本发明属于电子电表技术领域,具体涉及一种用于电能表上的电源电路。
背景技术:
日常生活中,普通住宅用户安装使用的都是二级电能表,常用的家用电能表大都功能比较单一,为了减少占用pcb板的占用面积,减少电能表内的布线构架,电源电路结构大都比较简单,因此稳定性及抗干扰能力都比较差,而电源系统的好坏直接决定电子式电能表的优劣。而且,随着微电子技术和单片机的发展和普及,新型智能化测控技术迅速发展,以单片机为核心的电子式电能表显示了其明显的优势,传统单一电源模式实现单一信号通讯的电表,功能也比较单一,不能满足现有社会发展的需求。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决目前电源电路稳定性差,功能单一、电路之间存在电磁干扰问题,提供一种用于电能表上的电源电路。
为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
用于智能电能表上的电源电路,所述电源电路包括变压器、整流电路和稳压电路,所述稳压电路包括第一稳压电路和第二稳压电路,所述变压器与整流电路、稳压电路依次连接;变压器的初级线圈包括第一线圈、第二线圈,电源线的火线l、零线n分别与变压器的第一线圈的两端连接,变压器的第二线圈一端与所述电源线的零线n之间的节点、变压器的第二线圈另一端分别与第二稳压电路连接;变压器的次级线圈包括第三线圈和第四线圈,所述第三线圈的两端与整流电路电路连接;所述第四线圈的两端与第一稳压电路连接。
进一步,所述整流电路包括整流桥堆bd1和电解电容ec1,第三线圈的6脚、7脚分别与整流桥堆bd1的输入端3脚、4脚连接,整流桥堆bd1的输出端正极与电解电容ec1的正极连接,整流桥堆bd1的输出端负极与电解电容ec1的负极连接,整流桥堆bd1的输出端正极与电解电容ec1的正极之间的节点输出供电电源vdcc,整流桥堆bd1的输出端负极与电解电容ec1的负极两者的节点接地。整流电路输出的供电电源vdcc为载波通信电路和负荷开关电路进行供电。
进一步,所述第一稳压电路包括二极管d3、稳压芯片ic1、电容c51,第四线圈的9脚、10脚分别与二极管d3的正极、稳压芯片ic1的接地端2脚连接,二极管d3的负极与稳压芯片ic1的输入端3脚连接,稳压芯片ic1的接地端2脚、输出端1脚之间串接一电容电容c51,所述二极管d3的负极与稳压芯片ic1的输入端3脚之间输出供电电压+12v485,所述稳压芯片ic1的输出端1脚与电容c51之间的节点输出供电电压v485,所述稳压芯片ic1的接地端2脚与电容c51之间的节点接地。(该接地与其它的数字地和模拟地的各地是完全隔离的。取到防人为攻击的安全作用。)该第一稳压电路通过二极管d3的整流及稳压芯片的稳压作用后输出电压给rs485通信电路供电。第一稳压电路与rs485通信电路连接。
更进一步,所述稳压芯片ic1的接地端2脚、稳压芯片ic1的输入端3脚之间并联设置有电解电容ec3、电容c44,电解电容ec3的正极与稳压芯片ic1的输入端3脚连接。ec3、c44有滤波去耦作用,稳定电源电路。
进一步,所述整流电路、第一稳压电路和第二稳压电路三个电路不共地。电压电路提供的电压稳定且具有良好电磁兼容性。
进一步,所述第二稳压电路包括二极管d4、稳压芯片ic2、电容c60,第四线圈的9脚、10脚分别与二极管d3的正极、稳压芯片ic2的接地端2脚连接,二极管d4的负极与稳压芯片ic2的输入端3脚连接,稳压芯片ic2的接地端2脚、输出端1脚之间并联设有串电解电容ec5、电容c60,电解电容ec5的正极与稳压芯片ic2的输出端1脚连接,所述稳压芯片ic2的输出端1脚与电容c60之间的节点输出供电电压dvdd,稳压芯片ic2的接地端2脚、电解电容ec5、电容c60三者之间的节点接地。通过二极管d3的整流及稳压芯片的稳压作用后输出供电电压dvdd供给智能电路表计量芯片电路和mcu芯片部分电路。
更进一步,稳压芯片ic2的接地端2脚、稳压芯片ic2的输入端3脚之间并联设置有电解电容ec4、电容c58,电解电容ec4的正极与稳压芯片ic2的输入端3脚连接。电解电容ec4、电容c58采用大小不同的电容,有滤波去耦作用,稳定电源电路。
进一步,所述电源电路还包括电源保护电路,所述电源保护电路包括压敏电阻rr1、热敏电阻rt1,火线l线与零线n线之间串接一压敏电阻rr1,压敏电阻rr1的两端分别接变压器的第一线圈的5脚、1脚,压敏电阻rr1与第一线圈的1脚之间还接有热敏电阻rt1。
