CN102375091A - 三相计量电路 - Google Patents
三相计量电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102375091A CN102375091A CN2010102582672A CN201010258267A CN102375091A CN 102375091 A CN102375091 A CN 102375091A CN 2010102582672 A CN2010102582672 A CN 2010102582672A CN 201010258267 A CN201010258267 A CN 201010258267A CN 102375091 A CN102375091 A CN 102375091A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- links
- power
- input
- phase metering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 16
- HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N copper manganese Chemical compound [Mn].[Cu] HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 claims description 6
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
一种三相计量电路，包括三路计量通道单元、一计量芯片单元以及一电源单元，每一路计量通道单元包括与一根相线相连的一锰铜电流采样电路和一分压电阻电压采样电路、与该电流采样电路及电压采样电路相连的一传感芯片以及与该传感芯片相连的一隔离器件，该电源单元包括一受控开关电路、三个耦合变压器、三个整流电路和三个稳压电路，所述三个耦合变压器的初线端依次串联后再与该受控开关电路串联形成的电路的两端分别与一输入直流电源的正极和负极相连，每个耦合变压器的次线端各自依次连接一个整流电路和一个稳压电路后为一路计量通道单元提供一隔离工作电源。体积较小并且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及电表系统，尤其涉及一种三相电表。
背景技术
在电表系统中，计量电路是最重要的电路部分，在传统的三相电表中，三相计量电路一般采用CT(电流互感器)进行电流测量，CT存在成本较高，体积庞大以及较易受外界磁场干扰的缺陷。为了克服采用CT进行电流测量的缺陷，一般可以采用三相全锰铜进行电流测量以取代CT，它是通过三路传感芯片采集电流和电压的模拟信号并转换为数字信号，然后通过隔离元件传输给三相计量芯片。其中，可以通过开关电源提供的三路隔离电源，或者，通过三路线性变压器提供的三路隔离电源，分别为这三路传感芯片提供隔离工作电源；三路传感芯片的输出采用三路磁耦作为隔离元件处理后传输给三相计量芯片。
可见，在现有的三相计量电路中，采用开关电源提供三路隔离工作电源的话，存在电源变压器体积较大、绕线复杂并且PCB布板为满足三相隔离的要求必须占用较大面积的缺陷；采用三路线性变压器提供三路隔离工作电源的话，存在体积较大、成本较高并且占用电表较大空间位置的缺陷；而采用磁耦作为隔离元件，当磁耦失效时会出现短路，则可能会导致烧毁电表。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种体积较小、成本较低的三相计量电路。
本发明针对上述技术问题而提出的技术方案包括，提出一种三相计量电路，包括三路计量通道单元、一计量芯片单元以及一电源单元，每一路计量通道单元包括与一根相线相连的一锰铜电流采样电路和一分压电阻电压采样电路、与该电流采样电路及电压采样电路相连的一传感芯片以及与该传感芯片相连的一隔离器件，该电源单元包括一受控开关电路、三个耦合变压器、三个整流电路和三个稳压电路，所述三个耦合变压器的初线端依次串联后再与该受控开关电路串联形成的电路的两端分别与一输入直流电源的正极和负极相连，每个耦合变压器的次线端各自依次连接一个整流电路和一个稳压电路后为一路计量通道单元提供一隔离工作电源。
在本发明的一个优选实施例中，所述三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路具有一头端和一尾端，该头端与该输入直流电源的正极相连，该尾端与该受控开关电路串联后与该输入直流电源的负极相连。
该受控开关电路包括MOS管，该MOS管的源极与该输入直流电源的负极相连，该MOS管的漏极与所述三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路的尾端相连，该MOS管的栅极与一输入控制信号相连。
该输入控制信号的频率为50KHZ。
所述三个耦合变压器的性能一致，每个耦合变压器的匝数比为1∶1或1∶2，电感量为0.5MH至2MH。
该隔离器件为光藕器件。
与现有技术相比，本发明的三相计量电路，通过全新的电源单元设计来为这三路计量通道单元提供隔离工作电源，可以使整个计量电路体积较小并且成本较低；通过选用光藕器件做隔离器件，可提高电表的安全性。
附图说明
图1是本发明的三相计量电路实施例的整体结构框图。
图2是本发明的三相计量电路实施例中电源单元的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
图1是本发明的三相计量电路实施例的整体结构框图。其包括三路计量通道单元、一计量芯片单元以及一电源单元，每一路计量通道单元包括与一根相线R、S或T相连的一锰铜电流采样电路和一分压电阻电压采样电路、与该电流采样电路及电压采样电路相连的一传感芯片以及与该传感芯片相连的一隔离器件。
该电源单元包括一受控开关电路、三个耦合变压器、三个整流电路和三个稳压电路，这三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路具有一头端和一尾端，该头端与一输入直流电源的正极相连，该尾端与该受控开关电路串联后与该输入直流电源的负极相连，每个耦合变压器的次线端各自依次连接一个整流电路和一个稳压电路后为一路计量通道单元提供一隔离工作电源。
