[发明专利]电能表载波电源专用模块

说明书

技术领域

本发明属于电工仪器仪表行业电能表载波电源供电装置，它涉及电工基础、电力电子、电子测量等技术领域。

背景技术

目前，我国电力线网络建设已经非常完善，使用电力线实现载波通讯，不需要再投资铺设通讯线路，不仅可以节约资金投入，而且还具有维护量少的特点，用低压电力线作为通讯信道可以实现灵活的“即插即用”。载波作为电能表的重要通信方式，在电网实际运行中，经常会受到负荷对电网的冲击，导致载波模块的供电电源波动性较大，甚至会影响载波通信数据的传输，所以保证其供电电源的可靠性、安全性以及稳定性具有重大的研究价值。

发明内容

本发明是为了解决智能电表载波模块供电电源输出稳定性差，受电网冲击波动过大，以及载波电源出现短路时烧坏元器件，影响载波通信模块的正常运行，为了适应国网对新型智能电能表外置通信模块的要求，提供了一种电能表载波电源专用模块。

电能表载波电源专用模块由电压转换电路以及短路保护电路组成，其结构简单，性能可靠，易于应用。工作过程为：输入电压通过电压转换电路得到稳定的电压输出，当输出发生短路时，短路保护电路工作，短路信号反馈到电压转换电路，起到保护电源与元器件的作用。

电路图如图3所示，电压转换电路由PNP三极管Q1、NPN三极管Q2，稳压管D8以及电阻组成一个闭环回路，维持一个稳定的电压输出，其中稳压管起到稳压作用，三极管控制电压的输出。当输出电压高于稳定值时稳压管脚1、脚2电压相应的升高，流过三极管Q2的电流增大，Q1的集电极电流减少，输出电压降低；当输出电压低于稳定值时，流过Q1的集电极电流增大，输出电压升高。通过闭环调节输出电压的高低以及选择适宜的电阻值，来得到稳定的电压输出。

短路保护电路主要由NPN三极管Q3、稳压管D6、D7、二极管D9以及电阻电容组成一个反馈回路。其中稳压管在短路保护回路中，起到限压及保护作用；三极管起到控制转换电路三极管通断的作用，达到在短路发生时无电压输出的目的；二极管实现单向导通的功能。

当输出有短路发生时，三极管Q3导通，使稳压管D8的脚2即Q2的基极电压迅速降低，三极管Q2、Q1截止，无电压输出。其中二极管实现单向导通的目的，稳压管D6、D7主要是限制短路回路中电压，以及保护元器件的目的。

与现有技术相比，本发明的主要特点是电源模块能够稳定的输出载波模块所需电压，提供最大3A的瞬时电流输出，并且具有峰峰值为8mv的低纹波。在出现短路情况时，电能表载波电源专用模块能够起到很好的保护作用，避免了器件损坏，节约了维修成本，保障了电能表通讯的正常运行。

附图说明

图1为电能表载波电源专用模块供电框图；图2为电能表载波电源专用模块原理框图；图3为电能表载波电源专用模块电路图。

具体实施方式

电能表载波电源专用模块原理框图如图2所示，输入电压通过电压转换电路得到稳定的电压输出，当输出发生短路时，短路保护电路工作，短路信号反馈到电压转换电路，起到保护电源与元器件的作用。

电路具体实施方式如图3所示，电压转换电路由三极管Q1、Q2，稳压管D8以及电阻组成为一个闭环回路。当输出电压高于稳定值时稳压管脚1、脚2电压相应的升高，流过三极管Q2的电流增大，Q1的集电极电流减少，输出电压降低；当输出电压低于稳定值时，流过Q1的集电极电流增大，输出电压升高。通过闭环调节输出电压的高低以及选择适宜的电阻值，来得到稳定的电压输出。短路保护电路主要由三极管Q3、稳压管D6、D7、二极管D9以及电阻电容组成一个反馈回路；当输出有短路发生时，三极管Q3导通，使稳压管D8的脚2即Q2的基极电压迅速降低，三极管Q2、Q1截止，无电压输出。其中二极管实现单向导通的目的，稳压管D6、D7主要是限制短路回路中电压，以及保护元器件的目的。选择合适的稳压值就能够满足输入电压在一定范围内变化的要求。