更进一步,所述变压器的第一线圈的5脚、1脚之间还设有一与压敏电阻rr1并联的压敏电阻ra。热敏电阻rt1也可与阻值小于热敏电阻rt1的压敏电阻ra形成三条腿的元器件,与压敏电阻rr1形成更加稳固的电源保护电路。特别是针对防雷,防零线接地或零线未接情况,保护变压器及整个电源电路。热敏电阻rt1选用mz1106e151~215rm/10d391三脚。
本发明与现有技术相比,有益效果是:本方案的电源电路具有防雷、防零线接地或零线未接等保护功能,抗干扰性更强;电流更加稳定,而且提高了电能表可靠性;为电能表的各个功能电路或通信方式提供稳定的工作电压。
附图说明
图1是本发明的电源电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如图所示,电源电路包括电源保护电路、变压器、整流电路和第一稳压电路、第二稳压电路,火线l、零线n与变压器的输入端第一线圈连接,变压器的输入端第二线圈与第二稳压电路连接,变压器输出端的第三线圈、第四线圈分别与整流电路、第一稳压电路连接。整流电路、第一稳压电路和第二稳压电路三个电路不共地。电源保护电路设于火线、零线与变压器输入端之间。
整流电路中,第三线圈的6脚、7脚分别与整流桥堆bd1的输入端3脚、4脚连接,整流桥堆bd1的输出端正极与电解电容ec1的正极连接,整流桥堆bd1的输出端负极与电解电容ec1的负极连接,整流桥堆bd1的输出端正极与电解电容ec1的正极之间的节点输出供电电源vdcc,整流桥堆bd1的输出端负极与电解电容ec1的负极两者的节点接地。
第一稳压电路中,第四线圈的9脚、10脚分别与二极管d3的正极、稳压芯片ic1的接地端2脚连接,二极管d3的负极与稳压芯片ic1的输入端3脚连接,稳压芯片ic1的接地端2脚、输出端1脚之间串接一电容电容c51,所述二极管d3的负极与稳压芯片ic1的输入端3脚之间输出供电电压+12v485,所述稳压芯片ic1的输出端1脚与电容c51之间的节点输出供电电压v485,所述稳压芯片ic1的接地端2脚与电容c51之间的节点接地。稳压芯片ic1的接地端2脚、稳压芯片ic1的输入端3脚之间并联设置有电解电容ec3、电容c44,电解电容ec3的正极与稳压芯片ic1的输入端3脚连接。
第二稳压电路中,第四线圈的9脚、10脚分别与二极管d3的正极、稳压芯片ic2的接地端2脚连接,二极管d4的负极与稳压芯片ic2的输入端3脚连接,稳压芯片ic2的接地端2脚、输出端1脚之间并联设有串电解电容ec5、电容c60,电解电容ec5的正极与稳压芯片ic2的输出端1脚连接,所述稳压芯片ic2的输出端1脚与电容c60之间的节点输出供电电压dvdd,稳压芯片ic2的接地端2脚、电解电容ec5、电容c60三者之间的节点接地(是电能表的计量芯片的模拟地。)。稳压芯片ic2的接地端2脚、稳压芯片ic2的输入端3脚之间并联设置有电解电容ec4、电容c58,电解电容ec4的正极与稳压芯片ic2的输入端3脚连接。
电源保护电路包括压敏电阻rr1、热敏电阻rt1,火线l线与零线n线之间串接一压敏电阻rr1,压敏电阻rr1的两端分别接变压器的第一线圈的5脚、1脚,压敏电阻rr1与第一线圈的1脚之间还接有热敏电阻rt1。
变压器初级线圈输入为标准的220vac,而次级线圈第6脚、7脚输出为8v/220ma,次级线圈第9脚、10脚输出为11v/20ma。压敏电阻rr1选用s20k420压敏电阻。电容ec1选用1000uf/35v/wl12.5*25,整流桥堆bd1选用mb10smbs。二极管d3、二极管d4选用m7do-214ac,电容ec4选用220uf/35v/wl10*12.5,电容ec3选用100uf/50v/wl8*11.5,电容ec5选用100uf//10v/wl5*11,电容c44、电容c58、电容c51、电容c60都选用100nf10%0603。稳压芯片ic1、稳压芯片ic2选用78l05sot-89长电的型号。热敏电阻rt1选用mz1106e151~215rm/10d391三脚。
本电源电路的整流电路与载波通讯模块连接,本电源电路的第一稳压电路与rs485通信模块连接,第二稳压电路与计量芯片模块连接。计量芯片模块包括零线的电流采样电路和火线的电流采样电路。
本实施例中所述的载波通讯模块、rs485通信模块、计量芯片模块为本领域常用模块。
以上为本发明的优选实施方式,并不限定本发明的保护范围,对于本领域技术人员根据本发明的设计思路做出的变形及改进,都应当视为本发明的保护范围之内。