CN216356479U - 一种供电装置和监控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力技术领域，提供一种供电装置和监控设备，包括降压型非隔离电源电路、非隔离转隔离电源电路和降压型稳压电路，降压型非隔离电源电路通过非隔离转隔离电源电路与降压型稳压电路电连接，通过非隔离转隔离电源电路将由降压型非隔离电源电路提供的非隔离电压转成给降压型稳压电路供电的隔离电压，使供电装置兼备与非隔离用电需求和隔离用电需求适配的供电性能，有助于提升供电装置同时给分别具有非隔离用电需求和隔离用电需求的多种电器件供电的效率，扩展了供电装置的供电用途。

Description

一种供电装置和监控设备

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种供电装置和监控设备。

背景技术

电子设备逐渐演变成人们日常生活的必需品，在电子设备中，供电装置需要具备供电、稳压和电气隔离等功能，以保障电子设备正常工作的可靠性和用户使用电子设备的安全性，这决定了供电装置产生隔离电压。

但是，由于隔离电压与某些电器件的非隔离用电需求不适配，也就是说上述供电装置不适于同时给分别具有非隔离用电需求和隔离用电需求的多种电器件供电，限制了供电装置的供电性能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，提供一种供电装置和监控设备。

本实用新型第一方面提供一种供电装置，其包括降压型非隔离电源电路、非隔离转隔离电源电路和降压型稳压电路，所述降压型非隔离电源电路通过所述非隔离转隔离电源电路与所述降压型稳压电路电连接。

可选地，所述降压型非隔离电源电路包括第一安全保护电路、非隔离式AC-DC降压电路和第二安全保护电路，所述第一安全保护电路通过所述AC-DC降压电路分别与所述第二安全保护电路和所述非隔离转隔离电源电路电连接，所述非隔离式AC-DC降压电路适于与接入火线的所述第一安全防护电路共用零线以产生适于给所述第二安全保护电路和所述非隔离转隔离电源电路供电的非隔离电压。

可选地，所述第一安全保护电路包括串联的熔断器和压敏电阻，所述压敏电阻电连接在所述非隔离式AC-DC降压电路的两个交流输入端之间，所述压敏电阻的两端分别适于与所述零线电连接和通过所述熔断器与所述火线电连接。

可选地，所述非隔离转隔离电源电路包括第一滤波电容、第二滤波电容和隔离型DC-DC变换器，所述第一滤波电容电连接在所述隔离型DC-DC变换器的电压输入端和第一接地端之间，所述第二滤波电容电连接在所述隔离型DC-DC变换器的电压输出端和第二接地端之间，所述隔离型DC-DC变换器的电压输入端与所述非隔离式AC-DC降压电路的电压输出端电连接，所述第一接地端与所述零线电连接以与所述隔离型DC-DC变换器的电压输入端形成非隔离电压输入回路，所述隔离型DC-DC变换器的电压输出端与所述降压型稳压电路的电压输入端电连接，所述第二接地端接地以与所述隔离型DC-DC变换器的电压输出端形成隔离电压输出回路。

可选地，所述降压型稳压电路包括第一上拉电阻、降压电阻、低压差线性稳压器、电感、第三滤波电容和下拉电阻，所述第一上拉电阻电连接在所述低压差线性稳压芯片的电压输入端和片选端之间，所述降压电阻电连接在所述低压差线性稳压芯片的电压输出端和空置端电连接，所述低压差线性稳压器的电压输入端与所述非隔离转隔离电源电路的电压输出端电连接，所述低压差线性稳压芯片的电压输出端分别与所述电感的一端电连接和通过所述第三滤波电容接地，所述低压差线性稳压芯片的空置端通过所述下拉电阻接地，所述低压差线性稳压芯片的接地端接地，所述电感的另一端设为电压输出端。

本实用新型第二方面提供一种监控设备，其包括电能计量芯片、微控芯片以及第一方面所述的供电装置，其中，所述降压型非隔离电源电路与所述电能计量芯片电连接以给所述电能计量芯片供电，所述降压型稳压电路与所述微控芯片电连接以给所述微控芯片供电。

