CN209516922U - 一种三相电能表的电源电路及其三相电能表 - Google Patents

Abstract

一种三相电能表的电源电路，包括电源保护电路、整流电路和滤波电路，所述电源保护电路的一端连接外部三相电源，另一端与整流电路的输入端相连接，所述整流电路的输出端与滤波电路的输入端相连接，所述滤波电路的输出端为电源电路的输出端，其特征在于：还包括安规电容，所述安规电容并联在整流电路的输出端和滤波电路的输入端相连接处之间。还公开了一种三相电能表。减少插件数量，降低了成本；当电网存在高次谐波时，安规电容不会存在等效短路状态，不会烧坏电阻，从而避免高次谐波烧机风险；且在电能表载波通信时，不会吸收载波信号，提升电力载波通信的质量；使电源电路中的容性负载减少，降低了电路中的无功功耗，从而降低电路中的视在功耗。

Description

一种三相电能表的电源电路及其三相电能表

技术领域

本实用新型涉及电能表领域，特别涉及一种三相电能表的电源电路及其三相电能表。

背景技术

现有电能表中的电源电路通过使用二极管整流桥将交流整流成高压直流，通过高频变压器输出直流低压供给后端使用，为确保电路设计满足EMI测试，通常会在火线UA、UB、UC与零线N之间分别并联一个安规电容，安规电容用于滤除开关电源噪声，避免噪声通过火线传递到电力线上导致EMI超标。

有申请号为CN201120464643.3(授权公告号为CN202364138U)的中国实用新型专利公开了一种电能表的电源电路，包括三相交流电输入端、干扰抑制电路、变压器模块、整流模块、滤波电容和稳压电路，三相交流电输入端与干扰抑制电路的输入端相连，干扰抑制电路的输出端与变压器模块的输入端相连，变压器模块的输出端与整流模块的输入端相连，整流模块的输出端与稳压电路相连，滤波电容并联在整流模块和稳压电路相连的两导线之间，三相交流电输入端的每根火线和零线之间分别并联一安规电容，该电源电路能有效防止三相交流电输入端漏电的发生，从而避免漏电而引起机壳带点进而危及人身安全及生命。但因三相每相独立有安规电容，因此成本高；当电网存在高次谐波时，安规电容等效短路状态，存在烧机风险；且电源电路的交流端电容较多，额外增加电力线容性负载，带来无功损耗。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够有效抑制高次谐波、降低功耗和成本的三相电能表的电源电路。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种采用上述电源电路的三相电能表。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种三相电能表的电源电路，包括电源保护电路、整流电路和滤波电路，所述电源保护电路的一端连接外部三相电源，另一端与整流电路的输入端相连接，所述整流电路的输出端与滤波电路的输入端相连接，所述滤波电路的输出端为电源电路的输出端，其特征在于：还包括安规电容，所述安规电容并联在整流电路的输出端和滤波电路的输入端相连接处之间。

具体的，所述电源保护电路中包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻，所述第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻的一端分别连接外部三相电源的C线、B线和A线的电压输入端，所述第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻的另一端均连接三相电源的零线。

在本方案中，所述第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻还与电能表的载波通信模块相连接，所述电能表的载波通信模块的3个引脚分别连接在第一压敏电阻与外部三相电源的C线的电压输入端的连接线之间、第二压敏电阻与外部三相电源的B线的电压输入端的连接线之间以及第三压敏电阻与外部三相电源的A线的电压输入端的连接线之间。

作为改进，还包括磁珠，所述磁珠连接在三相电源的零线与计量芯片的地线之间。

作为优选，所述整流电路为三相桥式全控整流电路。

具体的，所述整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、十三二极管、第十四二极管、第十五二极管和第十六二极管；

所述第一二极管的正极连接第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接第三二极管的负极，所述第三二极管的正极连接第四二极管的负极；

所述第五二极管的正极连接第六二极管的负极，所述第六二极管的正极连接第七二极管的负极，所述第七二极管的正极连接第八二极管的负极；

所述第九二极管的正极连接第十二极管的负极，所述第十二极管的正极连接第十一二极管的负极，所述第十一二极管的正极连接第十二二极管的负极；

所述第十三二极管的正极连接第十四极管的负极，所述第十四二极管的正极连接第十五二极管的负极，所述第十五二极管的正极连接第十六二极管的负极；

所述第一二极管的负极分别与第五二极管的负极、第九二极管的负极和第十三二极管的负极相连接，所述第四二极管的正极分别与第八二极管的正极、第十二二极管的正极和第十六二极管的正极相连接。

