插拔的第一通讯接口和第二通讯接口将供电电压输出到非隔离通讯模块，另一路通过相适配且可插拔的电源输出接口和电源输入接口将供电电压输出到隔离通讯模块，非隔离和隔离通讯模块均采用能与第一通讯接口相适配且可插拔的通讯接口。该电能表通讯模块可更换系统具有兼容性强的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路设计技术领域，具体涉及一种电能表通讯模块可更换系统。
背景技术
目前大多数电能表上仅设计一种通讯模块，该通讯模块固定且不可更换。而由于市场的多样性，针对同一款电能表往往不同客户会提出不同的通讯要求，从而需要不同的通讯模块来满足这种要求。目前现有技术中也存在多种形式的通讯模块，例如隔离通讯模块(485、MBUS等)和非隔离通讯模块(PLC、RF等)等。
所以现有的电能表通讯模块缺乏兼容性，若是要满足客户的不同要求，则需要按照通讯模块要求来生产不同的电路硬件版本，导致硬件版本过于繁多，这也必然导致一些物料差异、工艺生产差异、甚至影响固件设计。
实用新型内容
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的电能表通讯模块缺乏兼容性的缺陷，从而提供一种兼容性强的电能表通讯模块可更换系统。
为此，本实用新型的一种电能表通讯模块可更换系统，包括供电基板模块、非隔离通讯模块和隔离通讯模块，工作时所述非隔离通讯模块和隔离通讯模块中的一个与所述供电基板模块连接；
所述供电基板模块包括交流变压器、第一整流滤波电路、DCDC降压电路、第一载波信号耦合接口、电源输出接口和第一通讯接口；所述交流变压器的输入端和所述第一载波信号耦合接口分别与交流供电电源连接，第一输出端与所述第一整流滤波电路的输入端连接，第二输出端与所述电源输出接口连接；所述第一整流滤波电路的输出端与所述DCDC降压电路的输入端连接；所述DCDC降压电路的输出端与所述第一通讯接口连接；
所述非隔离通讯模块包括第二载波信号耦合接口和第二通讯接口，所述第二载波信号耦合接口和所述第一载波信号耦合接口相适配且可插拔连接，所述第二通讯接口和所述第一通讯接口相适配且可插拔连接；
所述隔离通讯模块包括电源输入接口和第三通讯接口，所述电源输入接口和所述电源输出接口相适配且可插拔连接，所述第三通讯接口和所述第一通讯接口相适配且可插拔连接。
优选地，所述交流变压器的初级绕组两端作为输入端，初级绕组两端的其中一端与交流供电电源的火线连接，其中另一端与交流供电电源的零线连接；次级绕组两端作为第一输出端；辅助绕组两端作为第二输出端。
优选地，所述交流变压器的型号为DB35K-220ZT-K。
优选地，所述隔离通讯模块还包括第二整流滤波电路和线性稳压器；
所述电源输入接口与所述第二整流滤波电路的输入端连接，所述第二整流滤波电路的输出端与所述线性稳压器的输入端连接。
优选地，所述非隔离通讯模块为PLC通讯模块或RF通讯模块。
优选地，所述隔离通讯模块为485通讯模块或M-BUS通讯模块。
优选地，还包括LDO稳压器，其输入端与所述DCDC降压电路的输出端连接。
优选地，所述电能表为导轨式电能表。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
本实用新型提供的电能表通讯模块可更换系统，通过供电基板模块的交流变压器的两个输出端，可将交流供电电源转换为两路相互隔离的且相对较低的交流电，一路经整流、滤波、DCDC转换等之后，可经第一通讯接口输出，再通过与非隔离通讯模块上的第二通讯接口可插拔连接，为非隔离通讯模块提供供电。另一路经电源输出接口输出，再通过与隔离通讯模块上的电源输入接口可插拔连接，为隔离通讯模块提供供电。并且通过在供电基板模块上设置国网载波规范要求的第一通讯接口，其能够分别与非隔离通讯模块和隔离通讯模块上的通讯接口相适配。工作时，供电基板模块可与非隔离通讯模块和隔离通讯模块中的任意一个插接上，进行通讯工作，当通讯模块需要更换或者损坏时，可将其拔下与其它通讯模块进行更换，从而提高了电能表通讯模块的兼容性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种实施例的电能表通讯模块可更换系统的电路框图；
图2为本实用新型另一种实施例的电能表通讯模块可更换系统的电路框图。
附图标记：1-供电基板模块，2-非隔离通讯模块，3-隔离通讯模块，11-交流变压器，12-第一整流滤波电路，13-DCDC降压电路，14-第一载波信号耦合接口，15-电源输出接口，16-第一通讯接口，17-LDO稳压器，21-第二载波信号耦合接口，22-第二通讯接口，31-电源输入接口，32-第三通讯接口。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
图1示出了一种实施例的电能表通讯模块可更换系统的电路框图，如图1所示，该系统包括供电基板模块1、非隔离通讯模块2和隔离通讯模块3，工作时非隔离通讯模块2和隔离通讯模块3中的一个与供电基板模块1连接。优选地，上述电能表为导轨式电能表。
