行程开关和热释电传感器双重检测方法

技术领域

本发明涉及行程开关和热释电传感器双重检测方法，更具体的说是基于超级电容负反馈限流充电保护以及热释电传感器和电流不平衡检测的防窃电智能电表，适用于在需要具备防窃电功能的智能电能表中应用。

背景技术

随着电力用户对电能需求的日益增长，一些电力用户为了能够无偿获取用电，达到少交或者不交电费的目的，采取各种各样的窃电手段。这些不法窃电行为不仅给供电机构造成极大的经济损失，而且对电网质量造成很大的影响，给其他电力用户的用电需求带来安全隐患。

窃电的手段多种多样，最常见的主要是从电能计量的基本原理入手。一块电能表计量电量的多少，主要取决于电压、电流、功率因素三要素和时间的乘积，改变三要素中的任何一个要素都可以使电表慢计、停计甚至反计，从而达到窃电的目的；另外，通过采用改变电表本身结构性能的手法使电表慢计，也会达到窃电的目的；还有各种私拉乱接、无表用电的行为则属于更加明目张胆的窃电行为。尽管各种窃电的手法很多，但是归纳起来主要有以下五种类型：欠压法窃电、欠流法窃电、移相法窃电、扩差法窃电、无差法窃电。

在此之前，相关供电部门的防窃电措施主要有以下几种：

1、传统的防窃电方式主要是采用专用计量柜(箱)加铅封的方式。如高低压计量柜、电能表箱；在表盖、接线盒、计量柜(箱)门上加封普通铅封。这种方式的普通铅封容易被仿冒，也容易被窃电者打开后复原。

2、采用防伪、防撬铅封防窃电。这种防窃电方式主要针对以前普通铅封防伪、防撬的能力差而改进的。在铅封上套上铅封帽，在铅封上印有供电企业的字样，标示明显，并有铅封编号，增加了窃电者的仿冒难度。由于铅封帽与铅封压在一起，打开铅封必会损坏铅封帽，所以打开后很难复原。对证明窃电行为很有利，但不能准确证明窃电时间和窃电量。

3、采用电子封印防窃电。如果窃电者非法打开专用计量柜(箱)，控制器将断开供电电源，并记录断开时间，从而增加了窃电难度。窃电者如果破坏计量装置则会留下窃电时间的证据。但如果受到外界干扰误动作，则会降低供电的可靠性。

4、采用网络监控远程抄表防窃电。在每条配电线路的电源侧和用电侧全部安装具有远程抄表功能的电能表，同时抄表，由计算机统计计算同一时间段的供电和用电量，并与理论线损比较，如果发生异常，则存在计量问题，再针对性地排查。这种方式比较全面可靠，也有利于提高线损管理、负荷控制和配网的管理水平。但一条配电线路上，用户较多，要查到具体的窃电点，工作量会比较大。

5、安装计量装置故障记录仪防窃电。当窃电者采用改变二次回路，使接入电能表的电压、电流、相位角发生改变，它会自动记录发生的时间和漏计了多少电量。如只改动电能表则会与记录仪的记录的电量不一致，从而发现问题。这种方式也有死角，如改变电流互感器变比，则不能识别。

为解决因为非法窃电而导致的损失，现在很多的智能电表都已经具备防窃电开盖检测的功能。但是，大多数电表厂家设计的电能表中的防窃电开盖检测比较简单，其检测方式如图1所示。这种方式存在如下缺点：如果行程(轻触)开关意外损坏，就会造成开盖检测功能的失效以及误报。行程开关可能会被窃电人员改造，破坏开盖检测功能，造成开盖检测功能失效。

目前广泛使用的智能电表内部只有一个时钟电池，在停电后，依靠时钟电池为电能表的时钟电路维持供电，且由于电池长期使用，故障率高，电池没电后时钟电路便无法正常工作，导致时钟芯片掉电复位。而电能表的开盖检测、冻结电量、结算金额、费率转换等多种重要功能都依赖于电能表的时钟才能准确运行，从而导致电表时钟在恢复供电以后电表数据出现较大误差。