进一步的，所述电源保护电路中还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端连接在第一压敏电阻和三相电源的C线的电压输入端连接线之间，所述第一电阻的另一端连接在第二二极管与第三二极管的连接线之间，所述第二电阻的一端连接在第二压敏电阻和三相电源的B线的电压输入端的连接线之间，所述第二电阻的另一端连接在第六二极管与第七二极管的连接线之间，所述第三电阻的一端连接在第三压敏电阻和三相电源的A线的电压输入端的连接线之间，所述第三电阻的另一端连接在第十二极管与第十一二极管的连接线之间，所述第十四二极管和第十五二极管的连接线之间与三相电源的零线相连接。

进一步的，所述安规电容的两端分别与第十三二极管的负极和第十六二极管的正极相连接。

进一步的，所述滤波电路包括扼流圈，所述安规电容的两端分别与扼流圈的第4引脚和第1引脚相连接，所述扼流圈的第3引脚和第2引脚为电源电路的输出端。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种三相电能表，其特征在于：具有所述电路中的任意一种电源电路。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在整流电路和滤波电路之间增设安规电容，而不是在整流电路的输入端之前使用安规电容，因此减少插件数量，降低了成本；当电网存在高次谐波时，安规电容不会存在等效短路状态，不会烧坏电阻R1、R2和R3，从而避免高次谐波烧机风险；且在电能表载波通信时，不会吸收载波信号，提升电力载波通信的质量；使电源电路中的容性负载减少，降低了电路中的无功功耗，从而降低电路中的视在功耗。

附图说明

图1为本实用新型实施例中三相电能表的电源电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，一种三相电能表的电源电路，包括电源保护电路、整流电路、安规电容C1和滤波电路，电源保护电路的一端连接外部三相电源，另一端与整流电路的输入端相连接，整流电路的输出端与滤波电路的输入端相连接，滤波电路的输出端为电源电路的输出端，安规电容C1并联在整流电路的输出端和滤波电路的输入端相连接处之间。

其中，电源保护电路中包括第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2、第三压敏电阻RV3、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第三压敏电阻RV3的一端分别连接外部三相电源的C线、B线和A线的电压输入端UC、UB和UA，第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第三压敏电阻RV3的另一端均连接三相电源的零线UN；且第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第三压敏电阻RV3还与电能表的载波通信模块相连接，电能表的载波通信模块的3个引脚分别连接在第一压敏电阻RV1与外部三相电源的C线的电压输入端UC的连接线之间、第二压敏电阻RV2与外部三相电源的B线的电压输入端UB的连接线之间以及第三压敏电阻RV3与外部三相电源的A线的电压输入端UA的连接线之间。

本实施例中，整流电路为三相桥式全控整流电路，其中具体的，整流电路包括第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7、第八二极管VD8、第九二极管VD9、第十二极管VD10、第十一二极管VD11、第十二二极管VD12、十三二极管VD13、第十四二极管VD14、第十五二极管VD15和第十六二极管VD16；第一二极管VD1的正极连接第二二极管VD2的负极，第二二极管VD2的正极连接第三二极管VD3的负极，第三二极管VD3的正极连接第四二极管VD4的负极；第五二极管VD5的正极连接第六二极管VD6的负极，第六二极管VD6的正极连接第七二极管VD7的负极，第七二极管VD7的正极连接第八二极管(D8的负极；第九二极管VD9的正极连接第十二极管VD10的负极，第十二极管VD10的正极连接第十一二极管VD11的负极，第十一二极管VD11的正极连接第十二二极管VD12的负极；第十三二极管VD13的正极连接第十四极管VD14的负极，第十四二极管VD14的正极连接第十五二极管VD15的负极，第十五二极管VD15的正极连接第十六二极管VD16的负极；第一二极管VD1的负极分别与第五二极管VD5的负极、第九二极管VD9的负极和第十三二极管VD13的负极相连接，第四二极管VD4的正极分别与第八二极管VD8的正极、第十二二极管VD12的正极和第十六二极管VD16的正极相连接。