可选地，所述监控设备还包括第一电压采样电路、第二电压采样电路和电流采样电路，所述第一电压采样电路包括防雷电路、分压电路和滤波电路，所述防雷电路的电压输出端通过所述分压电路与所述滤波电路的电压输入端和所述电能计量芯片的电压正输入引脚电连接，所述第二电压采样电路的电压输入端与所述电能计量芯片的电压负输入引脚电连接，所述电流采样电路的一对电流输出端与所述电能计量芯片的一对电流输入引脚电连接。

可选地，所述监控设备还包括温湿度传感器以及电连接在所述温湿度传感器和所述微控芯片之间的防静电通信电路，所述降压型稳压电路与所述防静电通信电路电连接以给所述防静电通信电路供电。

可选地，所述监控设备还包括电连接在所述电能计量芯片和所述微控芯片之间的光电通信电路，所述降压型非隔离电源电路和所述降压型稳压电路分别与所述光电通信电路电连接以给所述光电通信电路供电。

可选地，所述光电通信电路的路数为多路，每路所述光电通信电路包括光耦合器、第二上拉电阻、第三上拉电阻和第四滤波电容，所述光耦合器的阳极与所述第二上拉电阻的一端电连接，所述光耦合器的集电极分别与所述第三上拉电阻的一端和所述第四滤波电容的一端电连接，所述光耦合器的发射极与所述第四滤波电容的另一端共地；

在一路所述光电通信电路中，所述第二上拉电阻的另一端与所述降压型非隔离电源电路的电压输出端电连接，所述第三上拉电阻的另一端与所述降压型稳压电路的电压输出端电连接，所述光耦合器的阴极与所述电能计量芯片的第一数据发送引脚电连接，所述光耦合器的集电极还与所述微控芯片的第二数据接收引脚电连接；

在另一路所述光电通信电路中，所述第二上拉电阻的另一端与所述降压型稳压电路的电压输出端电连接，所述第三上拉电阻的另一端与所述降压型非隔离电源电路的电压输出端电连接，所述光耦合器的阴极与所述微控芯片的第二数据发送引脚电连接，所述光耦合器的集电极还与所述电能计量芯片的第一数据接收引脚电连接。

上述供电装置和监控设备的有益效果是：通过非隔离转隔离电源电路将由降压型非隔离电源电路提供的非隔离电压转成给降压型稳压电路供电的隔离电压，使供电装置兼备与非隔离用电需求和隔离用电需求适配的供电性能，有助于提升供电装置同时给分别具有非隔离用电需求和隔离用电需求的多种电器件供电的效率，扩展了供电装置的供电用途。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种供电装置的电路示意图；

图2为本实用新型实施例的一种降压型非隔离电源电路的示意图；

图3为本实用新型实施例的一种非隔离转隔离电源电路的示意图；

图4为本实用新型实施例的一种降压型稳压电路的示意图；

图5为本实用新型实施例的一种电能计量芯片及其外围电路的示意图；

图6为本实用新型实施例的一种微控芯片及其外围电路的示意图；

图7为本实用新型实施例的一种第一电压采样电路的示意图；

图8为本实用新型实施例的一种第二电压采样电路的示意图；

图9为本实用新型实施例的一种电流采样电路的示意图；

图10为本实用新型实施例的一种防静电通信电路的示意图；

图11为本实用新型实施例的一路光电通信电路的示意图；

图12为本实用新型实施例的另一路光电通信电路的示意图；

图13为本实用新型实施例的一种监控设备的电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的实施例，描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的要素。

要说明的是，本说明书描述的“方面”、“可选地”和“示例性地”等术语，意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示实施方式中，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表本实用新型的所有实施方式，它们仅是与如权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，本实用新型的范围并不局限于此，在不矛盾的前提下，本实用新型各个实施例中的特征可以相互组合。

此外，“第一”和“第二”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型中，“多个”的含义是至少两个，例如，两个或三个等，除非另有明确具体的限定。

在一些现有电子设备中，通过参考电位恒定的降压型隔离电源电路可以将220V交流电压转成隔离电压，以同时给电能计量芯片和微控芯片供电，既保证了用电安全性，也提升了供电效率，例如，在智能电表中，作为隔离电压的5V直流电压给型号为ADE7758的三相电能计量芯片供电，或者，作为隔离电压的3.3V直流电压给型号为STM32F429的MCU芯片供电。