相关技术规范已明确提出使用超级电容作为实时时钟RTC保持的后备电源，保持RTC电路准确运行48小时以上，以实现内置电池可更换的目的。在电池故障或更换过程中，为保持其内部RTC电路在指定的精度下持续工作，选用超级电容作为RTC后备工作电源。超级电容不仅可以满足智能电表-40℃～+85℃的严苛工作温度要求，其超长的工作寿命也为智能电表长期可靠运行提供了保障。在原有锂电池基础上，超级电容是十分理想的补充后备电源。

如采用将电能计量表置于防盗电表箱内，使不法分子无法接触到电能计量表的方式，但这种防盗方式只能杜绝窃电者在电能计量表的线路上窃电的目的，而不能杜绝窃电者采用其他手段进行窃电。

智能电表作为智能电网中的重要终端节点，具有电能计量、数据存储、用电监测、数据交互等功能，是实现异常监测、用电控制、电能信息采集的基础。

总之，本发明设计方法要解决的技术问题就是：

1.以防轻触行程开关可能出现意外损坏的情况，通过行程开关与热释电传感器双重检测判断的方式提供一种更可靠的开盖检测方法。

2.克服行程开关可能被人为损坏的情况，同时采用行程开关检测与热释电传感器检测的方法，确保检测的准确性。

3.实际应用中发现电表的时钟电池欠压问题偶有发生，时钟电池欠压将导致停电后电表时间错误、掉电事件漏记、开盖检测失效等问题。

4.使用超级电容作为实时时钟RTC保持后补后备电源，在断电情况下保持RTC电路准确运行48小时以上，实现停电、开盖等事件信息上报和内置电池可更换的目的。仅使用进线端的电压和火线的进出端所流经的电流作为电能计量的依据；大多数没有使用很可靠的铅封；一些窃电方式很容易操作，但是很难检测，对于即使是非常简单的窃电行为也无能为力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种基于超级电容及热释电传感器的防窃电智能电表。更具体的说是基于超级电容负反馈限流充电保护以及热释电传感器和电流不平衡检测的防窃电智能电表，适用于在需要具备防窃电功能的智能电能表中应用。

本发明通过使用轻触行程开关及热释电传感器对窃电者的强行开表盖行为进行双保险检测,实现开盖事件准确无误检测，适应防窃电开盖检测的基本要求。本发明通过使用轻触行程开关及热释电传感器对开表盖行为的准确检测，组合电流不平衡检测，及时上报窃电事件，符合智能电表的防窃电功能要求。本发明采用超级电容作为智能电表停电状态后持续供电进行信息采集上报的储能方案，可实现断电后，超级电容备用电源持续供电48小时以上，确保电能表在断电时相关功能的正常运作，保障信息正常上报功能，解决了时钟电池欠压无法更换的问题。本发明同时采用BUCK降压电路与负反馈限流电路的组合对超级电容进行由恒流到恒压充电过程的充电保护机制，可实现对超级电容动态充电过程的过流保护，限制超级电容的充电电压可以有效延长超级电容的使用寿命，超级电容与电池配合使用，大大提高了智能电表的可靠性。本发明能够在超级电容持续放电过程中电压不断降低的情况下，稳定输出负载所需的电源，在停电状态下，为智能电表时钟提供足够长时间的工作电源，降低电池的能量损耗。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种行程开关和热释电传感器双重检测方法，包括

开盖检测步骤，

S1.1，循环检测开盖事件，首先，如果检测到行程开关电平状态改变超过一定时间阈值，则记录一次开盖事件并上报；如果没有检测到行程开关状态改变，但是检测到热释电传感器的输出电平改变且超过一定时间阈值，则记录一次开盖事件并上报；如果同时没有检测到行程开关和热释电传感器的电平状态改变则返回重新检测；

S1.2，当程序中检测到发生S1.1的开盖事件后，触发进入窃电事件检测，确定有开盖事件后，上报开盖事件的同时进入计量单元的电流不平衡检测，如果检测到电流不平衡后，通过通信模块上报电力主站并声光警报。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S1开盖检测之后执行有，步骤S2窃电判断方法；窃电判断方法包括以下步骤：