第一电阻R1的一端连接在第一压敏电阻RV1和三相电源的C线的电压输入端UC连接线之间，第一电阻R1的另一端连接在第二二极管VD2与第三二极管VD3的连接线之间，第二电阻R2的一端连接在第二压敏电阻RV2和三相电源的B线的电压输入端UB的连接线之间，第二电阻R2的另一端连接在第六二极管VD6与第七二极管VD7的连接线之间，第三电阻R3的一端连接在第三压敏电阻RV3和三相电源的A线的电压输入端UA的连接线之间，第三电阻R3的另一端连接在第十二极管VD10与第十一二极管VD11的连接线之间，第十四二极管VD14和第十五二极管VD15的连接线之间与三相电源的零线UN相连接。

滤波电路包括扼流圈LU1，安规电容C1的两端分别与扼流圈LU1的第4引脚和第1引脚相连接，且安规电容C1的两端分别与第十三二极管VD13的负极和第十六二极管VD16的正极相连接，扼流圈LU1的第3引脚和第2引脚为电源电路的输出端。

在该三相电能表中，在火线(UC、UB和UA)与零线UN之间分别接入第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第三压敏电阻RV3，能防止静电放电、浪涌及其它瞬态电流(如雷击等)对电路造成损坏，同时接入磁珠FB1，磁珠FB1连接在三相电源的零线UN与计量芯片的地线之间，用于抑制电源线上的高频噪声与尖峰干扰，吸收静电脉冲，提升电路性能。

在该电路的整流电路中，将第一二极管VD1和第二二极管VD2的组合标记为二极管SC1，第十一二极管VD11和第十二二极管VD12的组合标记为二极管SC2，第五二极管VD5和第六二极管VD6的组合标记为二极管SC3，第三二极管VD3和第四二极管VD4的组合标记为二极管SC4，第九二极管VD9和第十二极管VD10的组合标记为二极管SC5，第七二极管VD7和第八二极管VD8的组合标记为二极管SC6，第十三二极管VD13和第十四二极管VD14的组合标记为二极管SC7，第十五二极管VD15和第十六二极管VD16的组合标记为二极管SC8，通过两个二极管的组合是为了增加耐压性，防浪涌；二极管SC1～SC6的触发顺序依次为：SC1—SC2—SC3—SC4—SC5—SC6，SC7的触发脉冲滞后于SC4、SC6、SC2的触发脉冲30°，SC8滞后于SC1、SC3、SC5的触发脉冲30°。整个电路输出近似12相整流的脉动直流电，在整流电路的输出端接入扼流圈LU1，能阻碍输出电压中的交流成分，平滑整流后的脉动直流电从而输出纯正的直流电。

一种三相电能表，它具体上述电源电路。本实施例中，三相电能表型号为：S34U18。

当直流输出电压降低时，线电流导通周期大为降低，使基波电流与高次谐波电流之比减小，而谐波畸变增加，产生了高次谐波，因此在扼流圈LU1前端接入安规电容C1，与在扼流圈LU1的共模电感组成LC滤波电路，将后端电源电路噪声在高压直流端就能有效滤除，由于安规电容放置在整流电路后的直流输出端的后端，因此可以有效防谐振，稳定和保护电路，同时对工模干扰起滤波作用，减小EMI。

在整流电路的输出端和滤波电路的输入端之间连接安规电容，而不是在整流电路的输入端之前使用安规电容，因此减少了插件数量，降低了成本；使电源电路中的容性负载减少，降低了电路中的无功功耗，从而降低电路中的视在功耗；当电网存在高次谐波时，安规电容不会存在等效短路状态，不会烧坏电阻R1、R2和R3，从而避免高次谐波烧机风险；且在电能表载波通信时，不会吸收载波信号，提升电力载波通信的质量；

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种三相电能表的电源电路，包括电源保护电路、整流电路和滤波电路，所述电源保护电路的一端连接外部三相电源，另一端与整流电路的输入端相连接，所述整流电路的输出端与滤波电路的输入端相连接，所述滤波电路的输出端为电源电路的输出端，其特征在于：还包括安规电容(C1)，所述安规电容(C1)并联在整流电路的输出端和滤波电路的输入端相连接处之间。

2.根据权利要求1所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：所述电源保护电路中包括第一压敏电阻(RV1)、第二压敏电阻(RV2)和第三压敏电阻(RV3)，所述第一压敏电阻(RV1)、第二压敏电阻(RV2)和第三压敏电阻(RV3)的一端分别连接外部三相电源的C线、B线和A线的电压输入端(UC、UB和UA)，所述第一压敏电阻(RV1)、第二压敏电阻(RV2)和第三压敏电阻(RV3)的另一端均连接三相电源的零线(UN)。