在一些情形下，需要使用参考电位能够波动的非隔离式电源电路给具有非隔离用电需求的电能计量芯片供电，由于降压型隔离电源电路的参考电位恒定，也就是说降压型隔离电源电路与电能计量芯片的非隔离用电需求不适配，既限制了降压型隔离电源电路的供电用途，也有损于电能监测精度，例如，通过电阻直接对市电进行电压采样并将电压采样信号输入单相防窃电计量芯片，为了配合这种非隔离的电压采集方式，要使用以零线为参考电位的非隔离式电源电路给单相防窃电计量芯片供电，相比于参考电位恒定，非隔离式电源电路能够跟随零线一起发生电位波动，以适配单相防窃电计量芯片的非隔离用电需求，有助于提升电能监测精度。

参见图1，本实用新型一实施例的一种供电装置，该供电装置包括降压型非隔离电源电路、非隔离转隔离电源电路和降压型稳压电路，降压型非隔离电源电路通过非隔离转隔离电源电路与降压型稳压电路电连接。

通过非隔离转隔离电源电路将由降压型非隔离电源电路提供的非隔离电压转成给降压型稳压电路供电的隔离电压，使供电装置兼备与非隔离用电需求和隔离用电需求适配的供电性能，有助于提升供电装置同时给分别具有非隔离用电需求和隔离用电需求的多种电器件供电的效率，扩展了供电装置的供电用途。

可选地，参见图1及图2，降压型非隔离电源电路包括第一安全保护电路、非隔离式AC-DC降压电路和第二安全保护电路，第一安全保护电路通过AC-DC降压电路分别与第二安全保护电路和非隔离转隔离电源电路电连接，非隔离式AC-DC降压电路适于与接入火线的第一安全防护电路共用零线以产生适于给第二安全保护电路和非隔离转隔离电源电路供电的非隔离电压，通过第一安全保护电路为非隔离式AC-DC降压电路的输入端提供保护，通过第二安全保护电路为非隔离式AC-DC降压电路的输出端提供保护，有助于提升降压型非隔离电源电路的安全性。

示例性地，在非隔离式AC-DC降压电路中，电感的一端与变压器的次级绕组电连接，电感的另一端设为与第二安全保护电路和非隔离转隔离电源电路供电的电压输出端，电感的电压输出端通过两个电容和一个电阻与零线连接；当第一安全保护电路分别与火线和零线电连接时，第一安全保护电路可以从火线和零线上取220V交流电压，非隔离式AC-DC降压电路会跟随零线发生电位波动，非隔离式AC-DC降压电路的输出端可以输出作为非隔离电压的5V直流电压。

可选地，第一安全保护电路包括串联的熔断器FU和压敏电阻VR1，压敏电阻VR1电连接在非隔离式AC-DC降压电路的两个交流输入端之间，压敏电阻VR1的两端分别适于与零线电连接和通过熔断器FU与火线电连接，通过熔断器FU提供过流保护，通过压敏电阻VR1提供过压保护，兼顾了第一安全保护电路的可靠性和简易性。

示例性地，在非隔离式AC-DC降压电路中，全桥式整流器的引脚1和引脚2分别设为两个交流输入端，熔断器FU可以采用保险丝。

可选地，第二安全保护电路可以包括第一限流电阻，第一限流电阻的一端通过电感与变压器的次级绕组电连接，第一限流电阻的另一端设为适于与光电通信电路电连接的电压输出端，有助于简易化电路，其中，第一限流电阻的阻值很小，其输出的直流电压可以逼近于5V直流电压。

可选地，参见图2及图3，非隔离转隔离电源电路包括第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和隔离型DC-DC变换器U1，第一滤波电容C1电连接在隔离型DC-DC变换器U1的电压输入端Vin和第一接地端GND1之间，第二滤波电容C2电连接在隔离型DC-DC变换器U1的电压输出端Vout和第二接地端GND2之间，隔离型DC-DC变换器C2的电压输入端Vin与非隔离式AC-DC降压电路的电压输出端电连接，隔离型DC-DC变换器U1的第一接地端GND1与零线电连接以与隔离型DC-DC变换器U1的电压输入端Vin形成非隔离电压输入回路，隔离型DC-DC变换器U1的电压输出端Vout与降压型稳压电路的电压输入端电连接，第二接地端GND2接地以与隔离型DC-DC变换器U1的电压输出端Vout形成隔离电压输出回路。

