抗强磁干扰的电源电路及其电能表的制作方法

本实用新型具体涉及一种抗强磁干扰的电源电路及其电能表。

背景技术：

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电子产品已经广泛应用于人们的生产和生活中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。电源电路作为电子产品的核心部分之一，其承担着件为电子产品提供电能的重要任务，因此电源电路的性能直接关系到电子产品的性能。

智能电能表是随着电子产品的普及而逐渐普及的一种新型智能化智能表。现有的智能电能表，其电源电路一般如图1所示：图中BD1为整流模块，电阻R1～R4和电容C1和C2构成直流滤波模块，电阻R11和R12、电容C6及二极管D2构成构成原边励磁绕组漏感尖峰吸收电路、变压器的1-3绕组为励磁绕组，变压器的4-5绕组为辅助绕组，电阻R9和R10为电压采样电路(辅助绕组电压采样电路)，二极管D1和电容C4、C5构成辅助绕组供电电路；U1芯片为控制芯片，芯片的VSEN引脚为电压采样引脚，ISEN引脚为电流采样引脚并直接通过下拉电阻R13(功率输出设置电路)接地从而设置功率输出，芯片的DRAIN引脚为PWM输出引脚并直接连接励磁绕组，芯片的VCC引脚直接连接辅助绕组的输出端并取电，芯片的VREG引脚为过压保护引脚，其通过电阻R5、R6、R7、R8进行过压保护点采样设置。图中，所采用的控制器为SH50433，此控制器为原边反馈，省去了副边的431采样电路和光耦反馈电路。该控制器通过VSEN采样辅助VCC绕组的拐点来进行输出稳压。同时，ISEN脚连接电阻到地，通过采样该电阻上的电压值来设置功率输出，VREG脚用来设置输入过压保护的电压值，在智能电能表的应用中，为避免雷击浪涌时误触发该点过压保护，大部分应用中VREG脚直接连接到地，屏蔽到此功能。输出端整流后直接接LDO或者DCDC来进行稳压，给电能表计量、MCU、模块等进行供电。

图1中的电路在正常工作时，不影响智能电能表的供电，可以正常工作。由于VSEN脚采样为辅助绕组的电压，在强磁情况下，辅助绕组波形受到严重干扰，导致VSEN采样点过低，造成输出电压会不停的升高，损坏后端器件。VSEN采样稳压原理如下图2所示：VG为驱动信号，Ipri为原边峰值电流，Isec为副边电流，Vaux为辅助绕波形，采样点为副边电流为零时所对应的辅助绕组上的电压值。该点也称为采样拐点。正常工作时，采样拐点电压不会出错(参考值为1.25V)，当在强磁条件下，该拐点会出现异常，大大低于1.25V，这样会造成误采样，误采样后使得输出电压急剧升高，损坏后端器件。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种能够抵抗强磁干扰且安全可靠的抗强磁干扰的电源电路。

本实用新型的目的之二在于提供一种电能表，该电能表包括了所述的抗强磁干扰的电源电路。

本实用新型提供的这种抗强磁干扰的电源电路，通过将输入过压保护引脚连接一路独立的电压采样电路对输出电压进行采样，并以该采样电压作为控制芯片的过压保护采样值。

所述的抗强磁干扰的电源电路，包括整流模块、直流滤波模块、原边励磁绕组漏感吸收电路、变压器、控制芯片、辅助绕组电压采样电路、功率输出设置电路和辅助绕组供电电路，还包括输出过压保护设置电路；整流模块、直流滤波模块、原边励磁绕组漏感吸收电路和变压器的励磁绕组依次联接；变压器的辅助绕组输出端分为三路，一路通过辅助绕组电压采样电路连接控制芯片的电压采样引脚，第二路通过辅助绕组供电电路连接控制芯片的电源引脚，第三路通过过压保护设置电路连接控制芯片的输入过压保护引脚；控制芯片的电流采样引脚还通过功率输出设置电路接地；控制芯片的PWM输出引脚直接连接变压器的励磁绕组；外部输入的电能通过整流模块转换为直流电流后，通过直流滤波模块滤波，再通过变压器的励磁绕组，变压器的辅助绕组输出三路信号，第一路信号通过辅助绕组电压采样电路进行电压采样后将电压采样电路上传控制芯片的电压采样引脚，第二路信号通过辅助绕组供电电路产生电源信号并给控制芯片的电源引脚供电，第三路信号通过过压保护设置电路后输出一路过压保护采样值并输入到控制芯片的过压保护引脚；控制芯片还接收功率输出设置电路上传的功率设置信号；控制芯片根据上传的信号调节输出PWM信号的开通和关断，从而将变压器的原边能量传递到副边，从而实现变压器副边电能的对外供应。

