一种智能电能表的开关电源电路的制作方法

文档序号:15438714发布日期:2018-09-14 22:31阅读:194来源:国知局

本实用新型涉及开关电源电路,特别涉及一种智能电能表的开关电源电路。



背景技术:

带有RS485电路和双路计量功能的智能电能表,其需要3组隔离电源,并且其中2组电源的绝缘需满足3kV,另外一组电源与这两组电源绝缘等级需满足IEC CLASSII,即交流耐压4kV,脉冲电压6kV。

目前可以满足上述要求的开关电源方案有3种

方案一:光耦隔离反馈,4绕组和3输出;

方案二:原边反馈4绕组和2输出,并配合71M6542系列计量芯片;

方案三:原边反馈5绕组和3输出方案。

但现有的三种方案,存在以下缺点:方案一的光耦隔离方案成本高、PCB布局空间大等缺点;方案二需要配合71M6542系列芯片,其他系列计量芯片无法使用,具有单一性,局限性;方案三种因绝缘等级高的因素,5绕组和3输出,EE20及以下骨架无法实现,需要大的骨架,成本高,PCB布局空间大。因此需要发明一种能够克服双路计量的智能电能表的电源隔离的需求的电路;

有申请号为CN201620915787.9(公开号为CN205992856U)的中国实用新型专利公开了一种开关电源及电表,开关电源包括:第一变压器和第二变压器;外部电源与第一变压器的原边线圈耦合,第一变压器的副边线圈与第二变压器的原边线圈耦合,第二变压器的副边线圈与负载耦合。第一变压器用于通过第一变压器的原边线圈和副边线圈的电磁效应将外部电源的输入电压调节为第一电压信号,并将第一电压信号输入第二变压器的原边线圈,以使外部电源与第二变压器电气隔离;第二变压器用于通过第二变压器的原边线圈和副边线圈的电磁效应将第一电压信号调节为第二电压信号,并将第二电压信号输出到负载,以使第一变压器与负载电气隔离。本实用新型中第一变压器的原边线圈和第一变压器的副边线圈设有的绝缘材料能够保证第一变压器的原边线圈和第一变压器的副边线圈之间的绝缘强度达到6KV,即能够实现6KV的电气隔离。同样第二变压器的原边线圈和第二变压器的副边线圈设有绝缘材料保证电气隔离,但是该方法中设有两个变压器,增加了智能电能表的生产成本和电路体积。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种成本低、体积小且能实现电源绝缘要求的智能电能表的开关电源电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种智能电能表的开关电源电路,其特征在于:包括变压器T6和与变压器T6连接的第一电路,所述变压器T6包括原边绕组、反馈绕组、第一副边绕组和第二副边绕组,所述原边绕组通过第一电路连接在市电端的火线和零线间,所述反馈绕组为重载输出绕组,所述第一副边绕组和第二副边绕组均为输出绕组。

作为改进,所述原边绕组为变压器T6的第1引脚、第2引脚和第3引脚,所述变压器T6的第2引脚通过第一电路连接在火线和零线间,所述第一电路中连接电源芯片N15及与电源芯片N15的外部电路。

进一步,所述第一电路包含电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C6、电解电容C7、电解电容C8、电感L1、二极管D1和二极管D3、所述电阻R8一端连接零线,另一端与电感L1和二极管D1串联,所述电阻R8与电感L1连接处与电容C6连接,所述电容C6另一端连接火线并接地,所述二极管D1负极连接电解电容C7正极,电解电容C7与电解电容C8串联,所述电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13因此串联,并且电解电容C7负极与电解电容C8正极连接在电阻R10和电阻R11间形成并联,所述电解电容C7正极连接电阻R9一端,所述电阻R13另一端连接电解电容C8的负极并与电容火线连接,所述电阻R12和电阻R13的连接处连接到电源芯片N15的第5引脚,所述电阻R14和电阻R15串联后与电容C9并联,电阻R14一端与电阻R9一端连接,所述电阻R15另一端与二极管D3负极连接,所述二极管D3正极连接变压器T6的第1引脚并与电源芯片N15的第14脚连接。

进一步,所述变压器T1的第1引脚连接电压VD。

具体的,所述与电源芯片N15的外部电路包括电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、稳压管VD1、二极管D2和三极管V1,所述电源芯片N15的第1脚、第2脚和第7脚接地,所述电容C1并联连接电解电容C2,所述电容C1与电解电容C2正极连接端连接电源芯片N15的第3脚,并连接二极管D2负极,另一端接地,所述二极管D2正极连接电压VCC,所述电源芯片N15的第4脚连接电阻R1,所述电源芯片N15的第5脚连接电容C3,所述电阻R1和电容C3另一端连接并接地,所述电阻R2和电阻R3并联连接并连接到电源芯片N15的第9脚和第8脚,所述电源芯片N15的第8脚接地,所述电源芯片N15的第14脚连接电容C4,所述电容C4串联电容R4,所述电容R4另一端接地,所述电源芯片N15的第6脚连接电容C5,所述三极管V1和电阻R5串联并与电容C5并联,所述三极管V1的集电极连接电容C5,所述三极管V1的发射极连接电阻R5,所述三极管V1的基极连接电阻R6,所述稳压管VD1与电阻R7串联并且电阻R6连接在稳压管VD1与电阻R7的连接端,所述稳压管VD1另一端接电压VCC,所述电阻R7另一端与电阻R5连接并接地。