3.根据权利要求2所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：所述第一压敏电阻(RV1)、第二压敏电阻(RV2)和第三压敏电阻(RV3)还与电能表的载波通信模块相连接，所述电能表的载波通信模块的3个引脚分别连接在第一压敏电阻(RV1)与外部三相电源的C线的电压输入端(UC)的连接线之间、第二压敏电阻(RV2)与外部三相电源的B线的电压输入端(UB)的连接线之间以及第三压敏电阻(RV3)与外部三相电源的A线的电压输入端(UA)的连接线之间。

4.根据权利要求1所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：还包括磁珠(FB1)，所述磁珠(FB1)连接在三相电源的零线(UN)与计量芯片的地线之间。

5.根据权利要求3所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：所述整流电路为三相桥式全控整流电路。

6.根据权利要求5所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：所述整流电路包括第一二极管(VD1)、第二二极管(VD2)、第三二极管(VD3)、第四二极管(VD4)、第五二极管(VD5)、第六二极管(VD6)、第七二极管(VD7)、第八二极管(VD8)、第九二极管(VD9)、第十二极管(VD10)、第十一二极管(VD11)、第十二二极管(VD12)、十三二极管(VD13)、第十四二极管(VD14)、第十五二极管(VD15)和第十六二极管(VD16)；

所述第一二极管(VD1)的正极连接第二二极管(VD2)的负极，所述第二二极管(VD2)的正极连接第三二极管(VD3)的负极，所述第三二极管(VD3)的正极连接第四二极管(VD4)的负极；

所述第五二极管(VD5)的正极连接第六二极管(VD6)的负极，所述第六二极管(VD6)的正极连接第七二极管(VD7)的负极，所述第七二极管(VD7)的正极连接第八二极管(VD8)的负极；

所述第九二极管(VD9)的正极连接第十二极管(VD10)的负极，所述第十二极管(VD10)的正极连接第十一二极管(VD11)的负极，所述第十一二极管(VD11)的正极连接第十二二极管(VD12)的负极；

所述第十三二极管(VD13)的正极连接第十四极管(VD14)的负极，所述第十四二极管(VD14)的正极连接第十五二极管(VD15)的负极，所述第十五二极管(VD15)的正极连接第十六二极管(VD16)的负极；

所述第一二极管(VD1)的负极分别与第五二极管(VD5)的负极、第九二极管(VD9)的负极和第十三二极管(VD13)的负极相连接，所述第四二极管(VD4)的正极分别与第八二极管(VD8)的正极、第十二二极管(VD12)的正极和第十六二极管(VD16)的正极相连接。

7.根据权利要求6所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：所述电源保护电路中还包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)，所述第一电阻(R1)的一端连接在第一压敏电阻(RV1)和三相电源的C线的电压输入端(UC)连接线之间，所述第一电阻(R1)的另一端连接在第二二极管(VD2)与第三二极管(VD3)的连接线之间，所述第二电阻(R2)的一端连接在第二压敏电阻(RV2)和三相电源的B线的电压输入端(UB)的连接线之间，所述第二电阻(R2)的另一端连接在第六二极管(VD6)与第七二极管(VD7)的连接线之间，所述第三电阻(R3)的一端连接在第三压敏电阻(RV3)和三相电源的A线的电压输入端(UA)的连接线之间，所述第三电阻(R3)的另一端连接在第十二极管(VD10)与第十一二极管(VD11)的连接线之间，所述第十四二极管(VD14)和第十五二极管(VD15)的连接线之间与三相电源的零线(UN)相连接。

8.根据权利要求7所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：所述安规电容(C1)的两端分别与第十三二极管(VD13)的负极和第十六二极管(VD16)的正极相连接。

9.根据权利要求1所述的三相电能表的电源电路，其特征在于：所述滤波电路包括扼流圈(LU1)，所述安规电容(C1)的两端分别与扼流圈(LU1)的第4引脚和第1引脚相连接，所述扼流圈(LU1)的第3引脚和第2引脚为电源电路的输出端。

10.一种三相电能表，其特征在于：具有所述权利要求1～9中的任意一种电源电路。