CN208707527U - 一种用于单相表的电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于单相表的电源系统，包括降压变压器(1)，所述降压变压器(1)具有至少两组输出侧，其中第一输出侧连接控制模块部分(4)，第二输出侧连接通信负载部分(5)；还包括开关电源芯片(2)，分别与市电部分和降压变压器(1)的输入侧电性连接；反馈检测电路(3)，位于降压变压器(1)输入侧，并与降压变压器(1)和开关电源芯片(2)分别电性连接；所述反馈检测电路(3)将通信负载部分(5)的电压信息反馈至开关电源芯片(2)，所述开关电源芯片(2)依据反馈信号控制输向降压变压器(1)输入侧的PWM占空比。相对于现有技术，本实用新型提高了电压转换效率，扩宽了电压工作范围，降低了整机功耗，体积小。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子设备领域，尤其涉及一种用于单相表的电源系统。
背景技术
目前单相表普遍采用线性电源方案，即采用变压器降压。电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用，但也存在着体积大，功耗大、转换效率低、工作电压范围窄的问题。
国、南网标准对单相电表功耗有如下要求，在参比电压、参比温度和参比频率下，电能表处于带接口不带模块的非通信状态时，电压线路的有功功率和视在功率消耗应分别不超过1.0W、8VA；在窄带载波或微功率无线状态时，应分别不超过1.5W、8VA；处于宽带载波及其他模式下时，应分别不超过2W、10VA；而电能表在通信状态下时，电压线路功耗应不大于3W、12VA。
当采用电源变压器降压时，该变压器会一直处于工作状态，不能按需分配，该种电源使得单相电表的电压线路功耗在0.7W左右，这看似不大，但若以全国5亿只单相表计算，就会出现1年线损达30亿度电的惊人数据。
同时，国、南网标准要求电能表正常工作电压范围处于70％Un-120％Un，采用变压器降压时该电压工作范围基本能涵盖用电现场情况，但由于地区发展不平衡，部分偏远地区的用户存在着电压低于70％Un的情况，这会导致电表不能工作，影响公平计量，而且若在用电现场同时外置负荷开关，甚至可能造成用户无法用电，引起民诉。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能根据电源后端负载按需分配电压，电源转换效率高，能增加电能表极限工作范围，降低产品功耗，体积小的用于单相表的电源系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种用于单相表的电源系统，包括，
降压变压器，所述降压变压器具有至少两组输出侧，其中第一输出侧连接控制模块部分，第二输出侧连接通信负载部分；
其特征在于：
还包括开关电源芯片，分别与市电部分和降压变压器的输入侧电性连接；
反馈检测电路，位于降压变压器输入侧，并与降压变压器和开关电源芯片分别电性连接；
所述反馈检测电路将通信负载部分的电压信息反馈至开关电源芯片，所述开关电源芯片依据反馈信号控制输向降压变压器输入侧的PWM占空比。
优选的，所述电源系统还包括串联在市电部分与开关电源芯片间的分压电路，所述分压电路包括多个串联的分压电阻。
优选的，所述电源系统还包括连接在市电部分与分压电路之间的抗干扰滤波电路。
优选的，所述电源系统还包括位于市电部分与抗干扰滤波电路间的整流滤波电路。
优选的，所述电源系统还包括并联在降压变压器输入侧两端的尖峰吸收电路。
优选的，所述反馈检测电路包括次边绕组、连接在次边绕组后端的滤波电路以及与开关电源芯片控制端正向连接的第一二极管。
优选的，所述抗干扰滤波电路由串联的电感和第一电容构成的第一抗干扰电路以及并联在第一抗干扰电路两端的第二电容构成。
优选的，所述尖峰吸收电路包括第一电阻、第二电阻、第三电容以及第二二极管，所述第二二极管正极与开关电源芯片的输出端相连，负极与相互并联的第一电阻、第二电阻以及第三电容串联。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在电源系统中设置开关电源芯片和反馈检测电路，利用反馈检测电路将通信负载部分的电压信息反馈至开关电源芯片，开关电源芯片通过分析反馈的信号实时动态控制电源占空比输出，能有效提高电源转换效率，依据通信负载实际需求调整电压范围，降低了产品功耗，同时体积小，利用广泛使用。
附图说明
图1为本实用新型用于单向表的电源系统的优选实施例结构图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示为本实用新型用于单向表的电源系统的的一种实施例结构图，该电源系统包括降压变压器1、开关电源芯片2、反馈检测电路3，所述降压变压器1具有至少两组输出侧，其中第一输出侧连接控制模块部分4，第二输出侧连接通信负载部分5，开关电源芯片2分别与市电部分和降压变压器1的输入侧电性连接，反馈检测电路3与降压变压器1的输入侧同侧，并与降压变压器1和开关电源芯片2分别电性连接，所述反馈检测电路3用于获取通信负载部分5的电压信息，并将其反馈至开关电源芯片2，所述开关电源芯片2就依据反馈信号控制输向降压变压器1输入侧的PWM占空比。
具体的，在本实施例中，该反馈检测电路3包括绕在降压变压器1的铁芯上的次边绕组31、连接在次边绕组31后端的滤波电路32以及与开关电源芯片2的控制端C正向连接的第一二极管VD2。通过感应线圈的方式获取通信负载部分5的电压信息，准确快捷。开关电源芯片2在接收到反馈的电压信号后，会通过比较以判断当前输出的电压是高还是低，单相表的通信电路部分一般所需电压为18V，若经反馈检测的电压大于18V，则表示当前输出电压过高，则D端口输出占空比改变，然后再次对反馈检测电路3反馈回来的电压信号进行判断，若此时反馈的电压小于18V，则再次使D端口输出占空比改变，从而通过控制D端口输出的占空比大小，实现通信负载部分所需电压大小按需分配，有效降低以往降压变压器一直处于工作状态，而负载端所需电压大小有限，导致大部分电压输出浪费的问题，提高了电压转换效率。
