电表初级能量保持管理的制作方法

电表初级能量保持管理


背景技术：

1.除非本文另有说明，否则本节中描述的材料不是本技术中权利要求的现有技术，并且不因包含在本节中而被承认是现有技术。
2.电表测量由电力设施提供商的客户消耗的电功率。电表插入安装在建筑物或其他结构上的外壳中的仪表插座中，并且从配电网汲取其操作功率。电表记录电能消耗并将该信息以及电表本身的状态信息传送给公用事业提供商以进行监测和计费。当发生断电时，电表不再具有与公用事业提供商通信的能力。
3.为了操作无线电部件以使电表能够在断电发生时向公用事业提供商提供“最后时刻(last gasp)”通信，电表可以配备有备用电源。备用电源可以仅在足以使电表发送最后时刻通信的短暂时间段内向电表提供电力。在一些情况下，备用电源可以是为无线电部件操作提供备用电力的一个或多个低压电容器。存储足够的能量以在足够长的时间段内操作无线电部件所需的电容器可能是大且昂贵的。


技术实现要素：

4.可以提供用于电表的初级能量管理的系统和方法。
5.根据本公开的各个方面，提供了一种公用事业仪表。在一些方面，公用事业仪表可以包括：整流器，其被配置为对来自电网的交流(ac)电压进行整流以生成初级直流(dc)电压源；以及初级保持(primary holdup)电路。初级保持电路可以包括：一个或多个第一电容器，其耦合到初级dc电压轨并且被配置为存储来自初级电压源的能量；开关，其耦合到一个或多个第一电容器；以及控制电路，其被配置为控制初级保持电路。控制电路可以被配置为确定从初级dc电压源导出的次级电压源的次级dc电压近似等于第一指定阈值电压；以及生成控制信号以使开关接通和使一个或多个第一电容器将存储在一个或多个第一电容器中的能量的一部分释放到初级dc电压轨。
6.根据本公开的各个方面，提供了一种初级保持电路。在一些方面，初级保持电路可以包括：一个或多个第一电容器，其耦合到初级dc电压轨并且被配置为存储来自初级电压源的能量；开关，其耦合到一个或多个第一电容器；以及控制电路，其被配置为控制初级保持电路。控制电路可以被配置为确定从初级dc电压源导出的次级dc电压近似等于第一指定阈值电压；以及生成控制信号以使开关接通和使一个或多个第一电容器将存储在一个或多个第一电容器中的能量的一部分释放到初级dc电压轨。
7.根据本公开的各个方面，提供了一种在断电期间操作公用事业仪表的方法。在一些方面，方法可以包括：由控制电路基于感测到从交流(ac)电网导出的次级直流(dc)电压近似等于第一指定阈值dc电压来确定在ac电网上发生断电；由控制电路生成到初级保持电路的控制信号，初级保持电路包括耦合到初级dc电压轨并且被配置为存储来自初级电压源的能量的一个或多个第一电容器，以及耦合到一个或多个第一电容器的开关。控制信号可以使开关接通并且使一个或多个第一电容器将存储在一个或多个第一电容器中的能量的一部分释放到初级dc电压轨。
附图说明
8.通过参考附图描述示例，各种实施例的方面和特征将更加明显，附图中：
9.图1是示出根据本公开的一些方面的公用事业管理系统的简化图；
10.图2是示出根据本公开的一些方面的电表的简化框图；
11.图3是根据本公开的一些方面的包括初级保持电路的电表的简化框图；
12.图4是示出根据本公开的一些方面的初级保持电路的简化示意图；
13.图5是示出根据本公开的一些方面的电表和头端系统之间的通信的框图；以及
14.图6是示出根据本公开的一些方面的用于在ac断电期间操作电表的方法的流程图。
具体实施方式
15.电表测量由电力设施提供商的客户消耗的电功率。电表插入到安装在建筑物或其他结构上的外壳中的仪表插座中，并提供由电力设施输送的电力与客户之间的连接。电表测量和控制经由电网输送到客户房屋的电力。电表可以与通信模块组合，以使电表能够与其他电表和公用设施通信。电表可以是公用事业管理系统的一部分。
16.电表可以从它们所连接的交流(ac)电源获得电力。ac电压可以被整流以产生初级直流电流(dc)。电表还可以配备有电源，该电源可以是开关电源，也称为离线切换器，其被配置为将初级dc电压转换为适合于操作电表的组件的较低的次级dc电压。离线切换器电源还可以在连接到初级dc电压的电路和连接到次级dc电压的电路之间提供电隔离(例如，电流隔离)。
