一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的制作方法_2

文档序号:10265044阅读:来源:国知局
的直流电引入其本身,为其提供工作电流;
[0028] 5)现有技术中,采样电路所采用的电阻数量少,为了不让电阻烧毁只能提高电阻 阻值,这会让互感器一次侧采样回路电流过小,相对误差大,而本实用新型提供的互感器采 用串联多个精密电阻,适当调整阻值可使采样电流保持在合理范围且有效地降低了每个电 阻上的电压值,不至于让每个电阻达到太大的功率,发热甚至烧毁,并且一次侧回路可以承 受更高的电压使回路更加可靠;
[0029] 6)接线端子与模块一体化设计,方便生产、调试、安装。
【附图说明】
[0030] 图1是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的系 统连接图;
[0031] 图2是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的接 线端子实物图;
[0032] 图3是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的开 关电源电路连接图;
[0033] 图4是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的变 压器剖面图;
[0034] 图5是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的交 采互感器电路连接图;
[0035] 图6是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的本 地接口模块接口单元结构示意图;
[0036] 图7是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的本 地通信模块接口单元结构示意图;
[0037] 图8是本实用新型提供的一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块的处 理显示模块接口单元结构示意图;
[0038] 其中,1、正向有功脉冲接口,2、正向无功脉冲接口,3和4、接地接口,25、电源VDD接 口,26、地 GND接口,27、接收RXD接口,28、发送TXD接口。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0040] 本实用新型提供一种用电信息采集系统模组化终端的电源交采模块,将电源电路 与三相交流电采集电路合并为一个模块,减小了用电信息采集终端的体积,并对模块进行 了优化;开关电源采用主动式功率因数校正技术,大幅度提高终端功率因数,减小无功损 耗,提高了电能利用率;电源初级侧电路与次级侧电路之间采用高耐压等级设计,提高了产 品的可靠性;电源交采模块在交流电供电或后备电池供电时均可正常工作;使得用户使用 灵活性强且更加高效可靠。
[0041] 如图1所示,所述模块包括:开关电源单元、三相交流电采集模块和接线端子;
[0042]所述开关电源单元和所述三相交流电采集模块分别连接所述接线端子并通过所 述接线端子接入三相交流电;
[0043]所述开关电源单元用于将三相交流电转换为直流电,并将所述直流电输出至所述 三相交流电采集模块为所述三相交流电采集模块供电;
[0044]所述三相交流电采集模块用于采集和处理所述三相交流电,通过本地接口模块接 口将采集得到的正向有功脉冲和正向无功脉冲输出至所述电信息采集模块模组化终端的 本地接口模块;
[0045]所述三相交流电采集模块还用于将接收的所述直流电输出至所述电信息采集模 块模组化终端的处理显示模块为所述电信息采集模块模组化终端的处理显示模块供电。 [0046]当所述接线端子输出的三相交流电达到220V时,所述开关电源将所述外部三相交 流电压转换为直流电压,为所述电源交采模块供电,并通过所述三相交流电采集模块将所 述直流电压输入至所述用电信息采集系统模组化终端的处理显示模块为所述用电信息采 集系统模组化终端的处理显示模块供电;当所述接线端子输出的三相交流电小于220V时, 通过所述用电信息采集系统模组化终端的处理显示模块的备用电池为所述用电信息采集 系统模组化终端的处理显示模块供电,并通过所述三相交流电采集模块将所述直流电压输 入至所述电源交采模块,为所述电源交采模块供电。
[0047]其中,所述接线端子如图2所示,采用与壳体一体化的设计,与以往的终端不同;接 线端子并不是位于整个终端壳体之上,因此不需要通过线缆将接线端子连接到电源交采模 块中,本实用新型将接线端子融入模块中,成为模块的组成部分,因此脱离了模组化终端而 单独进行工作,从而可以单独对其进行校表等操作,方便于生产、调试、安装。
[0048]具体的,所述开关电源单元的电路连接关系,如图3所示,由带有功率因数校正电 路的三相滤波整流器组成,其中所述三相滤波整流器的初级电路包括:二极管整流桥、依次 串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滤波电感L、功率因数校正控制器、开关管Q1、二极 管D1、电容C1和串联的控制电路和高隔离变压器的初级侧;所述三相滤波整流器的次级电 路包括:高隔离变压器的次级侧、二极管D2、电容C2。
[0049]所述二极管整流桥具有4个桥臂,即第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,用 于将三相交流电转换为直流电。
[0050]所述二极管整流桥依次与所述依次串联的电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、所述 开关管Q1、所述电容C1、所述串联的控制电路和高隔离变压器的初级侧并联,所述电阻R1与 所述二极管整流桥的连接点与所述滤波电感L的一端连接,所述滤波电感L的另一端连接与 所述二极管整流桥并联的所述开关管Q1,所述电阻R3和所述电阻R4的连接点与所述功率因 数校正控制器的一端连接,所述功率因数校正控制器的另一端连接所述开关管Q1,所述开 关管Q1与所述滤波电感L的连接点与所述二极管D1的一端连接,所述二极管D1的另一端连 接与所述二极管整流桥并联的所述电容C1;所述高隔离变压器的次级侧经所述二极管D2与 所述电容C2并联。
[0051]所述控制电路包括:开关管和控制反激电源控制管理芯片;所述电源控制管理芯 片根据输出电压反馈的信号控制所述开关管导通与关断,将直流电压斩波为含直流成分的 交流信号。该交流信号通过变压器,通过变压器匝比降至输出电压值,后经次级整流滤波电 路输出直流波形,实现反激控制。
[0052]本实用新型提供的开关电源模块引入功率因数校正器,采样三相整流后的输入电 压波形,通过开关管控制输入电流波形的方式,同时功率因数校正控制器开关频率为 250kHz,远远高于输入频率50Hz,提高用电信息采集系统的功率因数,使得三相交流输出功 率2~3W时功率因数高于0.8,减小无功损耗,提高了电能利用率;
[0053]具体为,功率因数校正控制器控制所述开关管Q1导通和关断,当所述开关管Q1导 通时,所述电感L上的电流波形会线性上升,直至与所述三相交流电的电压波形一致时关断 所述开关管Q1。
[0054] 其中,功率因数指的是有效功率与视在功率之间的关系,也就是有效功率除以总 耗电量(视在功率)的比值,即:
[0055]
[0056] 在电工原理中,线性电路的功率因数(PF)习惯定义为c〇S(i),Φ是正弦电压和正弦 电流间的相角差即输入电压波形与输入电流波形间的相角差;所以设法减小输入电压与输 入电流之间的相位差就可以提高功率因数。
[0057]所述高隔离变压器如图4所示,包括:变压器骨架1、初级侧和次级侧;其中所述初 级侧包括:初级绕组5和辅助绕组6,所述次级侧包括:次级绕组3;所述变压器骨架1内侧先 绕制所述辅助绕组6,绕制完成后裹一层绝缘胶带4,再绕制所述初级绕组5,绕制完成后裹 三层绝缘
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