通信负载部分5所承载的负载不同，其所需电压大小也不一样，有的负载工作所需电压可能超过21V，有的负载所需工作电压可能低于21V，如仅需要8V即可工作，开关电源芯片2能有效的根据通信负载部分5的反馈对电压进行调节，使其符合负载需求，这克服了以往电压调节范围过小的问题。
为了保证通信负载部分5的信号稳定，所述电源系统还包括依次连接在市电部分后端的整流滤波电路6、抗干扰滤波电路7、分压电路8、并联在降压变压器1输入侧两端的尖峰吸收电路9。
该整流滤波电路6采用常规的桥式整流电路，此处不再详细展开。该抗干扰滤波电路7由串联的电感L1和第一电容C14构成的第一抗干扰电路71以及并联在第一抗干扰电路71两端的第二电容C13构成。
该分压电路8串联在市电部分与开关电源芯片2间的，所述分压电路8包括多个串联的分压电阻。
由于变压器存在漏感，漏感会造成原边电压产生较高的电压尖峰，而该电压尖峰会造成电路输出不稳定，为了消除该影响，所述尖峰吸收电路9包括第一电阻R102、第二电阻R87、第三电容C53以及第二二极管VD24，所述第二二极管VD24正极与开关电源芯片2的输出端相连，负极与相互并联的第一电阻R102、第二电阻R87以及第三电容C53串联。
本申请的电源系统相较于以往的线性电源变压器方案而言，体积小，且开关电源芯片的采用提升了电源转换效率，降低了整机功耗。
除了上述改进外，其他相类似的改进也包含在本实用新型的改进范围内，此处就不在赘述。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种用于单相表的电源系统，包括，
降压变压器(1)，所述降压变压器(1)具有至少两组输出侧，其中第一输出侧连接控制模块部分(4)，第二输出侧连接通信负载部分(5)；
其特征在于：
还包括开关电源芯片(2)，分别与市电部分和降压变压器(1)的输入侧电性连接；
反馈检测电路(3)，位于降压变压器(1)输入侧，并与降压变压器(1)和开关电源芯片(2)分别电性连接；
所述反馈检测电路(3)将通信负载部分(5)的电压信息反馈至开关电源芯片(2)，所述开关电源芯片(2)依据反馈信号控制输向降压变压器(1)输入侧的PWM占空比。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：
所述电源系统还包括串联在市电部分与开关电源芯片(2)间的分压电路(8)，所述分压电路(8)包括多个串联的分压电阻。
3.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：
所述电源系统还包括连接在市电部分与分压电路(8)之间的抗干扰滤波电路(7)。
4.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：
所述电源系统还包括位于市电部分与抗干扰滤波电路(7)间的整流滤波电路(6)。
5.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：
所述电源系统还包括并联在降压变压器(1)输入侧两端的尖峰吸收电路(9)。
6.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：
所述反馈检测电路(3)包括次边绕组(31)、连接在次边绕组(31)后端的滤波电路(32)以及与开关电源芯片(2)的控制端正向连接的第一二极管(VD2)。
7.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于：
所述抗干扰滤波电路(7)由串联的电感(L)和第一电容(C14)构成的第一抗干扰电路(71)以及并联在第一抗干扰电路(71)两端的第二电容(C13)构成。
8.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于：
所述尖峰吸收电路(9)包括第一电阻(R102)、第二电阻(R87)、第三电容(C53)以及第二二极管(VD24)，所述第二二极管(VD24)正极与开关电源芯片(2)的输出端相连，负极与相互并联的第一电阻(R102)、第二电阻(R87)以及第三电容(C53)串联。
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| CN201821427395.3U CN208707527U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 一种用于单相表的电源系统 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN113872417A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-31 | 华为技术有限公司 | Dvfs电源系统和dvfs电源控制方法 |
| CN116031834A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-04-28 | 中电装备山东电子有限公司 | 一种单相表及载波供电限流欠压保护装置 |
| CN113872417B (zh) * | 2020-06-12 | 2024-05-14 | 华为技术有限公司 | Dvfs电源系统和dvfs电源控制方法 |
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