17.在ac电力中断期间，电表不再能够从ac电源获得其电力，并且需要足够的存储能量(在本文中称为初级保持能量)来操作离线切换器达足以使电表在ac电力中断期间发送“最后时刻”通信(诸如ac电力中断的指示)的短暂时间段。最后时刻通信可以被发送到接收器，诸如头端系统、另一公用事业仪表或具有例如电表的高级计量基础设施(ami)无线电部件或自动抄表(amr)无线电部件的移动设备。在一些情况下，在发送成功之前，最后时刻通信可能需要若干次尝试。由于离线切换器中的功率损耗，简单地在电表的初级dc电压轨两端提供一组电容器以为离线切换器提供必要的保持能量以在长时间段(例如，60秒)内为ami无线电部件和/或amr无线电部件以及其他ami或amr设备供电是不实际的。
18.本公开的各方面可以在ac断电期间的长时段(例如60秒或更长时间)内在轻次级负载处提供对具有初级保持能量的离线切换器的效率的改进。电表中的控制电路可以根据需要打开和关闭离线切换器，以满足ami无线电部件和/或amr无线电部件以及其他ami或amr设备的dc要求。这种控制还可以在低次级负载下改进离线切换器的效率。在ac断电期间，可以减少反激式转换器中的空闲损耗，以使得ami或amr无线电部件以及其他ami或amr设备能够在长时间段(例如，大于60秒)期间保持为活动的。
19.虽然描述了某些实施例，但是这些实施例仅以示例的方式呈现，并且不旨在限制保护范围。本文描述的装置、方法和系统可以以各种其他形式体现。此外，在不脱离保护范围的情况下，可以对本文描述的示例方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。
20.图1是示出根据本公开的一些方面的公用事业管理系统100的简化图。参考图1，公用事业管理系统100可以包括电表105、头端系统110和存储设备120。虽然为了便于解释，图
1示出了一个电表105，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，多个电表105可以包括在所公开的公用事业管理系统100中。
21.电表105可以监视和/或记录客户房屋130处的能量使用情况，并将关于能量使用情况的信息通信到头端系统110。例如，电表105可以连续地监测和记录客户房屋130处的总能量使用情况。根据本公开的各个方面，电表105可以监视和/或记录与客户房屋130处的能量使用情况相关的一周中的几天和一天中的时间，并将信息通信到头端系统110。另外，电表105可以作为传感器来执行，以检测和/或记录异常测量和/或事件，例如但不限于ac断电。本领域普通技术人员将理解，可以由电表105监测和通信其他信息，例如但不限于平均消耗功率、峰值功率等。
22.电表105可以使用适合于特定通信接口的通信协议经由本领域技术人员已知的有线或无线通信接口与头端系统110通信。可以在电表105上实现不同的有线或无线通信接口和相关联的通信协议，用于与头端系统110通信。例如，在一些实施方式中，可以实现有线通信接口，而在其他实施方式中，可以实现无线通信接口，以用于电表105和头端系统110之间的通信。在一些实施例中，无线网状网络可以连接多个电表105。多个电表105可以将数据发送到收集器(未示出)，收集器与另一网络通信以将数据发送到头端系统110。电表105可以使用射频(rf)、蜂窝或电力线通信来进行通信。在一些实施方式中，电表105可以是高级计量基础设施(ami)仪表或自动抄表(amr)仪表，并且可以包括ami无线电部件或amr无线电部件。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其它通信方法。
23.头端系统110可以包括数据存储设备120。数据存储设备120可以是例如但不限于一个或多个硬盘驱动器、固态存储器设备或其他计算机可读存储介质。本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他存储配置。数据库125可以存储在数据存储设备120上。数据库125可以存储从电表105收集的信息。例如，数据库125可以包括与负载运行信息相关的一周中的几天和一天中的时间，例如但不限于负载消耗的平均功率、负载消耗的峰值功率等。本领域普通技术人员将理解，该信息是示例性的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，数据库125中可以包括其他信息。
24.头端系统110和电表105可以连接到配电网140。配电网140可以包括产生电力(未示出)的发电站(未示出)、用于升高电压以用于传输或降低电压以用于分配的变电站(未示出)、高压传输线(未示出)和配电线(未示出)。