需要说明的是，该受控开关电路也可以是串联在这三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路的头端，并使所述三个耦合变压器的初线端依次串联后再与该受控开关电路串联后形成的电路的两端分别与该输入直流电源的正极和负极相连。
图2是本发明的三相计量电路实施例中电源单元的电原理图。该电源单元可以通过一低压电源提供三路隔离电源分别供给R、S、T三相传感芯片。该电源单元的工作原理大致包括：
采用一个固定频率的控制信号驱动受控开关，也就是MOS管Q1，使MOS管Q1受控闭合/断开，在三个串联耦合变压器T1、T2和T3的初级上分别产生输入波形，该输入波形经过耦合变压器T1、T2或T3耦合到次级，再通过D2、D3、D4构成的整流电路和U1、U2、U3构成的稳压电路，可以得到三路稳定的隔离电源：R路电源、S路电源和T路电源。
其中，电容C1、二极管D1和电阻R1构成一毛刺吸收电路，主要起到吸收信号毛刺的作用，对电磁干扰可以起扼制作用。保护电容C3可以使控制信号电压切换变得平滑，MOS管Q1不用瞬间开闭，有利于保护MOS管Q1，也可以减少信号的毛刺。保护电阻R3，当控制信号一直输出高电平时，可以起分压和限流作用，防止MOS管Q1烧毁。
其中，控制信号的频率脉宽范围可以从低频到高频，频率越高，转换效率越高，但频率越高产生的噪声越多，优选值可以是50KHZ。
这三个耦合变压器T1、T2和T3的性能一致，匝数比为1∶1或1∶2，主要取决于低压电源的电压值，电感量为0.5MH至2MH，漏感量要求越小越好。
输入直流电源的典型电压值为12V，隔离工作电源的典型电压值为3.3V。
该计量芯片单元可以包括型号为STPMC1的计量芯片。
该传感芯片的型号可以是STPMS1。
该隔离器件为光藕器件，比如：型号为6N135的高速光藕器件，其可以把传感芯片STPMS1输出信号通过隔离完整地传输给计量芯片STPMC1，从而当上述电源单元正常时，传感芯片STPMS1能够正常工作，传感芯片STPMS1采集到模拟信号后，经过内部处理后输出数字信号，当传感芯片STPMS1的输出为高电平时光耦截止，计量芯片STPMC1接收引脚为高电平；当传感芯片STPMS1的输出为低电平时光耦导通，计量芯片STPMC1接收引脚为低电平。
需要说明的是，本发明中的受控开关的实现，除了采用上述的MOS管，也可以采用其它能够实现类似功能的器件来替代，比如：晶体管或光藕器件等。
与现有技术相比，本发明的三相计量电路，具有的有益效果包括：
1.能够提供稳定的三路隔离电源；
2.能够提供可靠的数据信号传输、提高电表的安全性；
3.电路简单，体积较小，成本较低；
4.PCB布板比较容易，所占面积小；
5.受磁场、环境温度等影响小，工作稳定、可靠；以及
6.较易满足EMC和/或EMI要求。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种三相计量电路，包括三路计量通道单元、一计量芯片单元以及一电源单元，每一路计量通道单元包括与一根相线相连的一锰铜电流采样电路和一分压电阻电压采样电路、与该电流采样电路及电压采样电路相连的一传感芯片以及与该传感芯片相连的一隔离器件，其特征在于，该电源单元包括一受控开关电路、三个耦合变压器、三个整流电路和三个稳压电路，所述三个耦合变压器的初线端依次串联后再与该受控开关电路串联形成的电路的两端分别与一输入直流电源的正极和负极相连，每个耦合变压器的次线端各自依次连接一个整流电路和一个稳压电路后为一路计量通道单元提供一隔离工作电源。
2.如权利要求1所述的三相计量电路，其特征在于，所述三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路具有一头端和一尾端，该头端与该输入直流电源的正极相连，该尾端与该受控开关电路串联后与该输入直流电源的负极相连。
3.如权利要求2所述的三相计量电路，其特征在于，该受控开关电路包括MOS管，该MOS管的源极与该输入直流电源的负极相连，该MOS管的漏极与所述三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路的尾端相连，该MOS管的栅极与一输入控制信号相连。
4.如权利要求3所述的三相计量电路，其特征在于，该输入直流电源的正极是串联一保护电阻后与所述三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路的头端相连。
5.如权利要求3所述的三相计量电路，其特征在于，该MOS管的源极与栅极之间串接一保护电容。
6.如权利要求3所述的三相计量电路，其特征在于，该电源单元还包括一毛刺吸收电路，该毛刺吸收电路包括一个二极管、与该二极管串联的一电阻以及与该电阻并联的一电容，其中，该二极管的正极与所述三个耦合变压器的初线端依次串联后形成的电路的尾端相连，该二极管的负极与该电阻的一端相连，该电阻的另一端与该输入直流电源的正极相连。
7.如权利要求3所述的三相计量电路，其特征在于，该输入控制信号的频率为50KHZ。
8.如权利要求1所述的三相计量电路，其特征在于，所述三个耦合变压器的性能一致，每个耦合变压器的匝数比为1∶1或1∶2，电感量为0.5MH至2MH。
9.如权利要求1所述的三相计量电路，其特征在于，该输入直流电源的电压值为12V，该隔离工作电源的电压值为3.3V。
10.如权利要求1至9任一所述的三相计量电路，其特征在于，该隔离器件为光藕器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010258267.2A CN102375091B (zh) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | 三相计量电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010258267.2A CN102375091B (zh) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | 三相计量电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102375091A true CN102375091A (zh) | 2012-03-14 |
