CN206650592U - 用于电能表的电源电路 - Google Patents

Abstract

用于电能表的电源电路，电源电路包括变压器、整流电路和稳压电路，稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路，变压器与整流电路、稳压电路依次连接；变压器的初级线圈包括第一线圈、第二线圈，电源线的火线L、零线N分别与变压器的第一线圈的两端连接，变压器的第二线圈一端与所述电源线的零线N之间的节点、变压器的第二线圈另一端分别与第二稳压电路连接；变压器的次级线圈包括第三线圈和第四线圈，第三线圈的两端与整流电路电路连接；第四线圈的两端与第一稳压电路连接。本电源电路具有防雷、防零线接地或零线未接等保护功能，抗干扰性更强；电流更加稳定，提高了电能表可靠性；为电能表的各个功能电路或通信方式提供稳定的工作电压。

Description

用于电能表的电源电路

技术领域

本发明属于电子电表技术领域，具体涉及一种用于电能表上的电源电路。

背景技术

日常生活中，普通住宅用户安装使用的都是二级电能表，常用的家用电能表大都功能比较单一，为了减少占用PCB板的占用面积，减少电能表内的布线构架，电源电路结构大都比较简单，因此稳定性及抗干扰能力都比较差，而电源系统的好坏直接决定电子式电能表的优劣。而且，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，传统单一电源模式实现单一信号通讯的电表，功能也比较单一，不能满足现有社会发展的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前电源电路稳定性差，功能单一、电路之间存在电磁干扰问题，提供一种用于电能表上的电源电路。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

用于智能电能表上的电源电路，所述电源电路包括变压器、整流电路和稳压电路，所述稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路，所述变压器与整流电路、稳压电路依次连接；变压器的初级线圈包括第一线圈、第二线圈，电源线的火线L、零线N分别与变压器的第一线圈的两端连接，变压器的第二线圈一端与所述电源线的零线N之间的节点、变压器的第二线圈另一端分别与第二稳压电路连接；变压器的次级线圈包括第三线圈和第四线圈，所述第三线圈的两端与整流电路电路连接；所述第四线圈的两端与第一稳压电路连接。

进一步，所述整流电路包括整流桥堆BD1和电解电容EC1，第三线圈的6脚、7脚分别与整流桥堆BD1的输入端3脚、4脚连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极连接，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极之间的节点输出供电电源VDCC，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极两者的节点接地。整流电路输出的供电电源VDCC为载波通信电路和负荷开关电路进行供电。

进一步，所述第一稳压电路包括二极管D3、稳压芯片IC1、电容C51，第四线圈的9脚、 10脚分别与二极管D3的正极、稳压芯片IC1的接地端2脚连接，二极管D3的负极与稳压芯片IC1的输入端3脚连接，稳压芯片IC1的接地端2脚、输出端1脚之间串接一电容电容C51，所述二极管D3的负极与稳压芯片IC1的输入端3脚之间输出供电电压+12V485，所述稳压芯片IC1的输出端1脚与电容C51之间的节点输出供电电压V485，所述稳压芯片IC1 的接地端2脚与电容C51之间的节点接地。(该接地与其它的数字地和模拟地的各地是完全隔离的。取到防人为攻击的安全作用。)该第一稳压电路通过二极管D3的整流及稳压芯片的稳压作用后输出电压给RS485通信电路供电。第一稳压电路与RS485通信电路连接。

更进一步，所述稳压芯片IC1的接地端2脚、稳压芯片IC1的输入端3脚之间并联设置有电解电容EC3、电容C44，电解电容EC3的正极与稳压芯片IC1的输入端3脚连接。EC3、C44有滤波去耦作用，稳定电源电路。

进一步，所述整流电路、第一稳压电路和第二稳压电路三个电路不共地。电压电路提供的电压稳定且具有良好电磁兼容性。

进一步，所述第二稳压电路包括二极管D4、稳压芯片IC2、电容C60，第四线圈的9脚、 10脚分别与二极管D3的正极、稳压芯片IC2的接地端2脚连接，二极管D4的负极与稳压芯片IC2的输入端3脚连接，稳压芯片IC2的接地端2脚、输出端1脚之间并联设有串电解电容EC5、电容C60，电解电容EC5的正极与稳压芯片IC2的输出端1脚连接，所述稳压芯片IC2的输出端1脚与电容C60之间的节点输出供电电压DVDD，稳压芯片IC2的接地端2 脚、电解电容EC5、电容C60三者之间的节点接地。通过二极管D3的整流及稳压芯片的稳压作用后输出供电电压DVDD供给智能电路表计量芯片电路和MCU芯片部分电路。

