CN106291017A - 电能表前端电源保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了电能表前端电源保护电路，包括：初级线圈属于电力系统领域。回路中设有初级线圈，在初级线圈回路上并联有第一压敏电阻和第二压敏电阻，在初级线圈回路中还设有串联在初级线圈回路上的热敏电阻。通过令第二压敏电阻以及热敏电阻构成负荷型热敏电阻元器件，从而利用第二压敏电阻处于过电压时产生的电流和温度提升热敏电阻的相应，进而利用热敏电阻电阻阻值上升对电压和电流的影响反过来对第二压敏电阻进行保护，同时使得电能表中不再需要添加大容量的电解电容，提高了电能表中电源板的空间利用率。
Description
技术领域
本发明属于电力系统领域，特别涉及电能表前端电源保护电路。
背景技术
在现有电能表的变压电路中，一般会并联有压敏电阻，再串联PTC热敏电阻，从而组成对变压器初级过压过流保护电路。根据国家安全标准，变压器需要在正常带负载的情况下，对1.0Un(额定电压)、1.2Un、1.9Un时流过变压器初级的电流进行检测。
当变压器出于1.9Un的过电压情况下，由于变压器初次级漆包线线径较细，直流电阻值较大，导致载波发射时瞬间输出功率不够。如果要满足瞬间输出功率的要求时，变压器体积变必须做得大一个规格或者在整流后设计一个大容量的电解电容，这必然增加了电能表产品的整体成本，降低了电源板的空间利用率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了用于提高电源板空间利用率的电能表前端电源保护电路。
为了达到上述技术目的，本发明提供的电能表前端电源保护电路，在电能表中设有变压器，所述保护电路设在变压器的初级线圈回路上，所述电能表前端电源保护电路，包括：
初级线圈回路中设有初级线圈，在初级线圈回路上设有第一压敏电阻和第二压敏电阻，第一压敏电阻的第一端与初级线圈的第一端相连，第一压敏电阻的第二端与初级线圈的第二端相连；第二压敏电阻的第一端与初级线圈的第一端相连，第二压敏电阻的第二端与初级线圈的第二端相连；
在初级线圈回路中还设有热敏电阻，热敏电阻的第一端与第一压敏电阻的第一端相连，热敏电阻的第二端与第二压敏电阻的第二端相连。
可选的，所述第二压敏电阻和热敏电阻组合成复合型热敏电阻元器件。
可选的，所述复合型热敏电阻元器件与第一压敏电阻共同组合成电能表前端电源保护电路。
可选的，所述初级线圈回路连接在220V交流电上。
可选的，所述保护电路中还包括耐压值为25VDC、容量为470μF的电解电容。
可选的，所述初级线圈回路连接在220V交流电上。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
通过令第二压敏电阻以及热敏电阻构成负荷型热敏电阻元器件，从而利用第二压敏电阻处于过电压时产生的电流和温度提升热敏电阻的相应，进而利用热敏电阻电阻阻值上升对电压和电流的影响反过来对第二压敏电阻进行保护，同时使得电能表中不再需要添加大容量的电解电容，提高了电能表中电源板的空间利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的电能表前端电源保护电路的结构示意图；
图2是本发明提供的电能表前端电源保护电路的电压曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。
实施例一
本发明提供了电能表前端电源保护电路，在电能表中设有变压器，所述保护电路设在变压器的初级线圈回路上，如图1所示，所述电能表前端电源保护电路，包括：
初级线圈回路中设有初级线圈L1，在初级线圈回路上设有第一压敏电阻VDR1和第二压敏电阻VDR2，第一压敏电阻VDR1的第一端与初级线圈L1的第一端相连，第一压敏电阻VDR1的第二端与初级线圈L1的第二端相连；第二压敏电阻VDR2的第一端与初级线圈L1的第一端相连，第二压敏电阻VDR2的第二端与初级线圈L1的第二端相连；
在初级线圈回路中还设有热敏电阻PTC，热敏电阻PTC的第一端与第一压敏电阻VDR1的第一端相连，热敏电阻PTC的第二端与第二压敏电阻VDR2的第二端相连。
在实施中，本实施例提供了电能表前段电源保护电路，用在电能表的变压器中。在目前使用的电能表中一般都设有变压器，变压器中设有初级线圈回路和二级线圈回路。