S2.1.开盖双重检测模块检测智能电表的表壳是否被强行打开；如检测到表壳被打开的时间超过第一时间阈值，则告警模块发出告警信号，当表壳关闭时则解除告警；

S2.2.电流采样模块采样火线和零线的电流值，判断火线和零线的电流值是否相等；如果不相等，判断电流值误差大于设定阈值，且该不相等的条件持续时间超过第二时间阈值，则火线和零线电流不平衡并告警，火线和零线的电流值恢复平衡时解除告警；

S3.判断步骤1的告警时间是否在步骤2的电流不平衡发生之前，如果是，则判断智能电表被开盖窃电。

借助于防窃电智能电表，防窃电智能电表包括开关电源单元、计量单元、储能单元、控制显示单元、存储加密单元和/或通信告警单元；

控制显示单元电连接存储加密单元、通信告警单元、开关电源单元、计量单元及储能单元；

开关电源单元包括电连接的AC/DC模块和DC/DC模块；AC/DC模块输入交流电且输出直流电；DC/DC模块输出若干直流电压；

计量单元包括电流采样模块和电压采样模块，用于进行电信号采集并反馈给控制显示单元；

储能单元包括超级电容，用于市电断电后至少维持控制显示单元的微处理器MCU供电；超级电容配套有负反馈限流充电保护电路，保证超级电容工作；

控制显示单元包括采用微处理器MCU；微处理器MCU相连接有开盖检测模块；

电表的开盖检测模块包含点触的行程开关和用于人体感应的热释电传感器；

微处理器MCU还电连接有显示模块及继电器控制模块，用于控制继电器拉合闸；

存储加密单元包括与微处理器MCU相连的存储模块ESAM加密模块；

通信告警单元包括与微处理器MCU相连的通信模块与告警模块。

计量单元具有计量芯片，用于自动检测相线与零线电路的电流反向的功能，实现电流反向的检测；

在计量单元中，微处理器MCU通过SPI总线(MCU_Meter_C\S\、MCU_Meter_SCLK、MCU_Meter_MOSI、MCU_Meter_MISO)与计量芯片UM1通信设定电流反向检测的最小电流极限，当小于这个最小电流极限时，关闭电流反向检测功能；

计量芯片通过ADC通道采样火线电流通道、零线电流通道及电压通道，并比较火线、零线电流通道电流的大小，对电流不平衡时的检测和防窃电测量。

电表内零线端子处增加电流互感器，实现零线的电流检测；计量芯片UM1的4、5号脚的第一路电流通道上是锰铜传感器采样火线电流，计量芯片UM1的6、7号脚的另一路有电流互感器，同时测量火线和零线的电流来检测电流是否不平衡。

继电器及拉闸控制模块包括磁保持继电器与光耦继电器；磁保持继电器与光耦继电器串联于外部供电电路；

开盖检测模块，检测智能电表的表壳是否被强行打开并且由微处理器MCU记录被打开的日期、时间；

计量单元的电流采样模块分别连接智能电表的火线和零线以分别同时采样火线和零线的电流；

通信模块用于与供电主站数据连接，上传行程开关变化信号和热释电传感器的感应信号。

储能单元包括依次电连接的开关电源单元、DCDC降压电路、限流保护电路、超级电容及电表基本单元；

开关电源单元包括交直流转换电路，交直流转换电路将输入的工频交流电转换为直流电；

整流后与DCDC降压电路连接，通过LDO降压电路与电表基本单元及通信模块电连接，为电表基本单元及通信模块提供电源，实现智能电能表的远程交互通信；

DCDC降压电路与限流保护电路连接后与储能单元超级电容连接，为超级电容提供充电电源；

超级电容与电表基本单元连接，在外部电源断电时为整个电表基本单元提供储备电源；

电表基本单元包括有开关控制电路，与储能电路和通信模块连接；当接外部电源的开关电源单元断电，待超级电容给通信模块及电表基本单元供电，上报窃电及掉电等事件后，开关控制电路切断超级电容与通信模块的电连接，继续维持微处理器MCU的时钟供电。

限流保护电路包括限流电阻R6、R7、三极管Q1、Q2及电阻R8；

三极管Q1和并联电阻R6和R7组成限流反馈控制电路；

三极管Q2、电阻R8组成开启充电控制电路；

输入端经过并联电阻R6和R7接三极管Q1的基极，输入端接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极一路通过电阻R8接地且另一路接三极管Q2的基极，三极管Q2通过二极管D1输出给电容E1。