所述的过压保护设置电路包括过压保护整流二极管、过压保护滤波电路和过压保护采样电路；过压保护整流二极管、过压保护滤波电和过压保护采样电路依次串接；变压器的辅助绕组输出的信号通过过压保护整流二极管进行整流后，通过过压保护滤波电进行滤波，然后再通过过压保护采样电路输出一路过压保护采样信号输入到控制芯片。

所述的过压保护滤波电路为电容，避免干扰信号引发误采样。

所述的过压保护采样电路为电阻分压电路。

本实用新型还提供了一种电能表，该电能表包括了所述的抗强磁干扰的电源电路。

本实用新型提供的这种抗强磁干扰的电源电路，通过单独设置电压采样电路对输出电压进行采样并以该采样电压作为控制芯片的过压保护采样值的方式，有效去除了VCC引脚的拉电流影响，实现了电源电路在受到强磁干扰时的及时保护；而且本实用新型电路简单可靠且成本低廉。

附图说明

图1为现有的电源电路的电路原理示意图。

图2为现有的电源电路工作时的波形示意图。

图3为本实用新型的电源电路的电路原理示意图。

具体实施方式

如图3所示为本实用新型的电源电路的电路原理示意图：本实用新型提供的这种抗强磁干扰的电源电路，过压保护引脚连接一路独立的电压采样电路对输出电压进行采样，并以该采样电压作为控制芯片的过压保护采样值。

具体的，抗强磁干扰的电源电路包括整流模块BD1、直流滤波模块(电容C1和C2，电阻R4～R7)、原边励磁绕组漏感吸收电路(二极管D3、电阻R9和电容C5)、变压器T1、控制芯片U1、辅助绕组电压采样电路(电阻R1和R2)、功率输出设置电路(电阻R8)和辅助绕组供电电路(二极管D1，电阻R3，电容C3和C4)，还包括过压保护设置电路；整流模块、直流滤波模块、原边励磁绕组漏感吸收电路和变压器的功率绕组依次串接；变压器的辅助绕组输出端分为三路，一路通过辅助绕组电压采样电路连接控制芯片的电压采样引脚，第二路通过辅助绕组供电电路连接控制芯片的电源引脚，第三路通过过压保护设置电路连接控制芯片的过压保护引脚；控制芯片的电流采样引脚还通过功率输出设置电路接地；控制芯片的PWM输出引脚直接连接变压器的功率绕组；外部输入的电能通过整流模块转换为直流电流后，通过直流滤波模块滤波，再通过变压器的励磁绕组，变压器的辅助绕组输出三路信号，第一路信号通过辅助绕组电压采样电路进行电压采样后将电压采样电路上传控制芯片的电压采样引脚，第二路信号通过辅助绕组供电电路产生电源信号并给控制芯片的电源引脚供电，第三路信号通过过压保护设置电路后输出一路过压保护采样值并输入到控制芯片的过压保护引脚；控制芯片还接收功率输出设置电路上传的功率设置信号；控制芯片根据上传的信号调节输出PWM信号的开通和关断，从而将变压器的原边能量传递到副边，从而实现变压器副边电能的对外供应。

具体的，过压保护设置电路包括过压保护整流二极管D2、过压保护滤波电路(图中为电容滤波电路，电容C6)和过压保护采样电路(图中为电阻采样电路，电阻R10和R11)；过压保护整流二极管、过压保护滤波电和过压保护采样电路依次串接；变压器的辅助绕组输出的信号通过过压保护整流二极管进行单向保护和整流后，通过过压保护滤波电进行滤波，然后再通过过压保护采样电路输出一路过压保护采样信号输入到控制芯片。

本实用新型的电源电路，与现有技术相比，通过输入过压保护检测引脚VREG来判断输出过压保护。在本实用新型方案中，VCC的过压保护点值比较高(24V)，正常工作情况下，VCC电压为12V，如果想用VCC引脚来做过压保护，输出电压一样会不受控制，因为第一：输出过压阈值非常高，在保护之前，输出电压已经飘得非常高，输出端器件已经损坏；第二：如果靠VCC OVP去保护，芯片自身在VCC电压升高但还没有达到保护值之前就会有一个拉电流，电压越高拉电流越大，拉电流越大可能会造成输出电压不能达到保护值，这样VCC OVP在强磁情况下就没有了作用。而本实用新型的电源电路，用VREG脚去单独分压做过压保护，相当于没有了拉电流的影响，在强磁情况下，经D2整流后的电压会瞬间升高，马上达到VREG的过压保护阈值。

本申请提供的这种抗强磁干扰的电源电路，可用于其他任何需要进行抗强磁干扰供电的电子设备，包括各类型的计量仪表(比如电能表、水表、燃气表、热量表等)、电能管理终端、配电终端、电能质量监控设备、电网自动化终端、采集终端、集中器、数据采集器、计量仪表、手抄器、故障指示器等。