[实用新型]用于单相电子式电能表的开关电源电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于单相电子式电能表的开关电源电路。

背景技术

 现有单相电子式电能表的电源采用的是传统的线性电源，线性电源通过对交流市电的降压、整流、滤波、稳压之后，达到高精度的直流电压。该技术很成熟，可以达到相当高的稳定度，而且纹波很小。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容体积和重量也比较大，变压器的空载电流也大，导致整体表计的功耗较大，转换效率很低。开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。国家电网实行智能电能表统一招标后，预测每年将有6000万台电能表市场容量，开关电源能降低将近0.7W的总机功耗，将节约巨大的能源损耗。良好的市场前景智能电能表的性价比将成为市场竞争的一个重要砝码，而将具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点的开关电源逐渐取代传统的线性电源已成为大势所趋，成为各个电表企业的发展共识。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能提高系统的可靠性和稳定性并且成本较低的用于单相电子式电能表的开关电源电路。

本实用新型提供的这种用于单相电子式电能表的开关电源电路包括输入整流部分、保护电路部分、高频开关变换器及外围电路部分、脉冲变压器、输出整流滤波部分，其中输出整流滤波部分含有主电压输出回路和485电压输出回路，所述输入整流部分与电网电源相连，再与脉冲变压器的输入绕组相连，保护电路部分也与脉冲变压器的输入绕组相连；所述高频开关变换器部分与脉冲变压器的反馈绕组相连；主电压输出回路与脉冲变压器的第一输出绕组相连， 485电压输出回路与脉冲变压器的第二输出绕组相连。

所述输入整流部分包括整流二极管、滤波电容和平衡电阻。

所述高频开关变换器采用Airalt-04-900开关控制芯片，所述高频开关变换器的外围电路包括过流保护电阻、反馈电压电路、芯片电源供电电路、芯片滤波网络。

所述主电压输出回路及485电压输出回路主要由二极管和Altair04-900芯片（U100）组成。

本实用新型利用高频开关变换器即开关控制芯片，通过对变压器辅助绕组的电压反馈采样，调节开关频率，稳定输出电压，形成一个完整闭环系统。无需恒压恒流控制器，无需光耦反馈，也不需要反馈电阻，系统的成本也不会高于线性电源。系统的整机功耗（带载波、带485、带红外、带继电器检测电路）低于0.7W，相比传统的线性电源1.2W，功耗降低了41%。系统的工作电压可以做到0.4UN—1.8UN。极大的提高了系统的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种用于单相电子式电能表的开关电源电路，包括：输入整流部分、高频开关变换器及外围电路部分、脉冲变压器T1、输出整流滤波部分、保护电路。其中输入整流部分主要由整流二极管D1、D2、D3、D4；滤波电容EC1、EC2；平衡电阻R220、 R221、 R222、 R223组成。高频开关变换器采用Airalt-04-900开关控制芯片，其外围电路主要由过流保护电阻R1、R2、R3；反馈电压电路R4、R5、芯片电源供电电路R7、BD3、C4、C6、芯片滤波网络C7、C8、R8组成。输出整流滤波部分包括主电压输出回路和485电压输出回路组成，其中主电压输出回路主要由二极管BD103、电容EC101、电阻R147、电容C120、C119芯片 U100组成；485电压输出回路主要由二极管BD801、电容C801、C802、电阻R805及芯片U804组成。保护电路主要由瞬态抑制二极管TVS2、快恢复二极管DP5组成，此外在输入整流部分的输入端还连有压敏电阻（RV1）、线绕电阻（RP1）、X电容(CXT），输入整流部分的输出端连有差模电感L1、L2。输入整流部分与电网电源相连，再与脉冲变压器的第一输入绕组即变压器1、2引脚相连；高频开关变换器采用Airalt-04-900开关控制芯片，部分与脉冲变压器的反馈绕组即变压器3、5引脚相连；主电压输出回路与脉冲变压器的输出绕组即变压器9、10引脚相连， 485电压输出回路与脉冲变压器的输出绕组即变压器6、8引脚相连，保护电路即RCD吸收电路与脉冲变压器的输入绕组（变压器1、2引脚）相连。

   当系统上电时，开关控制芯片内部集成高电压启动电路工作，高压直流通过内置MOS管对电解电容充电，当电压超过15V时，芯片开始正常工作；此时高压启动模块关断，系统电源通过反馈绕组整流后给开关控制芯片供电。此时，ZCD引脚的内部电路开始工作，反馈绕组电压通过两个电阻分压输入到ZCD引脚。开关控制芯片芯片通过检测ZCD电压，判定负载处于何种状态（轻、重），以自动调节开关频率，使得稳定输出电压。此外，开关控制芯片具有过流保护功能，当通过检测到R1/R2上的电压，当此电压超过1V时，芯片就会进入保护状态，输出为0，开关控制芯片内置MOS管耐压为900V，对用在单相电子式电能表上来说，已留了充足的余量，大大提高了系统的可靠性与稳定性。