更进一步，稳压芯片IC2的接地端2脚、稳压芯片IC2的输入端3脚之间并联设置有电解电容EC4、电容C58，电解电容EC4的正极与稳压芯片IC2的输入端3脚连接。电解电容EC4、电容C58采用大小不同的电容，有滤波去耦作用，稳定电源电路。

进一步，所述电源电路还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括压敏电阻RR1、热敏电阻RT1，火线L线与零线N线之间串接一压敏电阻RR1,压敏电阻RR1的两端分别接变压器的第一线圈的5脚、1脚，压敏电阻RR1与第一线圈的1脚之间还接有热敏电阻RT1。

更进一步，所述变压器的第一线圈的5脚、1脚之间还设有一与压敏电阻RR1并联的压敏电阻Ra。热敏电阻RT1也可与阻值小于热敏电阻RT1的压敏电阻Ra形成三条腿的元器件，与压敏电阻RR1形成更加稳固的电源保护电路。特别是针对防雷，防零线接地或零线未接情况，保护变压器及整个电源电路。热敏电阻RT1选用MZ1106E15 1～215RM/10D3 91三脚。

本发明与现有技术相比，有益效果是：本方案的电源电路具有防雷、防零线接地或零线未接等保护功能，抗干扰性更强；电流更加稳定，而且提高了电能表可靠性；为电能表的各个功能电路或通信方式提供稳定的工作电压。

附图说明

图1是本发明的电源电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

如图所示，电源电路包括电源保护电路、变压器、整流电路和第一稳压电路、第二稳压电路，火线L、零线N与变压器的输入端第一线圈连接，变压器的输入端第二线圈与第二稳压电路连接，变压器输出端的第三线圈、第四线圈分别与整流电路、第一稳压电路连接。整流电路、第一稳压电路和第二稳压电路三个电路不共地。电源保护电路设于火线、零线与变压器输入端之间。

整流电路中，第三线圈的6脚、7脚分别与整流桥堆BD1的输入端3脚、4脚连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极连接，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极之间的节点输出供电电源VDCC，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极两者的节点接地。

第一稳压电路中，第四线圈的9脚、10脚分别与二极管D3的正极、稳压芯片IC1的接地端2脚连接，二极管D3的负极与稳压芯片IC1的输入端3脚连接，稳压芯片IC1的接地端2脚、输出端1脚之间串接一电容电容C51，所述二极管D3的负极与稳压芯片IC1的输入端3脚之间输出供电电压+12V485，所述稳压芯片IC1的输出端1脚与电容C51之间的节点输出供电电压V485，所述稳压芯片IC1的接地端2脚与电容C51之间的节点接地。稳压芯片 IC1的接地端2脚、稳压芯片IC1的输入端3脚之间并联设置有电解电容EC3、电容C44，电解电容EC3的正极与稳压芯片IC1的输入端3脚连接。

第二稳压电路中，第四线圈的9脚、10脚分别与二极管D3的正极、稳压芯片IC2的接地端2脚连接，二极管D4的负极与稳压芯片IC2的输入端3脚连接，稳压芯片IC2的接地端2脚、输出端1脚之间并联设有串电解电容EC5、电容C60，电解电容EC5的正极与稳压芯片IC2的输出端1脚连接，所述稳压芯片IC2的输出端1脚与电容C60之间的节点输出供电电压DVDD，稳压芯片IC2的接地端2脚、电解电容EC5、电容C60三者之间的节点接地 (是电能表的计量芯片的模拟地。)。稳压芯片IC2的接地端2脚、稳压芯片IC2的输入端3 脚之间并联设置有电解电容EC4、电容C58，电解电容EC4的正极与稳压芯片IC2的输入端 3脚连接。

电源保护电路包括压敏电阻RR1、热敏电阻RT1，火线L线与零线N线之间串接一压敏电阻RR1,压敏电阻RR1的两端分别接变压器的第一线圈的5脚、1脚，压敏电阻RR1与第一线圈的1脚之间还接有热敏电阻RT1。

变压器初级线圈输入为标准的220VAC，输入13.3V/30MA，而次级线圈第6脚、7脚输出为8V/220MA，次级线圈第9脚、10脚输出为11V/20mA，变压器采用HY-B35-1301型号。压敏电阻RR1选用S20K 420压敏电阻。电容EC1选用1000UF/35V/WL 12.5*25，整流桥堆 BD1选用MB10S MBS。二极管D3、二极管D4选用M7 DO-214AC，电容EC4选用 220UF/35V/WL 10*12.5，电容EC3选用100UF/50V/WL 8*11.5，电容EC5选用100UF//10V/WL 5*11，电容C44、电容C58、电容C51、电容C60都选用100NF 10％0603。稳压芯片IC1、稳压芯片IC2选用78L05SOT-89长电的型号。热敏电阻RT1选用MZ1106E15 1～215RM/10 D3 91三脚。