示例性地，通过并联后的两个第一滤波电容C1在隔离型DC-DC变换器U1的电压输入端Vin和第一接地端GND1之间滤波，通过并联后的两个第二滤波电容C2在隔离型DC-DC变换器U1的电压输出端Vout和接地端GND2之间滤波，有助于保证隔离转非隔离电源电路的可靠性。

示例性地，隔离型DC-DC变换器U1的型号可以为H0505S-1WR2，通过隔离型DC-DC变换器U1可以将非隔离电压转成电阻值不变的隔离电压，隔离电压的电压值可以为5V，隔离型DC-DC变换器U1的第一接地端GND1与零线连接，隔离型DC-DC变换器U1的第二接地端GND2与大地连接，有助于简易化电路。

可选地，参见图3及图4，降压型稳压电路包括第一上拉电阻R1、降压电阻R2、低压差线性稳压器U2、电感L、第三滤波电容C3和下拉电阻R3，第一上拉电阻R1电连接在低压差线性稳压芯片U2的电压输入端Vin和片选端CE之间，降压电阻R2电连接在低压差线性稳压芯片U2的电压输出端Vout和空置端NC电连接，低压差线性稳压器U2的电压输入端Vin与非隔离转隔离电源电路的电压输出端电连接，低压差线性稳压芯片U2的电压输出端Vout分别与电感L的一端电连接和通过第三滤波电容C3接地，低压差线性稳压芯片U2的空置端NC通过下拉电阻R3接地，低压差线性稳压芯片U2的接地端GND接地，电感L的另一端设为电压输出端，其中，下拉电阻R3作为第一下拉电阻。

示例性地，低压差线性稳压器U2的型号可以为ETA5050，通过第一上拉电阻R1将信号钳位在高电平并限流，通过降压电阻R2降压，通过低压差线性稳压器U2将5V直流电压转成3.44V直流电压，低压差线性稳压器U2的接地端GND与参考电位恒定为零的大地连接，通过电感L将3.44V直流电压转成3.3V直流电压，3.44V直流电压和3.3V直流电压均为隔离电压，通过第三滤波电容C3滤波，通过下拉电阻R3将信号钳位在低电平并限流，有助于提升降压型稳压电路的可靠性。

参见图13，本实用新型另一实施例的一种监控设备，包括电能计量芯片、微控芯片以及如上所述的供电装置，其中，降压型非隔离电源电路与电能计量芯片电连接以给电能计量芯片供电，降压型稳压电路与微控芯片电连接以给微控芯片供电，例如，上述种供电装置可以应用于智能电表和智能燃气表和等监控设备中。

示例性地，电能计量芯片可以采用如图5所示的单相反窃电计量芯片U3，该单相反窃电计量芯片U3的型号可以为RN8209G，其中，电源引脚AVDD与非隔离式AC-DC降压电路的电压输出端电连接，使作为非隔离电压的5V直流电压给单相反窃电计量芯片U3供电，接地引脚AGND与零线连接，使单相反窃电计量芯片U3的参考电位与非隔离式AC-DC降压电路的参考电位一致，两者均能够跟随零线一起发生电位波动，以适配单相反窃电计量芯片U3的非隔离用电需求，从而，有助于简易化隔离转非隔离电源电路和提升电能监测精度。

示例性地，参见图5，监控设备还包括与单相反窃电计量芯片U3电连接的外围电路，其可以包括第一晶振滤波电路、第二下拉电阻和两个电容滤波电路，第一晶振滤波电路电连接在单相反窃电计量芯片U3的振荡输入引脚OSCI和振荡输出引脚OSCO之间，单相反窃电计量芯片U3的通信接口类型选择引脚IS通过第二下拉电阻接地，单相反窃电计量芯片U3的基准电压输入输出引脚REFV通过一个电容滤波电路接地，单相反窃电计量芯片U3的电源引脚DVDD通过另一个电容滤波电路接地，两个电容滤波电路分别可以为由两个电容并联构成，有助于保证晶振滤波电路的可靠性。

