CN2743842Y - 低功耗单相电子式电能表 - Google Patents

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李中泽
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Abstract

本实用新型涉及一种低功耗单相电子式电能表，由电源及计量电路构成，其中电源是交流电源经电感器L1，利用功率电阻R1、R2和CBB电容C1降压后进行全桥半波整流，利用电解电容C2滤波，再通过普通稳压管二极管Z1、Z2串联得到直流电压VDD2，其特点是：直流电压VDD2通过可调基准稳压源TL431和高耐压三极管电路稳压得到计量电路正常工作所需的直流电压VDD。本实用新型采用低功耗设计，首先利用功率电阻和CBB电容降压后进行全桥半波整流，利用电解电容滤波，再通过普通稳压管二极管和TL431基准源和三极管电路稳压得到所需的直流电压；电源指示电路采用串联在电源电路的方式，节省了一定的电能消耗，使整机功耗进一步降低。

Description

低功耗单相电子式电能表
                         技术领域
本实用新型属于一种电能计量产品，具体地讲是一种低功耗单相电子式电能表。
                         背景技术
目前市场上应用的单相电子式电能表多数采用的是稳压集成块作为电源，其功耗一般都大于0.5W，而单相电子式电能表在大量采用，所以功耗大的单相电子式电能表是对能源的一种很大浪费。
                         发明内容
本实用新型的目的是提供一种降低电能损耗，节约能源，功耗低于0.35W的低功耗单相电子式电能表，以克服上述的不足。
为了实现上述目的，本实用新型由电源及计量电路构成，其中电源是交流电源经电感器L1，利用功率电阻R1、R2和CBB电容C1降压后进行全桥半波整流，利用电解电容C2滤波，再通过普通稳压管二极管Z1、Z2串联得到直流电压VDD2，其特点是：直流电压VDD2通过可调基准稳压源TL431和高耐压三极管电路稳压得到计量电路正常工作所需的直流电压VDD。
上述可调基准稳压源TL431和高耐压三极管电路由可调基准稳压源TL431、耐压三极管G1、G2、电阻器R3、R4、R5构成，其中：
a、可调基准稳压源TL431的输出正端与耐压三极管G1的基极相连，输出负端与直流电压VDD2的负极相接，可调基准稳压源TL431的输入两端分别与耐压三极管G1的发射极和直流电压VDD2的负极相接相连接；
b、耐压三极管G1的集电极与直流电压VDD2的正极相连接，耐压三极管G1的集电极与基极之间还连接有一个电阻器R3，耐压三极管G1的发射极还与耐压三极管G2的发射极相连，并通过电阻器R4与耐压三极管G2的基极相连接；
c、耐压三极管G2的基极还通过电阻器R5与直流电压VDD2的负极相连，其集电极通过电阻器R6与直流电压VDD2的负极相接，耐压三极管G2的集电极作为计量电路正常工作所需的直流电压VDD输出。
上述直流电压VDD2的输出两端还并联有一个抗干扰电容器C3。
上述耐压三极管G2的基极与发射极之间还并联有一个电容器C4。
上述直流电压VDD2的输出负极与计量电路正常工作所需的直流电压VDD输出负极之间还串联有一个电感器L2。
本实用新型采用低功耗设计，首先利用功率电阻和CBB电容降压后进行全桥半波整流，利用电解电容滤波，再通过普通稳压管二极管和TL431基准源和三极管电路稳压得到所需的直流电压；电源指示电路采用串联在电源电路的方式，节省了一定的电能消耗。使整机功耗进一步降低。
                        附图说明
附图为本实用新型的电路原理图。
                        具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型。
本实用新型包括功率电阻R1、R2、CBB电容C1、整流二极管D1、D2、电解电容C2、稳压管二极管Z1、Z2、可调基准稳压源TL431、计量电路控制单元、LED指示灯、锰铜以及电表壳等；锰铜通过信号线焊接在PCB控制板上，整个PCB板装在一套塑料电表壳里，用自攻螺丝固定。锰铜通过螺丝固定在底壳电流端子上。整个计量板在数码管或计度器下方，一个功率脉冲指示灯PCB板右方。
本实用新型中电源是交流电源经电感器L1，利用功率电阻R1、R2和CBB电容C1降压后进行全桥半波整流，利用电解电容C2滤波，再通过普通稳压管二极管Z1、Z2串联得到直流电压VDD2，直流电压VDD2通过可调基准稳压源TL431和高耐压三极管电路稳压得到计量电路正常工作所需的直流电压VDD；可调基准稳压源TL431和高耐压三极管电路由可调基准稳压源TL431、耐压三极管G1、G2、电阻器R3、R4、R5构成，其中：
a、可调基准稳压源TL431的输出正端与耐压三极管G1的基极相连，输出负端与直流电压VDD2的负极相接，可调基准稳压源TL431的输入两端分别与耐压三极管G1的发射极和直流电压VDD2的负极相接相连接；
b、耐压三极管G1的集电极与直流电压VDD2的正极相连接，耐压三极管G1的集电极与基极之间还连接有一个电阻器R3，耐压三极管G1的发射极还与耐压三极管G2的发射极相连，并通过电阻器R4与耐压三极管G2的基极相连接；
c、耐压三极管G2的基极还通过电阻器R5与直流电压VDD2的负极相连，其集电极通过电阻器R6与直流电压VDD2的负极相接，耐压三极管G2的集电极作为计量电路正常工作所需的直流电压VDD输出。
本实用新型直流电压VDD2的输出两端还并联有一个抗干扰电容器C3；耐压三极管G2的基极与发射极之间还并联有一个电容器C4；直流电压VDD2的输出负极与计量电路正常工作所需的直流电压VDD输出负极之间还串联有一个电感器L2。
本实用新型的工作原理是：利用线绕水泥电阻或线绕铝壳电阻和CBB电容C1降压后得到的低压交流信号通过2个整流管D1、D2进行全桥半波整流，利用大容量、高耐压、长寿命电解电容C2滤波，再通过2个1W稳压管Z1、Z2串联稳压后，利用可调基准稳压源TL431基准源和高耐压三极管电路稳压得到计量电路正常工作所需的直流电压VDD；利用锰铜分流器采样火线通道的电流信号，利用电流互感器采样零线通道的电流，利用电阻分压采样到电压信号，计量电路处理三种信号后输出功率脉冲并驱动步进计度器走字，如果火线通道的信号大于零线通道的信号12.5％时，计量芯片输出反向计量信号(高电平)，三极管导通，红色异常指示灯被点亮，指示用电异常。
本实用新型功耗低：整机功耗不超过0.35W；用可调基准稳压源TL431和耐压三极管2N5551代替稳压集成块78L05，使电表的静态功耗降低，(由4mA降为2mA)，耐高压能力增强(由35V增加到150V)。用2个1W稳压管串联，可承受更大的电流。选用2200μF/16V电解电容，可使电压的低电压(＜150)特性明显改善，寿命更长。CBB电容由0.47μF/300VAC降到0.33μF/300VAC，电阻选用5W线绕水泥电阻或10W线绕铝壳电阻使电表的功耗大幅度降低，抗中频谐波能力更强。

