预付费电表的工作原理(预付费电表内部构造)

导语：预付费电表的组成结构及实现原理-江苏森维电子

预付费电表是一种智能电能表，是用电方先买电后使用的一种新型电表。预付费电表内部电路采用了单片机微处理器，具有自动控制和监测功能。智能电表可以防止窃电行为发生，它在安装使用之前，应将电能表及电卡进行相关的检测，合格后方可安装。

预付费电表的功能主要有：

1.对用户购电时间进行自动控制，防止用户过长时间的购电；

2.根据用户用电量多少进行自动用电；

3.自动抄表，随时掌握用电情况；

4.按月或者按次收费，实现了预付费功能；

5.防止欠费停电。

预付费电表一般由等组成。

微处理器

微处理器是整个电表的核心，主要作用是根据用户购电金额和用户购电时间控制电能表的工作，并对电能表进行数据监测、采集和处理。预付费电表使用的微处理器主要是单片机，它具有运算速度快、功能强等优点，在电表设计中，一般采用单片机作为主控芯片，配合一些外围电路来完成各项功能。

采样模块

采样模块是智能电表的核心部分，它由5路模拟开关和1路数字开关组成。模拟开关用于采集电流和电压，数字开关用于采集总的电量。智能电表中采样模块的作用是将用户总用电量转化为电流或电压信号，并将这两路信号送入微处理器进行处理。

为了提高采集数据的可靠性，可以使用高精度的A/D转换器。预付费电表采用 ATMEL公司生产的ATT7022AA/D转换器，它具有高精度、低功耗、性价比高等特点。通过对电流信号和电压信号进行A/D转换，可以准确地反映电流、电压的瞬时变化信息及累计时间信息，并将信息保存在 EEPROM中。

键盘输入模块

键盘输入模块的主要作用是，当用户插卡后，键盘扫描通过后，根据输入密码判断是否插入卡。同时还可以设置用户用电时段和用电时长。用户插入卡时由键盘输入密码，当插入卡时，则由单片机控制执行按键，同时还有时钟芯片。对于采用时钟芯片的模块，还具有掉电保护功能。

控制模块

控制模块是预付费电表的核心，由单片机控制。预付费电表的功能实现离不开单片机，是一种最小系统，它是在片内集成了存储器、串行接口和定时/计数器等部件，同时还具备了指令系统和数据处理的能力。单片机最小系统与控制模块间有两条线连接，即通信线和指令数据线。通信线用于控制模块和单片机之间的连接，指令数据线用于接收指令和数据。

单片机的控制信号有两种：

一种是命令信号，如主控制信号、计数输入信号等；

另一种是时钟信号。时钟信号用于存储电路中的数据信息，具有较长的时间间隔，这类时钟信号也是实现预付费功能的关键。

电源电路

预付费电表的电源电路主要由12V的蓄电池电压、可调稳压器、开关电源及滤波电容等构成。

预付费电表一般是先通过 IC卡进行感应，然后将感应到的电储存在 IC卡内，最后通过 MCU进行计算，出来后通过单片机进行控制。在 IC卡被感应之前，电能表的供电是通过12V蓄电池来完成的。

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