示例性地，第一晶振滤波电路包括晶振、第五滤波电容和第六滤波电容，晶振的一端分别与第五滤波电容的一端和单相反窃电计量芯片U3的振荡输入引脚OSCI电连接，晶振的另一端分别与第六滤波电容的一端和单相反窃电计量芯片U3的振荡输出引脚OSCO电连接，第五滤波电容的另一端与第六滤波电容的另一端共地。

示例性地，微控芯片可以采用如图6所示的嵌入式MCU芯片U4，嵌入式MCU芯片U4的型号可以为STM32F103C8T6，其中，电源引脚VDDA/VDD_1/VDD_2/VDD_3均与降压型稳压电路的电感L电连接，使作为隔离电压的3.3V直流电压给嵌入式MCU芯片U4供电，接地引脚VSSA/VSS_1/VSS_2/VSS_3均与大地连接，以适配嵌入式MCU芯片U4的隔离用电需求，以保证用电安全性。

可选地，参见图7，监控设备还包括与嵌入式MCU芯片U4电连接的外围电路，该外围电路包括第二晶振滤波电路、第三下拉电阻和两个第四上拉电阻，第二晶振滤波电路电连接在嵌入式MCU芯片U4的振荡输入引脚PD0-OSC_IN和振荡输出引脚PD1-OSC_OUT之间，嵌入式MCU芯片U4的启动引脚BOOTO通过第三下拉电阻接地，嵌入式MCU芯片U4的异步复位引脚NRST通过一个第四上拉电阻与第四电压输出端电连接，嵌入式MCU芯片U4的电源引脚VDDA通过另一个第四上拉电阻与第四电压输出端电连接，嵌入式MCU芯片U4的电源引脚VDD_1、电源引脚VDD_2和电源引脚VDD_3中的任一个电连接在两个第四上拉电阻之间，可以理解的是，第二晶振滤波电路可以与第一晶振滤波电路类似，此处不再赘述。

可选地，参见5、图7及图13，监控设备还包括第一电压采样电路，第一电压采样电路包括防雷电路、分压电路和滤波电路，防雷电路的电压输出端通过分压电路与滤波电路的电压输入端和电能计量芯片的电压正输入引脚电连接。

示例性地，参见图7，防雷电路包括适于接入市电的接线端子JP以及电连接在接线端子JP的火线端L和零线端N之间的压敏电阻VR2，接线端子JP的火线端L设为电压输出端，接线端子JP的零线端N与零线电连接，有助于兼顾电路的防雷击性和简易性。

示例性地，参见图7，分压电路可以由六个降压电阻R4串联构成，滤波电路可以为由第一稳压电阻R5和第七滤波电容C4并联构成的第一RC并联滤波电路，最后一个分压电阻R4的一端可以与单相反窃电计量芯片U3的电压正输入引脚V3P电连接，第一稳压电阻R5的一端可以为电连接在最后一个分压电阻R4和单相反窃电计量芯片U3的电压正输入引脚V3P之间的电压输入端，该电压输入端即为滤波电路的电压输入端,第一稳压电阻R5的另一端可以与零线连接，以使第一电压采样电路的参考电位与电能计量芯片的参考电位相同，有助于提升电路的可靠性。

参见5、图8及图13，监控设备还包括第二电压采样电路，第二电压采样电路的电压输入端与电能计量芯片的电压负输入引脚电连接。

示例性地，第二电压采样电路可以由第二稳压电阻R6和第八滤波电容C5并联构成的第二RC并联滤波电路，第二稳压电阻R6的一端可以为与单相反窃电计量芯片U3的电压负输入引脚V3N电连接的电压输入端，该电压输入端即为第二电压采样电路的电压输入端，第二稳压电阻R6的另一端可以与零线连接，以使非隔离的第二电压采样电路与电能计量芯片的参考电位相同。