25.图2是示出根据本公开的一些方面的电表200的简化框图。电表200可以是例如图1的电表105。电表200可以包括控制电路205、通信模块230、各种传感器240、电源260和初级保持电路270。
26.控制电路205可以包括处理器210、存储器220和测量电路250。处理器210可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑设备。处理器210可以与存储器220、通信模块230和传感器240电通信。处理器210可以控制电表200的整体操作。处理器210可以接收由电表200的各种传感器240生成的数据，包括但不限于能量使用情况、电压、电流等，并且可以对数据执行操作或处理。处理器210可以与通信模块230通信，以经由有线或无线网络将各种操作参数(例如，能量使用情况)、诊断数据(例如，错误状况)或其他电表信息(例如，gps坐标)发送到头端系统和/或其他电表。
27.存储器220可以是诸如固态存储设备或其他存储设备的存储设备，并且可以是易失性和非易失性存储装置或存储器的组合。在一些实施例中，存储器的部分可包括在处理器210中。存储器220可以被配置为存储可由处理器210执行的指令，以及由电表200的各种传感器240生成的数据，以及可由处理器210执行的其他应用。
28.通信模块230可以是有线或无线收发器，其可操作以经由本领域已知的各种有线或无线协议(例如但不限于ami协议)进行通信。通信模块230可以包括被配置为控制通信模块230的操作的处理器235。通信模块230可以使电表200能够与网络(例如，ami网络)中的其他电表通信并且与控制网络的公用事业提供商(例如，头端系统)通信。通信模块230可以向公用事业提供商发送数据和警报信号，以及接收更新的程序指令、固件更新、对其他设置的更新或其他通信中的任何一个。通信模块230可以从头端系统(例如，头端系统110)接收电容器充电和放电指令信号232，并且可以将指令信号通信到处理器210。在一些实施方式中，通信模块230可以包括ami设备和/或amr设备，包括ami无线电部件和/或amr无线电部件237。ami无线电部件和/或amr无线电部件可以使用射频(rf)技术或电力线通信(plc)向头端系统发送数据和从头端系统接收数据。
29.传感器240可以包括但不限于电压传感器、电流传感器、加速度计、倾斜开关、温度传感器和被配置为监测电表200的电特性和物理特性的其他传感器。
30.测量电路250可以与传感器240接口连接。测量电路250可以包括模数(a/d)转换器256，其被配置为测量电容器电压并且可以将电容器电压值转换为数字值。模数(a/d)转换器256可以被配置为从传感器240接收信号并将信号转换为可以由处理器210操作的数字值。
31.电源260可以是开关电源，在本文中也称为离线切换器。电源260可以被配置为将初级dc电压转换为较低的次级dc电压。电源260还可以包括次级电源，其将次级dc电压转换为适合于操作电表的组件的较低电压。
32.初级保持电路270可以在ac断电之后立即向电表200提供电力一段时间。包括在初级保持电路270中的电容器可以由控制电路205控制，以为电表200提供足够的电力，以经由ami无线电部件或amr无线电部件237向头端系统发送“最后时刻”消息。最后时刻消息可以包括ac断电的通知以及在电力丢失时的其他信息(例如，能量使用情况、错误状况或其他电表信息)。
33.图3是根据本公开的一些方面的包括初级保持电路360的电表300的简化框图。参照图3，电表300可以包括第一电源310、第二电源320、第三电源325、控制电路350和初级保持电路360。第一电源310(在本文中也称为离线电源或离线切换器)可以利用来自电表300的初级dc电压的输入电压进行操作。初级dc电压可以根据由全波整流器305整流的ac线电压生成。初级dc电压可以是例如350伏dc(vdc)或另一dc电压。
34.第一电源310可以是开关电源，例如但不限于降压-升压电源或其他电源，其可操作以将初级dc电压转换为较低的次级dc电压vsec。次级dc电压vsec可以是例如12vdc或另一dc电压。第一电源310可以通过将存储在耦合电感器315的初级绕组中的能量周期性地传递到耦合电感器315的次级绕组来将初级dc电压转换为次级dc电压vsec。连接到初级dc电压的电路与连接到次级dc电压的电路之间的电隔离(例如，电流隔离)可以由耦合电感器315提供。在一些实施方式中，耦合电感器315可以是变压器。次级dc电压vsec的隔离反馈可