本发明以防行程开关可能出现意外损坏的情况，通过行程开关与热释电传感器双重检测判断的方式提供一种更可靠的开盖检测方法。本发明克服行程开关可能被人为损坏的情况，同时采用行程开关检测与热释电传感器检测的方法，确保检测的准确性。本发明采用BUCK降压电路与负反馈限流电路由恒流到恒压的充电过程对超级电容的充电电流进行调整，延长超级电容的使用寿命。

本发明基于超级电容电源保持系统，可以在断电情况下保持实时时钟RTC电路准确运行在48小时以上，同时实现停电、开盖等事件信息检测上报的功能。

本发明采用轻触行程开关与热释电红外传感器双重判断的开盖检测方法，与电流不平衡检测相结合，实现对窃电行为的准确判断。该防窃电方法使用在智能电能表上，使智能电表具有不能倒字，底度不能清零，不可更改表计常数，有失压、失流记录及电流不平衡记录、逆相序记录、编程等事件记录的防窃电功能。电力检查人员每次检查表计时，可将有关的数据读出或记录，以便分析、发现电压开路、电流短路或不平衡、逆相序等窃电行为。最大需量采用滑差式，比区间更科学准确，具有自我诊断及报警功能，系统能够对内部硬件、外部输入进行连续自检，对出现的不良状况发出报警并锁存出现过的报警事件。具有正反向有功、四象限无功和最大需量等功能，测量及记录各种瞬时量(电压、电流、有功功率、无功功率、频率等)，事件记录功能强大。强大的防窃电功能，可记录事件发生或恢复的日期、时间、事件原因、正向电量底度，便于电量追补。

超级电容用作智能电表内部实时时钟RTC电路后备电源，实现简化充放电电路设计、保障智能电表长期可靠运行。智能电表相较传统的电子式电表具备电能计量、实时监控、自动控制、信息交互、数据处理等功能，是智能电网建设发展的重要组成部分。超级电容作为智能电表内部实时时钟RTC电路后备电源的优势在于，其可满足智能电表-40℃～+85℃的严苛工作温度要求，超长工作寿命能够保障智能电表长期可靠运行。有效避免了因为断电引起的信息无法上报、电费计算错误、引发收费纠纷等问题，为远程费控、维护电力系统稳定运行提供技术支撑。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明的普遍的开盖检测结构示意图。

图2是本发明的开盖事件检测流程示意图。

图3是本发明的窃电事件检测流程图。

图4是本发明的防窃电智能电表原理框图。

图5是本发明的储能单元原理框图。

图6是本发明的负反馈限流保护电路示意图。

图7是本发明的停电信息上报系统示意图。

图8是本发明的AC/DC模块电路示意图。

图9是本发明的继电器控制模块电路示意图。

图10是本发明的储能单元电路示意图。

图11是本发明的开盖检测电路原理框图。

图12是本发明的按键检测电路图。

图13是本发明的存储模块电路示意图。

图14是本发明的ESAM加密模块示意图。

图15是本发明的计量单元电路电路示意图。

图16是本发明的采集电流信号电路示意图。

具体实施方式

如图1-16所示，本实施例的基于超级电容及热释电传感器的防窃电智能电表，

本发明通过行程开关和热释电传感器双重检测的方法确保准确检测强行开盖窃电行为，具体方法如下所述：

S1.1,循环检测开盖事件，首先，如果检测到行程开关电平状态改变超过一定时间阈值，则记录一次开盖事件并上报；如果没有检测到行程开关状态改变，但是检测到热释电传感器的输出电平改变且超过一定时间阈值，则记录一次开盖事件并上报；如果同时没有检测到行程开关和热释电传感器的电平状态改变则返回重新检测。

S1.2，当程序中检测到发生S1.1的开盖事件后，立即触发进入窃电事件检测，确定有开盖事件后，上报开盖事件的同时进入计量单元的电流不平衡检测，如果检测到电流不平衡后，立即通过通信模块上报电力主站并声光警报；