参见5、图9及图13，监控设备还包括电流采样电路，电流采样电路的一对电流输出端与电能计量芯片的一对电流输入引脚电连接。

示例性地，电流采样电路包括电流互感器CT、第一取样电阻R7、第二取样电阻R8、第二限流电阻R9、第九滤波电容C6、第三限流电阻R10和第十滤波电容C7，其中，电流互感器CT可以接入市电，电流互感器CT的一个电流正输出引脚3和一个电流负输出引脚6适于以差分方式输出电流，其中，电流正输出引脚3分别与第一取样电阻R7的一端和第二限流电阻R9的一端电连接，电流负输出引脚6分别与第二取样电阻R8的一端和第三限流电阻R10的一端电连接，第一取样电阻R7的另一端与第二取样电阻R8的另一端均可以与零线连接，第二限流电阻R9的另一端通过第九滤波电容C6接地或接零，第二限流电阻R9与第九滤波电容C6之间的公共端可以为与单相反窃电计量芯片U3的电流正输入引脚V1P电连接的一电流输出端，第三限流电阻R10的另一端通过第十滤波电容C7接地或接零，第三限流电阻R10与第十滤波电容C7之间的公共端可以为与单相反窃电计量芯片U3的电流负输入引脚V1N电连接的另一电流输出端，有助于保证电流采样电路的可靠性。

由于第一电压采样电路、第二电压采样电路和电流采样电路中的任一个可以为非隔离采样电路，所以电能计量芯片需要非隔离用电，为了配合前述非隔离采样电路，要求供电电路给电能计量芯片的电压具有非隔离性，以提升电能监测精度。

通过第一电压采样电路和第二电压采样电路可以采样信号并以差分方式将电压采样信号输入至电能计量芯片，通过电流采样电路采样信号并以差分方式将电流采样信号输入至电能计量芯片，有助于提升电能监测精度。

可选地，图13，监控设备还包括温湿度传感器以及电连接在温湿度传感器和微控芯片之间的防静电通信电路，降压型稳压电路与防静电通信电路电连接以给防静电通信电路供电。

示例性地，参见图10，防静电通信电路包括静电抑制器U5和RJ45接口，静电抑制器U5的电源引脚Vbus和RJ45接口的电源引脚VSS分别设为第六电压输入端，静电抑制器U5的第一输入输出引脚I01-1与RJ45接口的空脚NC电连接，静电抑制器U5的第二输入输出引脚I01-2空置，静电抑制器U5的第三输入输出引脚I02-1与RJ45接口的双向数据传输引脚SDA电连接，静电抑制器U5的第四输入输出引脚I02-2可以通过一个第四限流电阻与微控芯片的输入输出引脚电连接，静电抑制器U5的接地引脚GND和RJ45接口的接地引脚EGND分别与大地连接，保证了电路的可靠性。

示例性地，微控芯片可以采用型号为STM32F429的MCU芯片(图中未示出)，型号为STM32F429的MCU芯片上的引脚PB6可以设为输入输出引脚，RJ45接口的接地引脚EGND可以防雷接地，温湿度传感器以热插拔的方式连接于RJ45接口。

示例性地，参见图10，防静电通信电路还包括型号为KMS-1102NL的隔离变压器，该隔离变压器的引脚TD+和引脚TD-分别可以与型号为STM32F429的MCU芯片上的引脚PB12和引脚PB13电连接，该隔离变压器的引脚RD+和引脚RD-分别可以与型号为STM32F429的MCU芯片上的引脚PC4和引脚PC5电连接，以通过差分方式在隔离变压器与微控芯片之间双向传输数据，有助于提升上述监控设备的通信性能。

示例性地，在一些情况下，上述监控设备自身会受到环境影响而出现故障，例如，智能电表在生产车间会因为环境的温度过高而出现较大的电能监测误差或者在室外会因降雨环境的雨水渗入而烧坏，因此，对环境的温湿度进行监测尤为重要，通过防静电通信电路可以隔离通信方式将温湿度信号提供给微控芯片，以使微控芯片可以根据温湿度信号对供电电路进行关断或/导通控制，从而，智能电表可以在环境的温湿度出现异常下停机或者在温湿度恢复正常下上电。

通过降压型稳压电路为防静电通信电路供电，提升了供电装置的供电效率，通过防静电通信电路为微控芯片和温湿度传感器提供通信，以监测温湿度，提升了监控设备的监测性能。

可选地，参见图13，监控设备还包括电连接在电能计量芯片和微控芯片之间的光电通信电路，降压型非隔离电源电路和降压型稳压电路分别与光电通信电路电连接以给光电通信电路供电。

通过降压型非隔离电源电路和降压型稳压电路为光电通信电路供电，提升了供电装置的供电效率，通过光电通信电路为微控芯片和电能计量芯片提供通信，以监测电能，提升了监控设备的监测性能。

