CN104242616A - 一种多功能电能表电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电源电路，具体是一种多功能电能表电源电路，包括保护电路、滤波电路、整流电路、稳压电路和反馈电路；保护电路避免过流和过压对整个电路造成损害，滤波电路消除信号中的尖峰波并抑制干扰，整流电路将交流电变换成脉动的直流电压，稳压电路将处理过的电压信号经过稳压放大后输出。本发明通过将220V交流电整流稳压为模拟、数字两路+5V电压为整个电表电路供电的方式，避免了数模信号间的干扰，增强了稳定性，又通过使用型号为TOP221Y的单片稳压电源IC1、型号为OPTOISO1的光电耦合器IC2、型号为78L05的三端集成稳压器IC3和型号为TL431A的三端稳压器IC4等价格低的核心电子元件，使电路结构得到简化，制造成本减少。

Description

一种多功能电能表电源电路

技术领域

本发明涉及一种电源电路，具体是一种多功能电能表电源电路。

背景技术

传统感应式电能表由于其结构和原理上的制约，通常存在着测量范围小，稳定性差，精度低等缺点，而不能适应社会发展的需要，随着微电子技术和单片机的发展和普及，新型智能化测控技术迅速发展，以单片机为核心的电子式电能表显示了其明显的优势，对于电子式电能表来说，电源系统的好坏直接决定电子式电能表的优劣，而现有的电子式电能表的电源电路结构复杂、稳定性低和抗干扰差。

发明内容

本发明为了解决现有的电子式电能表的电源电路结构复杂、稳定性低和抗干扰差的问题，提供了一种多功能电能表电源电路。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种多功能电能表电源电路，包括保护电路、滤波电路、整流电路、稳压电路和反馈电路，

保护电路包括熔断器F1和压敏电阻RV1，

滤波电路包括第一电容C1和第二变压器T2，第二变压器T2的初级线圈的两端之间连接有压敏电阻RV1，初级线圈的一端上还连接有熔断器F1，第二变压器T2的次级线圈的两端之间连接有第一电容C1；

整流电路包括单相整流桥Q、第二电容C2和第一电阻R1，单相整流桥Q的输入端和第二变压器T2的次级线圈连接，单相整流桥Q的正输出端和负输出端之间连接有第二电容C2，

稳压电路包括型号为TOP221Y的单片稳压电源IC1、第二电阻R2和第五电容C5，单片稳压电源IC1的第3管脚和第一晶体二极管D1的阳极连接，第一晶体二极管D1的阴极通过第一电阻R1和单相整流桥Q的正输出端连接，第一电阻R1两端并联有第五晶体二极管D5，第一电阻R1两端还并联有第三电容C3，单片稳压电源IC1的第2管脚和单相整流桥Q的负输出端连接，第2管脚还和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端作为输出端VO4，单片稳压电源IC1的第1管脚通过第五电容C5和单相整流桥Q的负输出端连接，还通过第二电阻R2和型号为OPTOISO1的光电耦合器IC2的第3管脚连接，第一变压器T1的初级线圈的一端和第五晶体二极管D5的阳极连接，初级线圈的另一端和第一晶体二极管D1的阳极连接，第一变压器T1的第一次级线圈的一端和第四晶体二极管D4的阳极连接，第四晶体二极管D4的阴极和第九电容C9的一端连接，第九电容C9的另一端和第一次级线圈的另一端连接，第九电容C9两端还并联有第八电容C8，第四晶体二极管D4的阴极和型号为78LO5的三端集成稳压器IC3的第1管脚连接，三端集成稳压器IC3的第3管脚通过第十电容C10和第一次级线圈的另一端连接，第十电容C10两端还并联有第十一电容C11，三端集成稳压器IC3的第3管脚作为输出端VO2，三端集成稳压器IC3的第2管脚接地并和第一次级线圈的另一端连接；

第一变压器T1的第二次级线圈的一端和第三晶体二极管D3的阳极连接，第三晶体二极管D3的阴极和第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端和第二次级线圈的另一端连接，第七电容C7两端并联有第三电阻R3，第三晶体二极管D3的阴极通过第七电感L7和第六晶体二极管D6的阴极连接，第六晶体二极管D6的阳极和第二次级线圈的另一端连接，第六晶体二极管D6的两端并联有第十二电容C12，第十二电容C12两端还并联有第十三电容C13，第六晶体二极管D6的阴极作为输出端VO1，第六晶体二极管D6的阳极作为输出端VO5；