一般正常的电流不平衡体现为接地现象的存在，窃电时的电流不平衡包括任何的火线和零线测量所得到的负载电流不相等的情况。为了检测电流的不平衡，本发明增加一个电流互感器，实现零线的电流检测；由于隔离原因，在第一路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻，另一路使用成本相对较高的电流互感器，同时测量火线和零线的电流来检测电流是否不平衡。此外，计量芯片具有三个独立的ADC来进行两个电流通道(火线、零线)和一个电压通道的采样，并自动比较两个电流通道电流的大小，实现电流不平衡时的检测和防窃电测量。

针对电流反接时的防窃电，计量芯片有自动检测电流反向的功能，实现电流反向的检测。同时，给电能计量模块预置电流反向时的处理方式，如电流反向时取功率或电能的绝对值为测量值等等。

对于电流反接时的防窃电，当负载电流非常小的时候，可能会出现错误的电流反向警告。设定一个电流反向检测的最小电流极限(阈值)，当小于这个最小电流极限时，关闭电流反向检测功能，防止错误的电流反向警告。

通过以上方法改进电子式电能表的设计，可以方便地实现防窃电功能，有效地防范窃电现象的发生。

如图4所示，本发明基于超级电容及热释电传感器的防窃电智能电表包括开关电源单元、计量单元、储能单元、控制显示单元、存储加密单元、通信告警单元。其中开关电源单元包括AC/DC模块和DC/DC模块；计量单元包括电流采样和电压采样；储能单元包括超级电容及负反馈限流充电保护电路；控制显示单元包括MCU(微处理器MCU)、行程(轻触)开关和热释电红外传感器(人体感应)开盖检测模块、显示模块、继电器控制模块；存储加密单元包括与微处理器MCU相连的存储模块和ESAM加密模块；通信告警单元包括与微处理器MCU相连的通信模块与告警模块；磁保持继电器与光耦继电器的输出串联于外部供电电路。

与微处理器MCU相连接的开盖检测模块包含轻触行程开关和热释电传感器双检测模块，开盖检测模块检测智能电表的表壳是否被强行打开并且记录被打开的日期、时间；计量单元的电流采样模块分别连接智能电表的火线和零线以分别同时采样火线和零线的电流；通信模块可以将窃电事件数据传送给供电主站；其中,窃电判断采用的判断方法包括以下步骤：

1.开盖双重检测模块检测智能电表的表壳是否被强行打开；如检测到表壳被打开的时间超过第一时间阈值,则告警模块发出告警信号,当表壳关闭时则解除告警；

2.电流采样模块采样火线和零线的电流值,判断火线和零线的电流值是否相等；如果不相等,判断电流值误差大于2％,且该不相等的条件持续时间超过第二时间阈值,则火线和零线电流不平衡并告警,火线和零线的电流值恢复平衡时解除告警；

3.判断步骤1的告警时间是否在步骤2的电流不平衡发生之前,如果是,则判断智能电表被开盖窃电。

本发明通过将开盖事件检测和电流数据采样比对相结合，判断方法为当火线和零线电流不平衡时且在电流不平衡之前智能电表的微处理器MCU相连的开盖检测模块检测到电表被强行打开则判断为发生了窃电事件,本发明更加直观准确判断是否发生窃电事件,避免不必要的误判。

同时，本发明还使用负反馈限流电路对超级电容进行从恒流到恒压的充电保护过程，最大程度上延长超级电容的使用寿命。储能单元的原理框图如下所示：

如图5所示，开关电源单元、DCDC降压电路、限流保护电路、超级电容、电表基本单元依次连接。提供一种基于超级电容电源持续系统的智能电表，能够解决外部断电后，智能电表还能进行停电、开盖窃电等事件信息主动上报工作。

开关电源单元包括有交直流转换电路，将输入的工频交流电转换为直流电。开关电源单元整流后与DCDC降压电路连接，通过LDO降压电路与电表基本单元及通信模块连接，为电表基本单元及通信模块提供电源，实现智能电能表的远程交互通信；同时DCDC降压电路与限流保护电路连接后与储能单元超级电容连接，为超级电容提供充电电源；超级电容与电表基本单元连接，在外部电源断电时为整个电表基本单元提供电源。电表基本单元还包括有开关控制电路，与储能电路和通信模块连接；当外部电源断电，待超级电容维持通信模块上报掉电等信息后开关控制电路切断超级电容对通信模块的放电通道，使超级电容的剩余电能全部用于维持电能表的低功耗运行，延缓电能表对时钟电池的消耗。