本电源电路的整流电路与载波通讯模块连接，本电源电路的第一稳压电路与RS485通信模块连接，第二稳压电路与计量芯片模块连接。计量芯片模块包括零线的电流采样电路和火线的电流采样电路。

本实施例中所述的载波通讯模块、RS485通信模块、计量芯片模块为本领域常用模块。

以上为本发明的优选实施方式，并不限定本发明的保护范围，对于本领域技术人员根据本发明的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于电能表的电源电路，其特征在于，所述电源电路包括变压器、整流电路和稳压电路，所述稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路，所述变压器与整流电路、稳压电路依次连接；变压器的初级线圈包括第一线圈、第二线圈，电源线的火线L、零线N分别与变压器的第一线圈的两端连接，变压器的第二线圈一端与所述电源线的零线N之间的节点、变压器的第二线圈另一端分别与第二稳压电路连接；变压器的次级线圈包括第三线圈和第四线圈，所述第三线圈的两端与整流电路电路连接；所述第四线圈的两端与第一稳压电路连接。

2.根据权利要求1所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所述整流电路包括整流桥堆BD1和电解电容EC1，第三线圈的6脚、7脚分别与整流桥堆BD1的输入端3脚、4脚连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极连接，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极连接，整流桥堆BD1的输出端正极与电解电容EC1的正极之间的节点输出供电电源VDCC，整流桥堆BD1的输出端负极与电解电容EC1的负极两者的节点接地。

3.根据权利要求1所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所述第一稳压电路包括二极管D3、稳压芯片IC1、电容C51，第四线圈的9脚、10脚分别与二极管D3的正极、稳压芯片IC1的接地端2脚连接，二极管D3的负极与稳压芯片IC1的输入端3脚连接，稳压芯片IC1的接地端2脚、输出端1脚之间串接一电容电容C51，所述二极管D3的负极与稳压芯片IC1的输入端3脚之间输出供电电压+12V485，所述稳压芯片IC1的输出端1脚与电容C51之间的节点输出供电电压V485，所述稳压芯片IC1的接地端2脚与电容C51之间的节点接地。

4.根据权利要求3所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所述稳压芯片IC1的接地端2脚、稳压芯片IC1的输入端3脚之间并联设置有电解电容EC3、电容C44，电解电容EC3的正极与稳压芯片IC1的输入端3脚连接。

5.根据权利要求1所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所述整流电路、第一稳压电路和第二稳压电路三个电路不共地。

6.根据权利要求1或5所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所述第二稳压电路包括二极管D4、稳压芯片IC2、电容C60，第四线圈的9脚、10脚分别与二极管D3的正极、稳压芯片IC2的接地端2脚连接，二极管D4的负极与稳压芯片IC2的输入端3脚连接，稳压芯片IC2的接地端2脚、输出端1脚之间并联设有串电解电容EC5、电容C60，电解电容EC5的正极与稳压芯片IC2的输出端1脚连接，所述稳压芯片IC2的输出端1脚与电容C60之间的节点输出供电电压DVDD，稳压芯片IC2的接地端2脚、电解电容EC5、电容C60三者之间的节点接地，通过二极管D3的整流及稳压芯片的稳压作用后输出供电电压DVDD供给智能电路表计量芯片电路和MCU芯片部分电路。

7.根据权利要求6所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，稳压芯片IC2的接地端2脚、稳压芯片IC2的输入端3脚之间并联设置有电解电容EC4、电容C58，电解电容EC4的正极与稳压芯片IC2的输入端3脚连接。

8.根据权利要求1所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所述电源电路还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括压敏电阻RR1、热敏电阻RT1，火线L线与零线N线之间串接一压敏电阻RR1,压敏电阻RR1的两端分别接变压器的第一线圈的5脚、1脚，压敏电阻RR1与第一线圈的1脚之间还接有热敏电阻RT1。

9.根据权利要求8所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所述变压器的第一线圈的5脚、1脚之间还设有一与压敏电阻RR1并联的压敏电阻Ra。

10.根据权利要求8或9所述的用于电能表的电源电路，其特征在于，所示热敏电阻RT1选用MZ1106E15 1～215RM/10 D3 91三脚。