第一变压器T1的第三次级线圈的一端和第二晶体二极管D2的阳极连接，第二晶体二极管D2的阴极和第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端和第三次级线圈的另一端连接，第三次级线圈的另一端和单相整流桥Q的负输出端连接，第二晶体二极管D2的阴极还和光电耦合器IC2的第4管脚连接，光电耦合器IC2的第1管脚和第六晶体二极管D6的阳极连接，光电耦合器IC2的第2管脚和型号为TL431A的三端稳压器IC4的端口3连接，第2管脚还通过第十四电容C14和三端稳压器IC4的端口1连接，三端稳压器IC4的端口1通过依次连接的第五电阻R5和第四电阻R4和第六晶体二极管D6的阴极连接，端口1还通过第六电阻R6和三端稳压器IC4的端口2连接，三端稳压器IC4的端口2作为输出端VO3。

本发明的工作原理是：第二变压器T2和第一电容C1可消除输入交流电压中的尖峰波并抑制干扰，经第二变压器T2、第一电容C1滤波后的信号接入到单相整流桥Q，再将从单相整流桥Q中输出的高压直流信号经过第二电容C2进行滤波后，即可得到电压Vi，第一变压器T1为高频变压器，它能够快速存储和释放能量，经高频整流滤波后即可获得直流连续输出，经第一变压器T1进一步变换产生的直流稳压电源可作为主电压源，经电容C8～C11滤波和三端集成稳压器IC3稳压产生的直流稳压电源为辅电压源，鉴于在单片稳压电源IC1内的功率MOSFET关断瞬间，第一变压器T1的漏感会产生尖峰电压，另外，第一变压器T1绕组上还会产生感应电压(即反向电动势)，而且二者又会叠加在电压Vi上，使电压严重增大，因而要求功率MOSFET能够承受高压，同时，还必须在功率MOSFET漏极增加钳位电路，以吸收尖峰电压，保护单片稳压电源IC1内的功率MOSFET不受损害,本发明电路利用第一电阻R1、第三电容C3、第五晶体二极管D5和第一晶体二极管D1组成钳位电路,当MOSFET导通时，此时第一晶体二极管D1截止，钳位电路不起作用，而在MOSFET截止的瞬间，此时二极管D2导通，尖峰电压就被电阻R1和电容C3吸收掉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将220 V交流电整流稳压为模拟、数字两路电压为整个电表电路供电的方式，避免了数模信号间的干扰，增强了稳定性，又通过使用型号为TOP221Y的单片稳压电源IC1、型号为OPTOISO1的光电耦合器IC2、型号为78L05的三端集成稳压器IC3和型号为TL431A的三端稳压器IC4等价格低的核心电子元件，使电路结构得到简化，制造成本减少。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

一种多功能电能表电源电路，包括保护电路、滤波电路、整流电路、稳压电路和反馈电路；

保护电路包括熔断器F1和压敏电阻RV1；

滤波电路包括第一电容C1和第二变压器T2，第二变压器T2的初级线圈的两端之间连接有压敏电阻RV1，初级线圈的一端上还连接有熔断器F1，第二变压器T2的次级线圈的两端之间连接有第一电容C1；

整流电路包括单相整流桥Q、第二电容C2和第一电阻R1，单相整流桥Q的输入端和第二变压器T2的次级线圈连接，单相整流桥Q的正输出端和负输出端之间连接有第二电容C2，

稳压电路包括型号为TOP221Y的单片稳压电源IC1、第二电阻R2和第五电容C5，单片稳压电源IC1的第3管脚和第一晶体二极管D1的阳极连接，第一晶体二极管D1的阴极通过第一电阻R1和单相整流桥Q的正输出端连接，第一电阻R1两端并联有第五晶体二极管D5，第一电阻R1两端还并联有第三电容C3，单片稳压电源IC1的第2管脚和单相整流桥Q的负输出端连接，第2管脚还和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端作为输出端VO4，单片稳压电源IC1的第1管脚通过第五电容C5和单相整流桥Q的负输出端连接，还通过第二电阻R2和型号为OPTOISO1的光电耦合器IC2的第3管脚连接，第一变压器T1的初级线圈的一端和第五晶体二极管D5的阳极连接，初级线圈的另一端和第一晶体二极管D1的阳极连接，第一变压器T1的第一次级线圈的一端和第四晶体二极管D4的阳极连接，第四晶体二极管D4的阴极和第九电容C9的一端连接，第九电容C9的另一端和第一次级线圈的另一端连接，第九电容C9两端还并联有第八电容C8，第四晶体二极管D4的阴极和型号为78LO5的三端集成稳压器IC3的第1管脚连接，三端集成稳压器IC3的第3管脚通过第十电容C10和第一次级线圈的另一端连接，第十电容C10两端还并联有第十一电容C11，三端集成稳压器IC3的第3管脚作为输出端VO2，三端集成稳压器IC3的第2管脚接地并和第一次级线圈的另一端连接；

第一变压器T1的第二次级线圈的一端和第三晶体二极管D3的阳极连接，第三晶体二极管D3的阴极和第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端和第二次级线圈的另一端连接，第七电容C7两端并联有第三电阻R3，第三晶体二极管D3的阴极通过第七电感L7和第六晶体二极管D6的阴极连接，第六晶体二极管D6的阳极和第二次级线圈的另一端连接，第六晶体二极管D6的两端并联有第十二电容C12，第十二电容C12两端还并联有第十三电容C13，第六晶体二极管D6的阴极作为输出端VO1，第六晶体二极管D6的阳极作为输出端VO5；