供电基板模块1包括交流变压器11、第一整流滤波电路12、DCDC降压电路13、第一载波信号耦合接口14、电源输出接口15和第一通讯接口16；交流变压器11的输入端和所述第一载波信号耦合接口14分别与交流供电电源连接，第一输出端与第一整流滤波电路12的输入端连接，第二输出端与电源输出接口15连接；第一整流滤波电路12的输出端与DCDC降压电路13的输入端连接；DCDC降压电路13的输出端与第一通讯接口16连接，为非隔离通讯模块2提供供电电压。
非隔离通讯模块2包括第二载波信号耦合接口21和第二通讯接口22，第二载波信号耦合接口21和第一载波信号耦合接口14相适配且可插拔连接，交流供电电源(市电)经第一载波信号耦合接口14和第二载波信号耦合接口21之后，引入到非隔离通讯模块2上，再经信号耦合等电路后可以获取到非隔离通讯模块2(如PLC模块)所需的载波信号。当非隔离通讯模块2不需要获得该载波信号时，即不是PLC模块时，则该第一载波信号耦合接口14和第二载波信号耦合接口21可作为支撑电路板的支撑接口。第二通讯接口22和第一通讯接口16相适配且可插拔连接。优选地，第一载波信号耦合接口14和第一通讯接口16为阴接口，第二载波信号耦合接口21和第二通讯接口22为阳接口。需要将非隔离通讯模块2和供电基板模块1连接时，将相应的阴、阳接口相互插接上，不需要连接时则可将非隔离通讯模块2拔下。优选地，非隔离通讯模块2可以为PLC通讯模块、RF通讯模块等。
隔离通讯模块3包括电源输入接口31和第三通讯接口32，电源输入接口31和电源输出接口15相适配且可插拔连接，第三通讯接口32和第一通讯接口16相适配且可插拔连接。优选地，电源输出接口15为阴接口，电源输入接口31和第三通讯接口32为阳接口。需要将隔离通讯模块3和供电基板模块1连接时，将相应的阴、阳接口相互插接上，不需要连接时则可将隔离通讯模块3拔下。优选地，隔离通讯模块3可以为485通讯模块、M-BUS通讯模块等。
上述电能表通讯模块可更换系统的工作原理为：交流变压器11将输入的交流供电电源降压后，通过交流变压器11的第一输出端和第二输出端输出两路相互隔离的且相对较低的交流电，其中一路通过第一整流滤波电路12整流和滤波后，转换成相对平稳的直流电，再经过DCDC降压电路13之后得到供电基板模块上其他元器件(如处理器)和非隔离通讯模块2的供电电压，经过第一通讯接口16和第二通讯接口22将其提供给非隔离通讯模块2。
其中另一路得到隔离通讯模块3的供电电压，经过电源输出接口15和电源输入接口31将其提供给隔离通讯模块3。
非隔离通讯模块2和隔离通讯模块3均通过同一通讯接口(第一通讯接口16)与供电基板模块1连接，上电后供电基板模块1上的处理器和通讯模块2或3之间可实现数据互传，通过通讯模块实现电能表与其他外部设备之间的通讯。通讯接口按照国网载波规范要求设计，不同的通讯模块包括隔离和非隔离通讯模块都兼容该通讯接口。
上述电能表通讯模块可更换系统，通过供电基板模块的交流变压器的两个输出端，可将交流供电电源转换为两路相互隔离的且相对较低的交流电，一路经整流、滤波、DCDC转换等之后，可经第一通讯接口输出，再通过与非隔离通讯模块上的第二通讯接口可插拔连接，为非隔离通讯模块提供供电。另一路经电源输出接口输出，再通过与隔离通讯模块上的电源输入接口可插拔连接，为隔离通讯模块提供供电。并且通过在供电基板模块上设置国网载波规范要求的第一通讯接口，其能够分别与非隔离通讯模块和隔离通讯模块上的通讯接口相适配。工作时，供电基板模块可与非隔离通讯模块和隔离通讯模块中的任意一个插接上，进行通讯工作，当通讯模块需要更换或者损坏时，可将其拔下与其它通讯模块进行更换，从而提高了电能表通讯模块的兼容性。
作为一种优选实施方式，交流变压器11的初级绕组两端作为其输入端，初级绕组两端的其中一端与交流供电电源的火线连接，其中另一端与交流供电电源的零线连接。次级绕组两端作为其第一输出端，辅助绕组两端作为其第二输出端。优选地，交流变压器11的型号为DB35K-220ZT-K。
作为一种优选实施方式，隔离通讯模块3还包括第二整流滤波电路和线性稳压器；电源输入接口31与第二整流滤波电路的输入端连接，第二整流滤波电路的输出端与线性稳压器的输入端连接。线性稳压器的输出端所输出的电压为隔离通讯模块上的其他元器件提供供电电压。通过设置线性稳压器，提高了供电电压的稳定性。
作为一种优选实施方式，第一整流滤波电路12和第二整流滤波电路均可采用桥式整流滤波电路来实现，但是不限于由桥式整流滤波电路来实现，也可以采用其他形式的整流滤波电路来实现。第一整流滤波电路12包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第一电容，第一二极管的阴极和第二二极管的阳极连接，作为第一整流滤波电路12的第一输入端，与次级绕组的一端连接，第三二极管的阳极和第四二极管的阴极连接，作为第一整流滤波电路12的第二输入端，与次级绕组的另一端连接，第二二极管的阴极和第三二极管的阴极连接，作为第一整流滤波电路12的第一输出端，与DCDC降压电路13的输入端连接，第一二极管的阳极和第四二极管的阳极连接，作为第一整流滤波电路12的第二输出端接地；第一电容跨接在所述第一输出端和第二输出端之间。同理，第二整流滤波电路与第一整流滤波电路12相同，此处不再详述。