在上述保护电路中，第二压敏电阻VDR2和热敏电阻PTC组合成一个复合型热敏电阻元器件W，与第一压敏电阻VDR1共同组合成电能表前端电源保护电路。其中复合型热敏电阻元器件W利用第二压敏电阻VDR2处于过电压时产生的电流和温度提升热敏电阻PTC的相应，进而利用热敏电阻PTC电阻阻值上升对电压和电流的影响反过来对第二压敏电阻VDR2进行保护。
复合型热敏电阻元器件W的保护过程与变压器参数无关，当复合型热敏电阻元器件初级线圈回路的电压超过预设阈值时，流过第二压敏电阻VDR2的电流以及流过初级线圈回路的电流会使热敏电阻PTC处于升温的环境下，尽快起到保护效果。例如，假设初级线圈回路中的电流为25mA能够满足电能表在70℃温度下、265V工作电压时处于发射/接收状态下的电流要求。
在向变压器外接1.9Un过电压时，第二压敏电阻VDR2在短时间内响应，使得变压器初级线圈回路中初级线圈L1两端的电压钳位在220V±20％VAC(Voltage AlternatingCurrent)，如图2所示，在变压器无需抗1.9Un过电压的前提下，变压器的初级线圈L1可以使用较粗的漆包线，从而使得同体积下，变压器可以具有更大的输出功率，进而满足瞬间输出功率的需求。
在复合型热敏电阻元器件W起到的电压和电流的综合保护效果，因此在无需损毁第一压敏VDR1的前提下，还可以压敏电阻VDR2和热敏电阻PTC的额定工作电流进行修改，从而在足大部分型号变压器的初级过电压保护的同时，还能加快大部分环境温度下过电压保护时热敏电阻的响应速度，进而降低浪涌过程中高残压对电压表等表计精度的影响。在保护之余，由于压敏电阻处于散热的情况，还可以使得变压器初级线圈回路维持220V±20％VAC的正常工作电压。经过复合型PTC热敏电阻之后不存在一个1.9Un的过电压，只要求变压器能长期工作在300VAC，这对载波电表要求瞬间功率输出较大的变压器而言同样的体积可以输出更大的功率。另外，由于使用了压敏电阻和复合型热敏电阻元器件构成的前端电源保护电路，使得变压器次级输出的直流不会超过20V，这样使得次级线圈回路中使用的电解电容的耐压值可以由35VDC(Voltage Direct Current，直流电压)降到25VDC，并且不需要用电解电容的大容量来提供瞬间发射功率，电解电容的容量值也可以由2200uF降低到470uF，这样在电源板进行设计时，不需要再添加大容量的电容，从而节省出更大的设计工件，提高电源板的空间利用率，使得电路设计人员不再需要重点考虑稳压管的耐压值和散热。
可选的，所述初级线圈回路连接在220V交流电上。
在实施中，该电能表变压器中的初级线圈回路通常连接在220V交流电上。
本发明提供了电能表前端电源保护电路，包括：初级线圈回路中设有初级线圈，在初级线圈回路上并联有第一压敏电阻和第二压敏电阻，在初级线圈回路中还设有串联在初级线圈回路上的热敏电阻。通过令第二压敏电阻以及热敏电阻构成负荷型热敏电阻元器件，从而利用第二压敏电阻处于过电压时产生的电流和温度提升热敏电阻的相应，进而利用热敏电阻电阻阻值上升对电压和电流的影响反过来对第二压敏电阻进行保护，同时使得电能表中不再需要添加大容量的电解电容，提高了电能表中电源板的空间利用率。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.电能表前端电源保护电路，在电能表中设有变压器，所述保护电路设在变压器的初级线圈回路上，其特征在于，所述电能表前端电源保护电路，包括：
初级线圈回路中设有初级线圈，在初级线圈回路上设有第一压敏电阻和第二压敏电阻，第一压敏电阻的第一端与初级线圈的第一端相连，第一压敏电阻的第二端与初级线圈的第二端相连；第二压敏电阻的第一端与初级线圈的第一端相连，第二压敏电阻的第二端与初级线圈的第二端相连；
在初级线圈回路中还设有热敏电阻，热敏电阻的第一端与第一压敏电阻的第一端相连，热敏电阻的第二端与第二压敏电阻的第二端相连。
2.根据权利要求1所述的电能表前端电源保护电路，其特征在于，所述第二压敏电阻和热敏电阻组合成复合型热敏电阻元器件。
3.根据权利要求2所述的电能表前端电源保护电路，其特征在于，所述复合型热敏电阻元器件与第一压敏电阻共同组合成电能表前端电源保护电路。
4.根据权利要求1所述的电能表前端电源保护电路，其特征在于，所述初级线圈回路连接在220V交流电上。
5.根据权利要求1所述的电能表前端电源保护电路，其特征在于，所述保护电路中还包括耐压值为25VDC、容量为470μF的电解电容。
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