第一变压器T1的第三次级线圈的一端和第二晶体二极管D2的阳极连接，第二晶体二极管D2的阴极和第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端和第三次级线圈的另一端连接，第三次级线圈的另一端和单相整流桥Q的负输出端连接，第二晶体二极管D2的阴极还和光电耦合器IC2的第4管脚连接，光电耦合器IC2的第1管脚和第六晶体二极管D6的阳极连接，光电耦合器IC2的第2管脚和型号为TL431A的三端稳压器IC4的端口3连接，第2管脚还通过第十四电容C14和三端稳压器IC4的端口1连接，三端稳压器IC4的端口1通过依次连接的第五电阻R5和第四电阻R4和第六晶体二极管D6的阴极连接，端口1还通过第六电阻R6和三端稳压器IC4的端口2连接，三端稳压器IC4的端口2作为输出端VO3。

Claims (1)

1.一种多功能电能表电源电路，其特征在于包括保护电路、滤波电路、整流电路、稳压电路和反馈电路；

保护电路包括熔断器F1和压敏电阻RV1；滤波电路包括第一电容C1和第二变压器T2，第二变压器T2的初级线圈的两端之间连接有压敏电阻RV1，初级线圈的一端上还连接有熔断器F1，第二变压器T2的次级线圈的两端之间连接有第一电容C1；

整流电路包括单相整流桥Q、第二电容C2和第一电阻R1，单相整流桥Q的输入端和第二变压器T2的次级线圈连接，单相整流桥Q的正输出端和负输出端之间连接有第二电容C2；

稳压电路包括型号为TOP221Y的单片稳压电源IC1、第二电阻R2和第五电容C5，单片稳压电源IC1的第3管脚和第一晶体二极管D1的阳极连接，第一晶体二极管D1的阴极通过第一电阻R1和单相整流桥Q的正输出端连接，第一电阻R1两端并联有第五晶体二极管D5，第一电阻R1两端还并联有第三电容C3，单片稳压电源IC1的第2管脚和单相整流桥Q的负输出端连接，第2管脚还和第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端作为输出端VO4，单片稳压电源IC1的第1管脚通过第五电容C5和单相整流桥Q的负输出端连接，还通过第二电阻R2和型号为OPTOISO1的光电耦合器IC2的第3管脚连接，第一变压器T1的初级线圈的一端和第五晶体二极管D5的阳极连接，初级线圈的另一端和第一晶体二极管D1的阳极连接，第一变压器T1的第一次级线圈的一端和第四晶体二极管D4的阳极连接，第四晶体二极管D4的阴极和第九电容C9的一端连接，第九电容C9的另一端和第一次级线圈的另一端连接，第九电容C9两端还并联有第八电容C8，第四晶体二极管D4的阴极和型号为78LO5的三端集成稳压器IC3的第1管脚连接，三端集成稳压器IC3的第3管脚通过第十电容C10和第一次级线圈的另一端连接，第十电容C10两端还并联有第十一电容C11，三端集成稳压器IC3的第3管脚作为输出端VO2，三端集成稳压器IC3的第2管脚接地并和第一次级线圈的另一端连接；

第一变压器T1的第二次级线圈的一端和第三晶体二极管D3的阳极连接，第三晶体二极管D3的阴极和第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端和第二次级线圈的另一端连接，第七电容C7两端并联有第三电阻R3，第三晶体二极管D3的阴极通过第七电感L7和第六晶体二极管D6的阴极连接，第六晶体二极管D6的阳极和第二次级线圈的另一端连接，第六晶体二极管D6的两端并联有第十二电容C12，第十二电容C12两端还并联有第十三电容C13，第六晶体二极管D6的阴极作为输出端VO1，第六晶体二极管D6的阳极作为输出端VO5；

第一变压器T1的第三次级线圈的一端和第二晶体二极管D2的阳极连接，第二晶体二极管D2的阴极和第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端和第三次级线圈的另一端连接，第三次级线圈的另一端和单相整流桥Q的负输出端连接，第二晶体二极管D2的阴极还和光电耦合器IC2的第4管脚连接，光电耦合器IC2的第1管脚和第六晶体二极管D6的阳极连接，光电耦合器IC2的第2管脚和型号为TL431A的三端稳压器IC4的端口3连接，第2管脚还通过第十四电容C14和三端稳压器IC4的端口1连接，三端稳压器IC4的端口1通过依次连接的第五电阻R5和第四电阻R4和第六晶体二极管D6的阴极连接，端口1还通过第六电阻R6和三端稳压器IC4的端口2连接，三端稳压器IC4的端口2作为输出端VO3。