作为优选,所述三极管V1为NPN型。

具体的,所述反馈绕组为变压器T6的第4引脚和第5引脚,所述反馈绕组电路中包括电解电容C10和二极管D4,所述变压器T6的第4引脚连接电解电容C10正极且连接处接地,所述电解电容C10负极连接二极管D4负极且电解电容C10和二极管D4的连接处连接电压VCC,所述二极管D4正极连接变压器T6的第5引脚。

具体的,所述第一副边绕组为变压器T6的第9引脚和第10引脚,所述第一副边绕组电路中包括电阻R16、电解电容C11和二极管D5,所述变压器T6的第10引脚连接二极管D5正极,所述电阻R16和电解电容C11并联连接,所述二极管D5负极连接电阻R16,所述变压器T6的第9引脚连接电阻R16另一端,所述电解电容C11负极接零线。

具体的,所述第二副边绕组为变压器T6的第6引脚和第7引脚,所述第二副边绕组电路中包括电阻R17、电解电容C12和二极管D6,所述变压器T6的第6引脚连接二极管D6的正极,所述电阻R17和电解电容C12并联,所述二极管D6负极连接电阻R17,所述电阻R17与电解电容C12正极连接处接电压VSS,所述电阻R17与电解电容C12负极连接处接地,并连接到变压器T6的第7引脚上。

与现有技术相比,本实用新型的优点在于:通过开关电源设置成原边反馈4绕组3输出电路,将其中一绕组既为反馈绕组,又为重载输出绕组,具有成本低、体积小和应用范围广的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示,一种智能电能表的开关电源电路包括变压器T6和与变压器T6连接的第一电路,变压器T6包括原边绕组、反馈绕组、第一副边绕组和第二副边绕组,原边绕组通过第一电路连接在市电端的火线和零线间,反馈绕组为重载输出绕组,第一副边绕组和第二副边绕组均为输出绕组。其中反馈绕组既为反馈绕组又为重载输出绕组。

其中,原边绕组为变压器T6的第1引脚、第2引脚和第3引脚,变压器T6的第2引脚通过第一电路连接在火线和零线间,第一电路中连接电源芯片N15及与电源芯片N15的外部电路。第一电路包含电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C6、电解电容C7、电解电容C8、电感L1、二极管D1和二极管D3,电阻R8一端连接零线,另一端与电感L1和二极管D1串联,电阻R8与电感L1连接处与电容C6连接,电容C6另一端连接火线并接地,二极管D1负极连接电解电容C7正极,电解电容C7与电解电容C8串联,电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13因此串联,并且电解电容C7负极与电解电容C8正极连接在电阻R10和电阻R11间形成并联,电解电容C7正极连接电阻R9一端,电阻R13另一端连接电解电容C8的负极并与电容火线连接,电阻R12和电阻R13的连接处连接到电源芯片N15的第5引脚,电阻R14和电阻R15串联后与电容C9并联,电阻R14一端与电阻R9一端连接,电阻R15另一端与二极管D3负极连接,二极管D3正极连接变压器T6的第1引脚并与电源芯片N15的第14脚连接;变压器T1的第1引脚连接电压VD。

与电源芯片N15的外部电路包括电容C1、电解电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、稳压管VD1、二极管D2和三极管V1,电源芯片N15的第1脚、第2脚和第7脚接地,电容C1并联连接电解电容C2,电容C1与电解电容C2正极连接端连接电源芯片N15的第3脚,并连接二极管D2负极,另一端接地,二极管D2正极连接电压VCC,电源芯片N15的第4脚连接电阻R1,电源芯片N15的第5脚连接电容C3,电阻R1和电容C3另一端连接并接地,电阻R2和电阻R3并联连接并连接到电源芯片N15的第9脚和第8脚,电源芯片N15的第8脚接地,电源芯片N15的第14脚连接电容C4,电容C4串联电容R4,电容R4另一端接地,电源芯片N15的第6脚连接电容C5,三极管V1和电阻R5串联并与电容C5并联,三极管V1的集电极连接电容C5,三极管V1的发射极连接电阻R5,三极管V1的基极连接电阻R6,稳压管VD1与电阻R7串联并且电阻R6连接在稳压管VD1与电阻R7的连接端,稳压管VD1另一端接电压VCC,所述电阻R7另一端与电阻R5连接并接地。本实施例中,三极管V1为NPN型。

反馈绕组为变压器T6的第4引脚和第5引脚,反馈绕组电路中包括电解电容C10和二极管D4,变压器T6的第4引脚连接电解电容C10正极且连接处接地,电解电容C10负极连接二极管D4负极且电解电容C10和二极管D4的连接处连接电压VCC,二极管D4正极连接变压器T6的第5引脚。

第一副边绕组为变压器T6的第9引脚和第10引脚,第一副边绕组电路中包括电阻R16、电解电容C11和二极管D5,变压器T6的第10引脚连接二极管D5正极,电阻R16和电解电容C11并联连接,二极管D5负极连接电阻R16,变压器T6的第9引脚连接电阻R16另一端,电解电容C11负极接零线。

第二副边绕组为变压器T6的第6引脚和第7引脚,第二副边绕组电路中包括电阻R17、电解电容C12和二极管D6,变压器T6的第6引脚连接二极管D6的正极,电阻R17和电解电容C12并联,二极管D6负极连接电阻R17,电阻R17与电解电容C12正极连接处接电压VSS,电阻R17与电解电容C12负极连接处接地,并连接到变压器T6的第7引脚上。

本实施例中,通过反馈绕组、第一副边绕组和第二副边绕组组成3个输出绕组,其中第一副边绕组和第二副边绕组通过间隔距离满足绝缘要求,反馈绕组设置在变压器T6的另一端与第一副边绕组和第二副边绕组的间隔距离使其绝缘性满足IEC CLASSII标准。

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