以经由隔离设备312(例如但不限于光耦合器或其他隔离设备)提供给第一电源310。
35.第二电源320可以是开关电源或可操作以将次级dc电压vsec转换为较低电压(例如3.3vdc或另一dc电压)的其他电源。第二电源320可以为控制电路350以及电表300的其他电路供电。第三电源325可以是开关电源或可操作以将次级dc电压vsec转换为较低电压(例如3.6vdc或另一dc电压)的其他电源。第二电源325可以为ami无线电部件或amr无线电部件330供电。
36.初级保持电路360可以包括初级保持电容器370、初级保持控制开关375和峰值检测器电路380。初级保持电容器370可以耦合到初级dc电压轨307，并且可以在从ac电源供电时存储能量。初级保持电容器370可以包括并联连接以提供指定量的电容的两个或更多个电容器。例如，两个220微法(μf)电容器可以并联连接以提供440μf的电容，以存储来自初级dc电压轨307的能量。初级保持电容器370可以是例如但不限于一组电解电容器或其他类型的电容器。
37.初级保持控制开关375可以可操作以在ac断电期间控制初级保持电容器370的放电。初级保持控制开关375可以是例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。峰值检测器电路380可以基于经由隔离电容器390从控制电路350接收的控制脉冲356来激活或去激活初级保持控制开关375。
38.控制电路350可以通过监测次级电压vsec来确定已经发生ac断电。当次级电压vsec近似等于(例如，在100mv或另一电压值内)指定阈值电压(例如，3v或另一电压)时，控制电路350可以确定已经发生ac断电。控制电路350(例如，控制电路的处理器(例如，处理器210))还可以提供第一控制信号352以启用和禁用第三电源325(例如，3.6v电源)以及第二控制信号354以启用和禁用开关电路335。开关电路335可以将电力连接到电表300的辅助电路340或断开电表300的辅助电路340的电力。如本文所使用的，辅助电路是指在ac断电期间不需要操作的任何电路。在ac断电期间，控制电路350可以向开关电路335生成第二控制信号354，以断开在在ac断电期间不需要操作的电表300的辅助电路340的电力。
39.图4是示出根据本公开的一些方面的电表400的初级保持电路的简化示意图。初级保持电路可以包括控制电路350、初级保持电容器470、初级保持控制开关475和峰值检测器电路480。初级保持电容器470可以提供初级保持能量以在ac断电期间维持电表400和ami和/或amr设备(例如，ami无线电部件和/或amr无线电部件330)的操作。初级保持电容器470可以是例如但不限于一组电解电容器或并联连接的其他类型的电容器，以提供足够的电容来存储来自初级dc电压轨407的能量。
40.初级保持控制开关475可以是包括本征二极管477的场效应晶体管(fet)。峰值检测器电路480可以包括并联连接的电容器和电阻器，以及与反向偏置二极管d1串联连接的电阻器r1。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用用于控制初级保持电容器的充电和放电的初级保持控制开关和峰值检测器电路的其他配置。
41.在电表400由ac电源供电的正常操作期间，初级侧电容器c4可以在初级dc电压轨407上提供初级dc电压以操作离线电源410。初级dc电压可以是例如350vdc或另一电压。离线电源410可以通过耦合电感器415生成近似12vdc的次级电压vsec，以将次级保持电容器c5充电到其近似12vdc的标称操作电压。次级dc电压vsec的隔离反馈可以经由隔离设备412(例如但不限于在光耦合器或其他隔离设备上)提供给第一电源410。在电表400由ac电源供
电的情况下，初级保持控制开关475使得能够通过由本征二极管477提供的路径将初级保持电容器470充电到初级dc电压。
42.次级保持电容器c5可以仅提供总保持能量的一小部分，用于在ac断电期间电表400(尤其是ami无线电部件和/或amr无线电部件)的操作。保持能量的较大部分可以存储在初级保持电容器470中。在控制电路350的控制下，存储在初级保持电容器470中的能量可以在更长的时间段内释放，例如60秒或更长时间。