可选地，参见图11及图12，光电通信电路的路数为多路，每路光电通信电路包括光耦合器OC、第二上拉电阻R11、第三上拉电阻R12和第四滤波电容C8，光耦合器OC的阳极与第二上拉电阻R11的一端电连接，光耦合器OC的集电极分别与第三上拉电阻R12的一端和第四滤波电容C8的一端电连接，光耦合器OC的发射极与第四滤波电容C8的另一端共地。

参见图11及图13，在一路光电通信电路中，第二上拉电阻R11的另一端与降压型非隔离电源电路的电压输出端电连接，第三上拉电阻R12的另一端与降压型稳压电路的电压输出端电连接，光耦合器OC的阴极与电能计量芯片的第一数据发送引脚TX电连接，光耦合器的集电极还与微控芯片的第二数据接收引脚RX电连接。

示例性地，第二安全保护电路的第一限流电阻上的电压输出端DVCC与第二上拉电阻R11的另一端电连接，降压型稳压电路的电感L上的电压输出端与第三上拉电阻R12的另一端电连接，第一数据发送引脚TX可以采用型号为RN8209G的单相反窃电计量芯片U3上的引脚SDO，第二数据接收引脚RX可以采用型号为STM32F429的MCU芯片上的引脚PD6(图中未示出)。

参见图12及图13，在另一路光电通信电路中，第二上拉电阻R11的另一端与降压型稳压电路的电压输出端电连接，第三上拉电阻R12的另一端与降压型非隔离电源电路的电压输出端电连接，光耦合器OC的阴极与微控芯片的第二数据发送引脚TX电连接，光耦合器OC的集电极还与电能计量芯片的第一数据接收引脚RX电连接。

示例性地，第二安全保护电路的第一限流电阻上的电压输出端DVCC与第三上拉电阻R12的另一端电连接，降压型稳压电路的电感L上的电压输出端与第二上拉电阻R11的另一端电连接，第二数据发送引脚TX可以采用型号为STM32F429的MCU芯片上的引脚PD5(图中未示出),第一数据接收引脚RX可以采用型号为RN8209G的单相反窃电计量芯片U3上的引脚SDI。

通过一路光电通信电路将数据从电能计量芯片传输给微控芯片，通过另一路光电通信电路将数据从微控芯片传输给电能计量芯片，以在电能计量芯片和微控芯片之间双向通信，提升了监控设备的通信性能。

示例性地，以智能电表为例，电能计量芯片可以根据电压采样信号计算出电压值或/和根据电流采样信号计算出电流值，电能计量芯片可以通过光电通信电路以隔离通信方式将电压值或/和电流值提供给微控芯片，以使微控芯片可以根据电压值或/和电流值对供电电路进行关断或/导通控制，从而，智能电表在市电出现故障下停机或者在市电恢复正常下上电。

需要说明的是，本实用新型提供的实施例仅涉及产品的形状及构造的改进，不涉及软件程序的改进，为使得电路具备供电或/和监控能力，本领域技术人员可以简单采用现有技术中的软件程序实现，此处不再赘述。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，应当理解的是，上述实施例是示例性的，不能解释为对本实用新型的限制，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，本领域的普通技术人员可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型等变更，这些变更均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种供电装置，其特征在于，包括降压型非隔离电源电路、非隔离转隔离电源电路和降压型稳压电路，所述降压型非隔离电源电路通过所述非隔离转隔离电源电路与所述降压型稳压电路电连接。

2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述降压型非隔离电源电路包括第一安全保护电路、非隔离式AC-DC降压电路和第二安全保护电路，所述第一安全保护电路通过所述AC-DC降压电路分别与所述第二安全保护电路和所述非隔离转隔离电源电路电连接，所述非隔离式AC-DC降压电路适于与接入火线的所述第一安全防护电路共用零线以产生适于给所述第二安全保护电路和所述非隔离转隔离电源电路供电的非隔离电压。

3.如权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述第一安全保护电路包括串联的熔断器和压敏电阻，所述压敏电阻电连接在所述非隔离式AC-DC降压电路的两个交流输入端之间，所述压敏电阻的两端分别适于与所述零线电连接和通过所述熔断器与所述火线电连接。

