[实用新型]一种电表及用于电表的电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子电表及用于电表的电源，尤其涉及一种开关电源电子电表及用于电表的开关电源。

背景技术

电子电表对电源的要求有以下几点：

a.输入要求：输入电压一般在154V-264V条件下工作，所有功能正常；而且输入功率在有无通信时皆有要求。

b.输出要求：载波通信12V/0.3A及5V/0.1A；485通信5V/0.05A；计量5V/0.05A.

c.485通信与其它电路之间必须做绝缘隔离，耐压4000Vac。

d.法规要求：如DL/T 614-2007多功能电能表、GB-T17215.211-2008交流电测量设备通用要求等)。

长期以来，传统电子电表中电源电路主要使用低频线性电源做为电子电表电源，但因现电子电表的功能日益强大、智能化，如远程抄表、载波通信、485通信等，对电源的要求逐渐提高，传统电子电表无法解决输出稳定性、输出功率、尺寸、温度、寿命、节能和重量等新的问题。

图1是现有的低频线性电源的电路原理图。传统低频线性电源工作由电力电网交流电AC1输入经低频变压器变压得一低压AC2，此AC2电压经整流与滤波得直流电压DC1，此DC1再经线性电压调节器得一稳定的直流电压DC2。

此电源工作在低频状态，工作频率为电网电压频率(一般为50Hz)，所以此变压器尺寸大而且线圈匝数很多，因此此类变压器铁损及铜损都非常大，故低频变压器效率非常低(一般30％-50％)；如果要求输出电压稳定就必须使用线性电压调节器来稳定输出电压，这将导致输出效率更低。

而且此类电源供应电表工作时，由于低频线性电源的固有特性，其输出电压会随电网输入电压的变化而做相对线性变化，促使电源输出电压工作不稳定，当输出电压低于电表功能电路正常工作所需的最低电压时，直接导致电表无法正常工作。参见图1，因为AC2电压与输入电压AC1是成正比的关系，当输入电压AC1变化时AC2电压也成正比变化，所以经整流后的DC1电压也变化，从而使得此电压极不稳定。同时又因此变压器铜损大，所以输出电压的负载调整率也很差。综合起来看，该类电源输出电压不稳、输入电压范围小、效率低、重量重是其固有特性。而且在有限的空间内难以实现大的输出功率。同时因效率低又导致温度高、寿命短、不节能等问题。

以下用一实例来说明。

图2是现有的低频线性电源电路，此电路工作情况如下：

电力电网电压经T1低频变压器变压后分三路AC输出。

第一路到T18、9脚两端一个低AC电压，再经BD1整流桥后得12VDC电压(空载15VDC)。此12V电压分两路输出，一路直接输出，另一路经U1线性电压调节器调节到5V输出。此两路输出给载波通信电路使用。

此路输出在输入220V条件下空载输出15VDC，加0.15A负载时输出9V，所以此路铜损电阻为40欧姆(R＝(15-9)V/0.15A＝40欧姆)。当输入电压在规格下限154V时，负载0.15A的条件下，载波通信输出电压仅为4.5V(154V/220V*15V-0.15A*40R＝4.5V)。而标准通常规定载波通信电压要12V左右才有较好的载波通信品质，4.5V根本无法满足载波电路工作要求，导致载波信号无法传送；同时掉电信号通常是设计在8V时通知数据处理芯片做数据存储或传输，4.5V时必然导致掉电监测电路工作，然而在没有输入掉电情况下，掉电电路工作就是一个错误。因此此类电源供应电表工作时存在载波通信时信号不足及掉电不良。

此表载波电路实际工作电流为0.15A左右，如果要确保载波电路在额定输入电压(154V-264V)范围内，皆有高质量的载波信号，同时还不得有掉电错误。那么12VDC输出在0.3A负载条件下，要保证12V+/-10％电压输出，通常采取加大低频变压器尺寸，从而可将变压器中的线圈匝数增多和线径加大，这样可减少变压器的铁损及铜损，提高此变压器的输出功率，同时负载调整率也得到了很好的改善；如果再使用一个电压调节器7812就最好了。如此一来电压输出是可达到12V+/-5％的精度，但目前电表使用的外壳均为标准尺寸，上述加大变压器尺寸的方法难以实现，再者成本也大幅上升，无经济价值。注：目前此类单相电子电表一般使用35变压器，重约100g，尺寸：L35mm*W35mm*H35mm。

第二路到T15、6脚两端一个低AC电压，再经D1整流得12VDC电压(空载)，此12V电压经U2线性电压调节到5V输出，此路电压给485通信使用。