43.在ac断电期间，初级保持电容器470不再从初级dc电压充电。初级保持控制开关475可以处于断开状态，并且本征二极管477可以反向偏置，从而防止初级保持电容器470放电。因此，存储在初级保持电容器470中的保持能量可以被保留以供稍后使用。在ac电源没有提供电力的情况下，离线电源410可以继续根据由初级侧电容器c4提供的初级dc电压操作。离线电源410可以继续操作并继续对次级侧电容器c5充电，直到存储在初级侧电容器c4中的能量耗尽到初级dc电压近似等于指定阈值电压的点，该指定阈值电压小于离线电源410的最小操作电压，例如，近似60vdc或另一电压。当初级dc电压近似等于指定阈值电压时，离线电源410可以关闭。
44.在离线电源410关闭之后，次级侧电容器c5可以为电表400和ami或amr设备(例如，ami无线电部件和/或amr无线电部件330)操作提供必要的保持能量。当存储在次级侧电容器c5中的能量耗尽时，次级电压vsec可随时间减小。当控制电路(例如，控制电路350)确定次级电压vsec近似等于(例如，在100mv或另一电压值内)指定阈值(例如，近似3vdc或另一阈值电压)时，控制电路350可以经由到第三电源325的第一控制信号352来禁用ami无线电部件和/或amr无线电部件330，可以进入低功率模式，并且可以生成控制脉冲456以使初级保持控制开关475接通。例如，控制电路350的处理器(例如，处理器210)可以(例如，从传感器240)接收感测次级电压vsec的传感器信号，并且当其确定次级电压vsec近似等于指定阈值时生成控制脉冲456。控制脉冲456可以是具有指定频率和占空比的脉冲波形，并且可以经由线路隔离电容器490耦合到峰值检测器电路480。初级保持控制开关475可以在由控制脉冲456的频率和占空比确定的时间段之后接通。
45.由峰值检测器电路480接收的控制脉冲456可以使峰值检测器电路480中的检测器电容器c3充电。当检测器电容器c3上的电压达到接通阈值电压时，初级保持控制开关475可以接通，使得初级保持电容器470将它们存储的能量的一部分提供给初级dc电压轨407。由初级保持电容器470提供的能量可以将初级dc电压轨407上的电压增加到最小接通电压以上，从而使离线电源410接通。离线电源410可以再次生成次级电压vsec以对次级侧电容器c5充电。
46.当次级侧电容器c5上的电压vsec超过第一指定阈值电压(例如，近似3vdc或另一电压)时，控制电路可以唤醒并监测次级电压vsec。控制电路可以保持在空闲状态，直到其确定次级侧电容器c5上的电压vsec超过第二指定阈值电压，例如，近似8vdc或另一电压。当控制电路确定次级电压vsec已经超过第二阈值电压时，控制电路可以启用ami无线电部件和/或amr无线电部件(例如，经由第一控制信号352)，并且可以禁用控制脉冲。例如，控制电路350的处理器(例如，处理器210)可以(例如，从传感器240)接收传感器信号，并且当其确定次级电压vsec已经超过第二指定阈值电压时禁用控制脉冲456。初级保持控制开关475可以保持在接通状态，并且初级保持电容器470可以继续向初级dc电压轨407提供能量，直到
存储在检测器电容器c3中的电荷降低到检测器电容器c3两端的电压小于初级保持控制开关475的接通阈值电压的点。
47.当检测器电容器c3两端的电压放电(经由电阻器r3)到小于初级保持控制开关475的接通阈值电压时，初级保持控制开关475可以断开，并且初级保持电容器470可以不再向初级dc电压轨407提供能量。断开初级保持控制开关475可以节省存储在初级保持电容器470中的能量。离线电源410可以继续操作以对次级侧电容器c5充电，直到存储在初级侧电容器c4中的能量耗尽并且初级dc电压再次近似等于小于离线电源410的最小操作电压的指定阈值电压。充电/放电循环可以继续，直到先前存储在初级保持电容器470中的保持能量耗尽。
48.本公开的各方面可以提供增加的保持能量，以为电表提供足够的时间来存储状态信息并将状态信息发送到头端系统、另一个公用事业仪表或移动设备。在正常操作期间，电表可以收集状态信息，包括但不限于电压和电流信息、错误状况等。在ac断电期间，可以存储所收集的状态信息并在“最后时刻”通信期间将其发送到头端系统。在一些情况下，发送最后时刻通信可能需要进行几次尝试。所公开的实施方式可以提供足够的能量来为电表供电，以经由ami无线电部件和/或amr无线电部件存储和发送信息。