Claims (5)

1、一种低功耗单相电子式电能表，由电源及计量电路构成，其中电源是交流电源经电感器(L1)，利用功率电阻(R1)、(R2)和CBB电容(C1)降压后进行全桥半波整流，利用电解电容(C2)滤波，再通过普通稳压管二极管(Z1)、(Z2)串联得到直流电压(VDD2)，其特征在于：直流电压(VDD2)通过可调基准稳压源(TL431)和高耐压三极管电路稳压得到计量电路正常工作所需的直流电压(VDD)。
2、如权利要求1所述的低功耗单相电子式电能表，其特征在于：可调基准稳压源(TL431)和高耐压三极管电路由可调基准稳压源(TL431)、耐压三极管(G1)、(G2)、电阻器(R3)、(R4)、(R5)构成，
其中：
a、可调基准稳压源(TL431)的输出正端与耐压三极管(G1)的基极相连，输出负端与直流电压(VDD2)的负极相接，可调基准稳压源(TL431)的输入两端分别与耐压三极管(G1)的发射极和直流电压(VDD2)的负极相接相连接；
b、耐压三极管(G1)的集电极与直流电压(VDD2)的正极相连接，耐压三极管(G1)的集电极与基极之间还连接有一个电阻器(R3)，耐压三极管(G1)的发射极还与耐压三极管(G2)的发射极相连，并通过电阻器(R4)与耐压三极管(G2)的基极相连接；
c、耐压三极管(G2)的基极还通过电阻器(R5)与直流电压(VDD2)的负极相连，其集电极通过电阻器(R6)与直流电压(VDD2)的负极相接，耐压三极管(G2)的集电极作为计量电路正常工作所需的直流电压VDD输出。
3、如权利要求2所述的低功耗单相电子式电能表，其特征在于：直流电压(VDD2)的输出两端还并联有一个抗干扰电容器(C3)。
4、如权利要求2所述的低功耗单相电子式电能表，其特征在于：耐压三极管(G2)的基极与发射极之间还并联有一个电容器(C4)。
5、如权利要求2所述的低功耗单相电子式电能表，其特征在于：直流电压(VDD2)的输出负极与计量电路正常工作所需的直流电压(VDD)输出负极之间还串联有一个电感器(L2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101833033B (zh) * 2010-02-12 2011-11-30 武汉盛帆电子股份有限公司 带通讯接口的单相导轨式电能表
CN104811181A (zh) * 2015-04-29 2015-07-29 南京磐能电力科技股份有限公司 一种带有输入偏置和有源滤波的电流电压转换电路及方法

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