4.如权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述非隔离转隔离电源电路包括第一滤波电容、第二滤波电容和隔离型DC-DC变换器，所述第一滤波电容电连接在所述隔离型DC-DC变换器的电压输入端和第一接地端之间，所述第二滤波电容电连接在所述隔离型DC-DC变换器的电压输出端和第二接地端之间，所述隔离型DC-DC变换器的电压输入端与所述非隔离式AC-DC降压电路的电压输出端电连接，所述第一接地端与所述零线电连接以与所述隔离型DC-DC变换器的电压输入端形成非隔离电压输入回路，所述隔离型DC-DC变换器的电压输出端与所述降压型稳压电路的电压输入端电连接，所述第二接地端接地以与所述隔离型DC-DC变换器的电压输出端形成隔离电压输出回路。

5.如权利要求1-4任一项所述的供电装置，其特征在于，所述降压型稳压电路包括第一上拉电阻、降压电阻、低压差线性稳压器、电感、第三滤波电容和下拉电阻，所述第一上拉电阻电连接在所述低压差线性稳压芯片的电压输入端和片选端之间，所述降压电阻电连接在所述低压差线性稳压芯片的电压输出端和空置端电连接，所述低压差线性稳压器的电压输入端与所述非隔离转隔离电源电路的电压输出端电连接，所述低压差线性稳压芯片的电压输出端分别与所述电感的一端电连接和通过所述第三滤波电容接地，所述低压差线性稳压芯片的空置端通过所述下拉电阻接地，所述低压差线性稳压芯片的接地端接地，所述电感的另一端设为电压输出端。

6.一种监控设备，其特征在于，所述监控设备包括电能计量芯片、微控芯片以及如权利要求1-5任一项所述的供电装置，其中，所述降压型非隔离电源电路与所述电能计量芯片电连接以给所述电能计量芯片供电，所述降压型稳压电路与所述微控芯片电连接以给所述微控芯片供电。

7.如权利要求6所述的监控设备，其特征在于，所述监控设备还包括第一电压采样电路、第二电压采样电路和电流采样电路，所述第一电压采样电路包括防雷电路、分压电路和滤波电路，所述防雷电路的电压输出端通过所述分压电路与所述滤波电路的电压输入端和所述电能计量芯片的电压正输入引脚电连接，所述第二电压采样电路的电压输入端与所述电能计量芯片的电压负输入引脚电连接，所述电流采样电路的一对电流输出端与所述电能计量芯片的一对电流输入引脚电连接。

8.如权利要求6所述的监控设备，其特征在于，所述监控设备还包括温湿度传感器以及电连接在所述温湿度传感器和所述微控芯片之间的防静电通信电路，所述降压型稳压电路与所述防静电通信电路电连接以给所述防静电通信电路供电。

9.如权利要求6所述的监控设备，其特征在于，所述监控设备还包括电连接在所述电能计量芯片和所述微控芯片之间的光电通信电路，所述降压型非隔离电源电路和所述降压型稳压电路分别与所述光电通信电路电连接以给所述光电通信电路供电。

10.如权利要求9所述的监控设备，其特征在于，所述光电通信电路的路数为多路，每路所述光电通信电路包括光耦合器、第二上拉电阻、第三上拉电阻和第四滤波电容，所述光耦合器的阳极与所述第二上拉电阻的一端电连接，所述光耦合器的集电极分别与所述第三上拉电阻的一端和所述第四滤波电容的一端电连接，所述光耦合器的发射极与所述第四滤波电容的另一端共地；

在一路所述光电通信电路中，所述第二上拉电阻的另一端与所述降压型非隔离电源电路的电压输出端电连接，所述第三上拉电阻的另一端与所述降压型稳压电路的电压输出端电连接，所述光耦合器的阴极与所述电能计量芯片的第一数据发送引脚电连接，所述光耦合器的集电极还与所述微控芯片的第二数据接收引脚电连接；

在另一路所述光电通信电路中，所述第二上拉电阻的另一端与所述降压型稳压电路的电压输出端电连接，所述第三上拉电阻的另一端与所述降压型非隔离电源电路的电压输出端电连接，所述光耦合器的阴极与所述微控芯片的第二数据发送引脚电连接，所述光耦合器的集电极还与所述电能计量芯片的第一数据接收引脚电连接。

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