49.图5是示出根据本公开的一些方面的电表和头端系统之间的通信的框图。参考图5，电表510、520、530可以经由通信链路550与头端系统540通信，并且可以经由通信链路560彼此通信。头端系统540可以包括服务器545，服务器545被配置为通过网络(例如高级计量基础设施(ami)网络)与电表510、520、530通信。每个电表510、520、530可以与其他电表以及头端系统540中的服务器545通信仪表信息和数据。在一些情况下，电表(例如电表520)可能离头端系统540太远而不能直接与其通信。在这种情况下，电表520可以经由另一电表(例如电表510)与头端系统540通信。在一些情况下，电表510、520、530可以与移动设备570(诸如移动电话、膝上型计算机或其他移动设备)通信仪表信息和数据。
50.在一些情况下，电表和头端系统之间的通信可以通过附加网络(未示出)进行通信。附加地或替代地，电表可以与一个或多个边缘处理设备通信，该一个或多个边缘处理设备在拓扑上位于比头端系统更靠近电表的位置。边缘处理设备可以具有比电表更多的处理能力，并且可以提供通常由头端系统提供的一些功能。
51.电表510、520、530可以经由通信链路560彼此通信以交换仪表信息和数据。例如，如果电表510经历线路电压损失，则电表510可以与电表520和电表530通信，以确定故障是否是电表510的本地故障或者故障是否是由共同状况引起的更广泛的故障。共同状况可以是例如由于暴风雨而导致的倒下的电力线。然后，可以由一个或多个电表将共同状况报告给头端系统。附加地或替代地，边缘处理设备可以从电表接收数据，并且确定数据是否指示影响电表的共同状况。
52.图6是示出根据本公开的一些方面的用于在ac断电期间操作电表的方法600的流程图。参考图3、图4和图6，在框610处，可以确定是否发生ac断电。当发生ac断电时，第一电源(例如，离线电源310)可以停止提供次级电压vsec。控制电路(例如，控制电路350)可以确定次级电压vsec近似等于(例如，在100mv或另一电压值内)阈值电压，例如3vdc或另一电压。响应于确定尚未发生ac断电(610-否)，控制电路可以继续监测次级电压vsec。
53.响应于确定已经发生ac断电(610-是)，在框615处，可以禁用电表中的非必要电
路。控制电路可以激活开关电路(例如，经由控制信号354激活开关电路335)以断开在ac断电期间对于电表的操作非必要的任何附加电路(例如，辅助电路340)。
54.在框620处，控制电路可以禁用ami无线电部件和/或amr无线电部件。在一些实施方式中，控制电路可以经由到第三电源325的控制信号352使ami无线电部件和/或amr无线电部件进入“最后时刻”模式，第三电源325向ami无线电部件和/或amr无线电部件提供电力。在最后时刻模式中，无线电部件可以发送最后时刻消息，该消息可以包括ac断电的通知以及在电力丢失时的其他信息(例如，能量使用情况、错误状况或其他电表信息)。在一些实施方式中，控制电路可以经由控制信号352禁用ami无线电部件和/或amr无线电部件。控制电路(例如，控制电路的处理器210)可以转变到低功率状态。
55.在框625处，控制电路可以向峰值检测器电路(例如，峰值检测器电路480)发起控制脉冲(例如，控制脉冲456)。控制电路350的处理器(例如，处理器210)可以(例如，从传感器240)接收传感器信号，并且当其确定次级电压vsec近似等于(例如，在100mv或另一电压值内)指定阈值电压时生成控制脉冲456。控制脉冲456可以具有指定的频率和占空比，并且可以经由线路隔离电容器490耦合到峰值检测器电路480。
56.在框630处，初级保持控制开关(例如，初级保持控制开关475)可以接通。由峰值检测器电路接收的控制脉冲可以使峰值检测器电路接通初级保持控制开关。当初级保持控制开关接通时，初级保持电容器(例如，初级保持电容器470)可以将其存储的能量的一部分提供给初级dc电压轨(例如，初级dc电压轨407)。
57.在框635处，可以确定初级dc轨上的电压是否已经增加到足以操作第一电源(例如，离线电源410)的电压。响应于确定初级dc轨上的电压尚未增加到足以操作第一电源的电压(635-否)，初级保持电容器已经耗尽能量，并且该过程可以结束(框640)。