优选地，DCDC降压电路13采用DCDC芯片来实现。例如DCDC芯片的型号为LV2842XLVDDCR。
作为一种优选实施方式，如图2所示，电能表通讯模块可更换系统还包括LDO稳压器17，其输入端与DCDC降压电路13的输出端连接，输出端与供电基板模块上的其他元器件(如处理器)的电源端连接。优选地，LDO稳压器17采用低静态电流LDO稳压器，例如MCP1702T-3302E/CB。通过给处理器的供电电压是在DCDC降压电路后再经过LDO稳压器再次降压后提供的，进一步提供了供电电压的稳定性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，包括供电基板模块(1)、非隔离通讯模块(2)和隔离通讯模块(3)，工作时所述非隔离通讯模块(2)和隔离通讯模块(3)中的一个与所述供电基板模块(1)连接；
所述供电基板模块(1)包括交流变压器(11)、第一整流滤波电路(12)、DCDC降压电路(13)、第一载波信号耦合接口(14)、电源输出接口(15)和第一通讯接口(16)；所述交流变压器(11)的输入端和所述第一载波信号耦合接口(14)分别与交流供电电源连接，第一输出端与所述第一整流滤波电路(12)的输入端连接，第二输出端与所述电源输出接口(15)连接；所述第一整流滤波电路(12)的输出端与所述DCDC降压电路(13)的输入端连接；所述DCDC降压电路(13)的输出端与所述第一通讯接口(16)连接；
所述非隔离通讯模块(2)包括第二载波信号耦合接口(21)和第二通讯接口(22)，所述第二载波信号耦合接口(21)和所述第一载波信号耦合接口(14)相适配且可插拔连接，所述第二通讯接口(22)和所述第一通讯接口(16)相适配且可插拔连接；
所述隔离通讯模块(3)包括电源输入接口(31)和第三通讯接口(32)，所述电源输入接口(31)和所述电源输出接口(15)相适配且可插拔连接，所述第三通讯接口(32)和所述第一通讯接口(16)相适配且可插拔连接。
2.根据权利要求1所述的电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，所述交流变压器(11)的初级绕组两端作为输入端，初级绕组两端的其中一端与交流供电电源的火线连接，其中另一端与交流供电电源的零线连接；次级绕组两端作为第一输出端；辅助绕组两端作为第二输出端。
3.根据权利要求2所述的电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，所述交流变压器(11)的型号为DB35K-220ZT-K。
4.根据权利要求1所述的电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，所述隔离通讯模块(3)还包括第二整流滤波电路和线性稳压器；
所述电源输入接口(31)与所述第二整流滤波电路的输入端连接，所述第二整流滤波电路的输出端与所述线性稳压器的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，所述非隔离通讯模块(2)为PLC通讯模块或RF通讯模块。
6.根据权利要求1所述的电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，所述隔离通讯模块(3)为485通讯模块或M-BUS通讯模块。
7.根据权利要求1所述的电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，还包括LDO稳压器(17)，其输入端与所述DCDC降压电路(13)的输出端连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电能表通讯模块可更换系统，其特征在于，所述电能表为导轨式电能表。
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| CN201520754829.0U CN204925192U (zh) | 2015-09-25 | 2015-09-25 | 一种电能表通讯模块可更换系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108872660A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-11-23 | 深圳市思达仪表有限公司 | 一种可拓展式电能表 |
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2015
- 2015-09-25 CN CN201520754829.0U patent/CN204925192U/zh active Active
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