如图6所示，限流电阻R6、R7、三极管Q1、Q2及电阻R8组成负反馈限流电路，三极管Q1和电阻R6和R7组成限流反馈控制电路，三极管Q2、电阻R8组成开启充电控制电路。电路工作原理如下：

当超级电容欠压(接近于短路状态)时，使得流过R6与R7的电流增大，此时Q1的E极(发射极)与B极(基极)压降增大，三极管Q1导通，电阻R8有电流通过，使得三极管Q2的B极(基极)电压升高，三极管Q2状态趋于截止，将通过R6与R7的电流拉低，Q1又趋于截止，然后R6与R7两端的电压减小，Q2再一次开启，达到限流充电的作用。

当超级电容被充电到一定电压(处于轻负载状态)时，三极管Q2的B极(基极)通过电阻R8被下拉到GND(地电位)，三极管Q2处于导通状态，通过电阻R6与R7的电流较小，三极管Q1的E极(发射极)和B极(基极)压降Veb较小，此时三极管Q1处于截止状态，充电电路正常工作，趋于恒压充电状态。

上述过程是一种负反馈机制，Q1与Q2并不会真正的截止或者完全导通，而是在这种反馈机制下建立一种平衡，由三极管Q1与Q2均处于放大状态，来维持这种平衡。

通过选择三极管型号和电阻R6、R7的值，可以调整限流的值。由于三极管Q1工作在放大状态，对负载的电流变化非常敏感，因此流过负载的电流可以基本保持不变，R6与R7两端的电压约等于三极管Q1的导通电压，则该电路的工作电流主要由R6、R7和三极管Q1的导通电压决定。

电表上电时，DC-DC电路通过负反馈限流电路给超级电容充电，直至电容充满；电表掉电后，掉电检测电路输出到放电控制电路和主控模块的直流电压消失，放电控制电路获知电表掉电后判断超级电容的电压值是否大于3V阈值，如果是则向主控模块、低功耗模块放电，同时，主控模块检测到掉电检测电路输出的直流电压消失后向通信模块发送掉电事件数据，从而实现电表掉电信息的上报。

当电表掉电后，优先由超级电容给主控模块、低功耗模块供电，同时，超级电容向通信模块供电，待通信模块上报掉电事件数据结束后停止向其放电，剩余电量全部用于维持电表低功耗运行。当超级电容电量不足时，才切换为由电池向主控模块、低功耗模块放电。

充满电量的超级电容首先维持电能表低功耗工作一段时间，之后才会使用电池的电能，从而减小了电池对外放电的次数和时长，节约了电池电量，延长了电池使用寿命，避免了电池因长时间或频繁放电导致欠压。即使电池已经欠压的情况下，电能表发生了非长期性的停电时，超级电容也能够保障电能表的正常运行。

总之，智能电表的超级电容电源保持系统，采用BUCK降压电路与负反馈限流电路由恒流到恒压的充电过程对超级电容的充电电流进行限制，延长超级电容的使用寿命；同时稳定输出负载所需的电压，从而实现断电后，超级电容备用电源持续供电48小时以上，确保电能表在断电时相关功能的正常运作，实现停电、开盖等事件信息的正常上报。

智能电表停电信息的成功上报需要相应集中器和主站的配合，如图7所示为基于本方案电能表的停电信息上报系统示例，电能表所在线路停电后，相应的电能表利用超级电容储存的电量维持内置通信模块(如宽带载波电路)继续工作一段时间，这样电表可通过内置宽通信模块(如宽带载波电路)将停电信息上报给集中器，集中器再上报给主站，主站结合各种上报的停电信息数据判断停电性质是全台区停电、部分支路停电还是个别电表停电，最后通知相关人员进行检修。

其中，在图8中，AC/DC模块电路包括端子UL和UN、压敏电阻RN1和热敏压敏复合电阻RN2、

市电连接端子UL和UN后，经过全波整流桥、安规电容CN1和共模电感LN1，到高压电容EN1和EN2，泄放电阻RN17、RN18：在电容CN3后接交直流转换开关电路；