| CN102375091B CN102375091B (zh) | 2015-05-06 |
Family
ID=45793988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010258267.2A Active CN102375091B (zh) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | 三相计量电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102375091B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107422164A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-01 | 东莞市罗克韦新能源科技有限公司 | 一种新型三相交流电流隔离采样装置 |
| CN107621561A (zh) * | 2017-09-07 | 2018-01-23 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种电流采样工频防磁电能表 |
| CN112930481A (zh) * | 2020-07-10 | 2021-06-08 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 三相三线制电流采样电路及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000206155A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Hitachi Ltd | 熱結合型デジタル入力装置 |
| CN2884212Y (zh) * | 2006-04-03 | 2007-03-28 | 杭州华隆电子技术有限公司 | 采用锰铜分流器作为电流采样的电能表 |
| TW200731647A (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-16 | Asustek Comp Inc | Signal generating circuit having an electromagnetic induction device for utilizing energy stored by a snubber |
| JP2008020394A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Osaki Electric Co Ltd | 電力計測部ｉｃ回路 |
| CN201732121U (zh) * | 2010-08-18 | 2011-02-02 | 深圳长城开发科技股份有限公司 | 三相计量电路 |
-
2010
- 2010-08-18 CN CN201010258267.2A patent/CN102375091B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000206155A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Hitachi Ltd | 熱結合型デジタル入力装置 |
| TW200731647A (en) * | 2006-02-14 | 2007-08-16 | Asustek Comp Inc | Signal generating circuit having an electromagnetic induction device for utilizing energy stored by a snubber |
| CN2884212Y (zh) * | 2006-04-03 | 2007-03-28 | 杭州华隆电子技术有限公司 | 采用锰铜分流器作为电流采样的电能表 |
| JP2008020394A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Osaki Electric Co Ltd | 電力計測部ｉｃ回路 |
| CN201732121U (zh) * | 2010-08-18 | 2011-02-02 | 深圳长城开发科技股份有限公司 | 三相计量电路 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 孙轩 等: "超宽输入电压范围三相开关电源的设计和优化", 《机电工程》, vol. 27, no. 4, 30 April 2010 (2010-04-30) * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107422164A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-12-01 | 东莞市罗克韦新能源科技有限公司 | 一种新型三相交流电流隔离采样装置 |
| CN107621561A (zh) * | 2017-09-07 | 2018-01-23 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种电流采样工频防磁电能表 |
| CN112930481A (zh) * | 2020-07-10 | 2021-06-08 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 三相三线制电流采样电路及方法 |
| WO2022006847A1 (zh) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 三相三线制电流采样电路及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102375091B (zh) | 2015-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jakka et al. | Dual-transformer-based asymmetrical triple-port active bridge (DT-ATAB) isolated DC–DC converter | |
