[發明專利]基于DC-DC的阻容式單相費控智能電能表

無效

• 申請號: 201110266869.7
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102426289A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 李中澤
• 申請（專利權）人: 武漢盛帆電子股份有限公司
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎;馮衛平

技術領域

?本發明涉及一種單相費控智能電能表，特別是一種電源方案使用基于DC-DC(直流轉直流)變換及阻容降壓原理的單相費控智能電能表。

背景技術

現有的單相費控智能電能表的電源方案中，一般采用變壓器方案或是采用由專用的開關電源芯片構成的開關電源方案。前者體積較大，效率較低，導致電能表功耗較大且整機較重；后者雖具有高效率和低功耗的優勢，但受開關電源芯片的限制，成本較高。以上兩種常用方案均存在一定的弊端，不能完全滿足單相費控智能電能表對電源方案的要求。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術中的不足之處，而提供一種基于DC-DC的阻容式單相費控智能電能表，電源方案將阻容降壓原理和DC-DC變換技術相結合，有效提高電源效率，降低電能表自身功耗，滿足節能環保的要求。

本發明的目的是通過如下技術措施來實現的：基于DC-DC的阻容式單相費控智能電能表，包括電源模塊、單片機中央處理單元和單相費控智能電能表基本功能模塊，所述電源模塊包括阻容降壓電路和DC-DC開關電源電路，所述阻容降壓電路的輸出端與DC-DC開關電源電路的輸入端相連，DC-DC開關電源電路的輸出端分別與單片機中央處理單元和單相費控智能電能表基本功能模塊的工作電壓端相連。

在上述技術方案中，所述DC-DC開關電源電路包括電容C4~電容C8，電阻R2~電阻R6，開關型二極管D3，復合二極管D4，二極管D5，比較器U1A，高隔離變壓器T1和場效應管Q1；直流電壓VDD連接到變壓器T1初級線圈的2腳，直流電壓VDD經電阻R2連接到比較器U1A的3腳，直流電壓VDD經電阻R6連接到比較器U1A的1腳，電阻R4連接在比較器U1A的1腳和3腳之間，電阻R3連接在比較器U1A的3腳和VSS之間，電阻R5連接在比較器U1A的2腳和1腳之間，比較器U1A的2腳經電容C5連接到VSS；比較器U1A的8腳連接到直流電壓VDD，比較器U1A的4腳連接到VSS；場效應管Q1的柵極連接到比較器U1A的1腳，場效應管Q1的源極連接到VSS，場效應管Q1的漏極連接到變壓器T1的3腳；開關型二極管D3連接在變壓器T1的1腳和VSS之間；電容C4連接在直流電壓VDD與VSS之間；變壓器T1的第一次級線圈的7腳經整流二極管D5整流后輸出直流電壓VCC1，第一次級線圈的6腳連接到GND1，電容C6并聯在電壓VCC1和GND1之間，變壓器T1的第二次級線圈的5腳經復合二極管D4整流后分別輸出直流電壓VCC2和VCC，第二次級線圈的4腳連接到GND，電容C7并聯在電壓VCC和GND之間，電容C8并聯在電壓VCC2和GND之間。

在上述技術方案中，所述DC-DC開關電源電路包括電容C9~電容C12，電阻R7，電阻R8，三極管BG1、三極管BG2，隔離線圈繞組T2，復合二極管D6；直流電壓VDD連接到三極管BG2的發射極，BG2的基極連接到隔離線圈繞組T2初級繞組的5腳，BG2的集電極連接到T2的2腳；直流電壓VDD連接到三極管BG1的發射極，BG2的基極連接到T2的6腳，BG2的集電極連接到繞組T2的3腳；電阻R7和電容C10并聯后連接在T2的4腳和1腳之間；電容C9連接在直流電壓VDD和VSS之間；繞組T2次級繞組的8腳和9腳經復合二極管D6整流后輸出直流電壓VCC3，繞組T2的7腳連接到GND，電阻R8連接在VCC3和GND之間，電解電容C12和電容C11并聯在電阻R8兩端。

在上述技術方案中，所述阻容降壓電路包括壓敏電阻ZR1，電阻R1，電容C1~電容C3，整流橋D1，電感L1、電感L2，穩壓二極管D2；火線輸入L端經電阻R1和電容C1連接到整流橋D1的4腳，零線輸入N端連接到整流橋D1的3腳，壓敏電阻ZR1連接在火線輸入L和零線輸入N之間；整流橋D1的輸出端1腳和2腳之間輸出直流電壓信號VDD，整流橋D1的1腳經電感L1連接到所述DC-DC開關電源電路的輸入端，整流橋D1的2腳經電感L2連接到VSS；電容C2連接在整流橋D1的輸出端，電容C3并聯在電容C2的兩端，穩壓二極管D2并聯在直流電壓VDD和VSS之間。

本發明的優點在于：在保證原有單相費控智能電能表性能的前提下，電源方案將阻容式降壓原理和DC-DC變換技術相結合，有效的提高了電源效率，實現低功耗，低成本；電源中采用阻容降壓方案，達到65V~490V的寬電壓范圍，同時對電網諧波環境也有一定的改善，達到了節能環保的要求，符合電能表節能降耗的發展趨勢。

附圖說明

圖1為本發明基于DC-DC的阻容式單相費控智能電能表的電路框圖。