电容CN3一路接变压器TRNI后输出，一路接开关电源芯片UN1，交直流转换开关电路包括开关电源芯片UN1、高频变压器TRN1及外围电路。

在断电时候，可以将电容CN3储存的电荷泄放掉。

压敏电阻RN1和热敏压敏复合电阻RN2作用：防雷和过电压保护；全波整流桥包括二极管DN1、DN2、DN3、DN4；

安规电容CN1起到滤波作用：实现了滤除电网线之间的差模干扰。共模电感LN1，实现平滑电流、过滤共模的电磁干扰信号；

通过两个高压电容EN1和EN2实现存储电能以保证电源电路的稳定性和可靠性；

泄放电阻RN17、RN18：断电时候可以将电容CN3储存的电荷泄放掉。

开关电源芯片UN1，内置900V功率MOS管，内置高压启动电路，软启动技术，内置线电压补偿和斜波补偿；

交直流转换开关电路具有周期式过流保护、过载保护、过压保护、软启动功能。通过三种不同的功率脉冲调制混合技术和特殊器件低功耗技术实现了超低的待机功耗、宽电压范围下的最佳效率。

交直流转换开关电路，具有周期式过流保护、过载保护、过压保护、软启动功能。

AC/DC模块电路通过三种不同的功率脉冲调制混合技术和特殊器件低功耗技术实现了超低的待机功耗、宽电压范围下的最佳效率。

图9是继电器控制模块电路；继电器控制模块电路包括双向继电器驱动集成电路UN7，用于控制磁保持继电器/光耦继电器的工作，具有输出电流大、静态功耗小的特点。

图10是储能单元；储能单元包括锂电池BAT1及外围部分电路；锂电池BAT1采用电源3.6V，电能表出厂时，将3.6V锂电池的JV1端子短路焊接，用于当外部市电电源停电后的处理器MCU低功耗运行及时钟保持供电；外围部分电路包括外部电源MHVDD、DVDD及MVDD；

电源3.6V通过二极管组DN30分三路，一路通过MOS管QN3接外部电源MVDD，一路通过电阻RN50、稳压二极管DN26接外部电源MHVDD,一路通过开关二极管DN27接外部电源DVDD；

当外部电源MHVDD有电时，MOS管QN3的P沟道在起到钳位作用的稳压二极管DN26、RN50、RN51及开关二极管DN27控制下保持截止；当MOS管QN3导通，锂电池BAT1通过二极管组DN30及MOS管QN3向外部电源MVDD供电，保持RTC(实时时钟)准确运行。

图11是开盖检测电路，开盖检测电路配套有人体感应电路；

人体感应电路包括热释电红外传感器UA5；

开盖检测电路包括轻触行程开关KT3及电阻电容；

在热释电红外传感器UA5中，2脚OUT，为3V高低电平输出，当有感应输出时，是高电平3V；当无感应输出时，是低电平0V；2脚通过Sense_body_Test网络与微处理器MCU连接；

轻触行程开关KT3通过Cover_Open_Test网络与微处理器MCU连接。

图12是普通的按键检测电路。

在图13中，UA2是存储事件及冻结数据的NORFLASH存储模块，芯片UA3是存储校表数据的EEPROM存储模块。

在图14中，芯片UA4是对电能表程序及数据进行加密的ESAM加密模块。

在图15中，计量单元电路包括单相电源电压UM1，用于进行采样检测火线电流和零线电流；单相电源电压UM1通过由脚13-16通过SPI总线与微处理器MCU进行数据通讯；

SPI总线包括Meter_C\S\、Meter_SCLK、Meter_MOSI、Meter_MISO；

在图16中，JM1接锰铜传感器用于采集火线电流信号，通过采样电阻RM12及RM13转换成电压信号后经RM11、CM3和RM14、CM4滤波后送给UM1的45号脚ADC转换。

JM2接电流互感器用于采集零线电流信号，通过采样电阻RM16及RM17转换成电压信号后经RM15、CM5和RM18、CM6滤波后送给UM1的67号脚AD转换。

接头JN2接继电器，例如磁保持/光耦二合一继电器；接头JM1接继电器，例如锰铜传感器；接头JM2接继电器，例如电流传感器。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一列举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。