58.响应于确定初级dc轨上的电压已经增加到足以操作第一电源的电压(635-是)，在框645处，第一电源可以再次开始操作以供应次级电压vsec。
59.在框650处，可以确定次级电压vsec是否超过第一指定阈值。当处于低功率状态时，控制电路可以监测次级电压vsec以确定次级电压vsec是否超过第一指定阈值，例如近似3v dc或另一电压。响应于确定次级电压vsec尚未超过第一指定阈值(650-否)，控制电路可以继续监测次级电压。
60.响应于确定次级电压vsec已经超过第一指定阈值(650-是)，在框655处，控制电路可以唤醒并继续监测次级电压vsec。
61.在框660处，可以确定次级电压是否已经超过第二指定阈值电压，例如8vdc或另一电压。响应于确定次级电压尚未超过第二指定阈值电压(660-否)，控制电路可以继续监测次级电压。
62.响应于确定次级电压vsec已经超过第二指定阈值电压(660-是)，在框665处，控制电路可以使ami无线电部件和/或amr无线电部件(例如，ami无线电部件和/或amr无线电部件330)尝试与头端系统的另一最后时刻通信。
63.在框670处，可以关闭控制脉冲。控制电路(例如，控制电路的处理器210)可以禁用到峰值检测器电路的控制脉冲。当峰值检测器电路的控制脉冲被禁用时，初级保持控制开关可以保持在接通状态，并且初级保持电容器可以继续向初级dc电压轨提供能量，直到峰值检测器电路存储的电荷减小并且施加到初级保持控制开关的电压小于初级保持控制开
关的接通阈值电压。断开初级保持控制开关可以防止初级保持电容器向初级dc电压轨提供能量，并且可以节省存储在初级保持电容器中的能量。
64.在框675处，控制电路可以继续监测次级电压vsec，并且该过程可以在框610处继续。
65.图6中所示的具体步骤提供了根据本公开的实施例的用于在ac断电期间操作电表的特定方法。根据替代实施例，还可以执行其他步骤序列。例如，替代实施例可以以不同的顺序执行上面概述的步骤。此外，图6中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以以适合于各个步骤的各种顺序执行。此外，可以根据特定应用添加或移除附加步骤。
66.虽然关于电表的示例示出和解释了本公开的各方面，但是在不脱离本公开的范围的情况下，本公开的各方面可以应用于其他公用事业仪表，例如但不限于水表、燃气表等。
67.本文描述的示例和实施例仅用于说明目的。根据其的各种修改或变化对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这些应包括在本技术的精神和范围内，以及所附权利要求的范围内。

技术特征：
1.一种公用事业仪表，包括：整流器，其被配置为对来自电网的交流(ac)电压进行整流以生成初级直流(dc)电压源；以及初级保持电路，包括：一个或多个第一电容器，其耦合到初级dc电压轨并且被配置为存储来自所述初级dc电压源的能量；开关，其耦合到所述一个或多个第一电容器；以及控制电路，其被配置为控制所述初级保持电路，其中所述控制电路被配置为：确定从所述初级dc电压源导出的次级电压源的次级dc电压近似等于第一指定阈值电压；以及生成控制信号以使所述开关接通和使所述一个或多个第一电容器将存储在所述一个或多个第一电容器中的能量的一部分释放到所述初级dc电压轨。2.根据权利要求1所述的公用事业仪表，还包括：第一电源，其耦合到所述初级dc电压轨并且被配置为将所述初级dc电压源的所述初级dc电压转换为所述次级dc电压，其中所述第一电源还被配置为当所述初级dc电压近似等于指定阈值电压时停止操作，并且其中所述第一电源还被配置为响应于所述一个或多个第一电容器将所述能量的所述部分释放到所述初级dc电压轨来恢复操作。3.根据权利要求2所述的公用事业仪表，其中当所述第一电源恢复操作并使所述次级dc电压超过第二指定阈值电压时，所述控制电路中断所述控制信号。4.根据权利要求1所述的公用事业仪表，还包括检测器电路，所述检测器电路耦合到所述开关并且被配置成基于来自所述控制电路的所述控制信号来控制所述开关。5.根据权利要求4所述的公用事业仪表，其中所述控制信号是脉冲波形，并且其中所述检测器电路被配置为接收所述控制信号以及在由所述脉冲波形的频率和占空比确定的时间段之后使所述开关接通。6.根据权利要求1所述的公用事业仪表，还包括无线电部件，所述无线电部件被配置为将包括ac断电通知的通信发送到接收器，其中所述控制电路还被配置为在确定所述次级dc电压近似等于所述第一指定阈值电压时，生成到所述无线电部件的信号，以使所述无线电部件在传输尝试之间进入低功率模式。