| CN204556692U (zh) | 多路电能计量接线盒 | |
| CN104426344A (zh) | 缓冲电路以及用于缓冲电路的缓冲方法 | |
| CN109004837A (zh) | 高耐压反激变换器 | |
| CN103647448B (zh) | 集成降压-反激式高功率因数恒流电路及装置 | |
| CN102375091B (zh) | 三相计量电路 | |
| CN104967326A (zh) | 一种单线恒流转恒压电能转换电路 | |
| CN100508099C (zh) | 一种便携的模拟断路器 | |
| CN212875483U (zh) | 一种ct取电电源 | |
| Tan et al. | Development of solid state arc-free socket for DC distribution system | |
| CN102810986B (zh) | 一种串联拓扑led开关电源电路 | |
| CN201732121U (zh) | 三相计量电路 | |
| CN104319910A (zh) | 一种基于高压输电线路的电源取能电路 | |
| CN205232028U (zh) | 基于buck降压技术的隔离变压多路转换输出电路 | |
| CN204205954U (zh) | 反激式隔离dc-dc电源 | |
| CN102946088B (zh) | 一种电表继电器拉合闸控制电路以及智能电表 | |
| CN202678082U (zh) | 一种具有防过电流、过电压功能的电子式互感器采集器 | |
| CN103715905A (zh) | 隔离型高频开关恒流变换器 | |
| CN204361923U (zh) | 带多路隔离输出的开关电源 | |
| CN204190477U (zh) | 一种usb充电器 | |
| CN203689052U (zh) | 一种用于带通信模块电能表的电源及继电器驱动电路 | |
| Liu et al. | A Series-Type Dual-Coupled-Inductors Based Hybrid Circuit Breaker With Simple Start-Up Operation and Adaptive Reclosing Capability | |
| Rothmund | 10 KV SiC-Based Medium-Voltage Solid-State Transformer Concepts for 400V DC Distribution Systems | |
| CN202363877U (zh) | 保护值多档可调的简易漏电保护装置 | |
| CN201766506U (zh) | 一种输入过欠压保护通信电源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210420 Address after: 611731, 1218, cooperation Road, hi tech Zone (West District), Sichuan, Chengdu Patentee after: CHENGDU GREAT WALL DEVELOPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: Futian District Shenzhen City, Guangdong province 518000 CaiTian Road No. 7006 Patentee before: SHENZHEN KAIFA TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 611731 No. 99, Tianquan Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan Patentee after: Chengdu Great Wall Development Technology Co.,Ltd. Address before: 611731 no.1218, Hezuo Road, high tech Zone (West District), Chengdu, Sichuan Province Patentee before: CHENGDU GREAT WALL DEVELOPMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220825 Address after: Futian District Shenzhen City, Guangdong province 518000 CaiTian Road No. 7006 Patentee after: SHENZHEN KAIFA TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 611731 No. 99, Tianquan Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan Patentee before: Chengdu Great Wall Development Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221219 Address after: 611731 No. 99, Tianquan Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan Patentee after: Chengdu Great Wall Development Technology Co.,Ltd. Address before: Futian District Shenzhen City, Guangdong province 518000 CaiTian Road No. 7006 Patentee before: SHENZHEN KAIFA TECHNOLOGY Co.,Ltd. |