7.根据权利要求6所述的公用事业仪表，其中所述接收器包括头端系统、另一公用事业仪表或移动设备。8.根据权利要求1所述的公用事业仪表，还包括开关电路，所述开关电路被配置为基于从所述控制电路接收的信号来断开所述公用事业仪表的辅助电路，其中所述控制电路还被配置为在确定所述次级dc电压近似等于所述第一指定阈值电压时生成到所述开关电路的信号。9.根据权利要求1所述的公用事业仪表，其中所述开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。
10.一种初级保持电路，包括：一个或多个第一电容器，其耦合到初级直流(dc)电压轨并且被配置为存储来自初级dc电压源的能量；开关，其耦合到所述一个或多个第一电容器；以及控制电路，其被配置为控制所述初级保持电路，其中所述控制电路被配置为：确定从所述初级dc电压源导出的次级dc电压近似等于第一指定阈值电压；以及生成控制信号以使所述开关接通，以及使所述一个或多个第一电容器将存储在所述一个或多个第一电容器中的能量的一部分释放到所述初级dc电压轨。11.根据权利要求10所述的初级保持电路，其中所述控制电路被配置为当确定来自电网的交流(ac)电压的断电时生成所述控制信号，并且其中当次级dc电压近似等于所述第一指定阈值电压时，所述控制电路确定所述断电。12.根据权利要求10所述的初级保持电路，还包括检测器电路，所述检测器电路耦合到所述开关并且被配置为基于来自所述控制电路的所述控制信号来控制所述开关。13.根据权利要求12所述的初级保持电路，其中所述控制信号是脉冲波形，并且其中所述检测器电路被配置为接收所述控制信号以及在由所述脉冲波形的频率和占空比确定的时间段之后使所述开关接通。14.根据权利要求10所述的初级保持电路，还包括开关电路，所述开关电路被配置为基于从所述控制电路接收的信号将辅助电路与次级dc电压源断开，其中所述控制电路还被配置为在确定所述次级dc电压近似等于所述第一指定阈值电压时生成到所述开关电路的所述信号。15.根据权利要求10所述的初级保持电路，其中所述开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。16.一种在断电期间操作公用事业仪表的方法，所述方法包括：由控制电路基于感测到从交流(ac)电网导出的次级直流(dc)电压近似等于第一指定阈值dc电压来确定在所述ac电网上发生断电；由所述控制电路生成到初级保持电路的控制信号，所述初级保持电路包括耦合到初级dc电压轨并且被配置为存储来自初级电压源的能量的一个或多个第一电容器，以及耦合到所述一个或多个第一电容器的开关，其中所述控制信号使所述开关从耦合到所述初级dc电压轨的所述一个或多个第一电容器释放能量，并且其中释放到所述初级dc电压轨的所述能量使得生成次级电压。17.根据权利要求16所述的方法，还包括：当所述次级电压超过第二指定阈值电压时，中断所述控制信号。18.根据权利要求16所述的方法，还包括：当所述次级电压超过第二指定阈值电压时，生成第二控制信号，其中所述第二控制信号能够操作以激活无线电部件。19.根据权利要求16所述的方法，还包括：当所述初级dc电压轨上的电压超过由从所述一个或多个第一电容器释放的能量产生的指定阈值电压时，激活开关电源。20.根据权利要求16所述的方法，其中所述控制电路在生成到所述初级保持电路的所述控制信号之前进入低功率模式。

技术总结
一种公用事业仪表包括：整流器，其被配置为对来自电网的AC电压进行整流以生成初级DC电压源；以及初级保持电路，其包括：第一电容器，其耦合到初级DC电压轨并且被配置为存储来自初级电压源的能量；开关，其耦合到所述第一电容器；以及控制电路，其被配置为控制初级保持电路，其中控制电路被配置为：确定次级电压源的次级DC电压近似等于第一指定阈值电压；以及生成控制信号，以使开关接通和使一个或多个第一电容器将存储在一个或多个第一电容器中的能量的一部分释放到初级DC电压轨。的能量的一部分释放到初级DC电压轨。的能量的一部分释放到初级DC电压轨。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：兰迪斯＋盖尔创新有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2023/8/24