电能表的电源结构及电能表转让专利

申请号 : CN201810964325.X

文献号 : CN110858751A

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发明人 : 陈凯张方勇梁胜民

申请人 : 杭州明特科技有限公司

摘要 :

本发明提供一种电能表的电源结构及电能表,应用于三相电能表电源;所述电能表的电源结构包括:功率变换模块,与功率变换模块电性连接的反馈控制模块;其中,在高压输入状态下时,功率变换模块通过预设电压分配方式分配高压,以稳定电能表;预设电压分配方式包括固定分配电压和可变分配电压;在低压输入、高负载状态下,所述反馈控制模块形成及输出一反馈信号至所述功率变换模块,以导通功率变换模块;再随着功率变换模块的输出电压缓慢增长,通过反馈控制模块设定功率变换模块的输出电压,并继续形成反馈信号,以保证电能表的电源结构的低压缓启动。本发明提供的电能表的电源结构及电能表可满足世界各地不同国家工作电压范围需求。

权利要求 :

1.一种电能表的电源结构,其特征在于,应用于三相电能表电源;所述电能表的电源结构包括:

功率变换模块,与所述功率变换模块电性连接的反馈控制模块;

其中,在高压输入状态下时,所述功率变换模块通过预设电压分配方式分配高压,以稳定电能表;所述预设电压分配方式包括固定分配电压和可变分配电压;

在低压输入、高负载状态下,所述反馈控制模块形成及输出一反馈信号至所述功率变换模块,以导通所述功率变换模块;再随着所述功率变换模块的输出电压缓慢增长,通过所述反馈控制模块设定所述功率变换模块的输出电压,并继续形成所述反馈信号,以保证所述电能表的电源结构的低压缓启动。

2.根据权利要求1所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述电能表的电源结构还包括:

电源模块,用于在低压输入状态下,以单相供电;或在高压输入状态下,以三相供电。

3.根据权利要求2所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述电能表的电源结构还包括:

整流滤波模块,与所述电源模块的输出端连接,用于对所述电源模块输出的电流进行整流及滤波。

4.根据权利要求3所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述整流滤波模块包括三个分别连接在三根相线的第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、四组分别连接在三根相线和一根零线上、且并联的二极管组件、连接在第一二极管组件上的第一电感和第二电感、跨接在第一电感和第二电感之间的第一电容及储能组件;所述二极管组件包括第一二极管、第二二极管、…、第十五二极管及第十六二极管。

5.根据权利要求4所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述储能组件包括第一电解电容、第二电解电容、第三电解电容、第四电解电容、第五电解电容、第六电解电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻及第九电阻;

其中,第一电解电容、第三电解电容与第五电解电容串联,第二电解电容、第四电解电容与第六电解电容串联,第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻与第九电阻串联;第一电解电容、第二电解电容及串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻并联;第三电解电容、第四电解电容及串联的第四电阻、第五电阻、第六电阻并联;

第五电解电容、第六电解电容及串联的第七电阻、第八电阻与第九电阻并联。

6.根据权利要求1所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述功率变换模块包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二电容、第十七二极管、第十八二极管、第十九二极管、第一瞬变二极管、第二瞬变二极管、第三瞬变二极管、第二电容、第三电容、第四电容、第七电解电容、第八电解电容、开关电源芯片、场效应晶体管、第一稳压二极管及变压器;

其中,第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻及第一瞬变二极管、第二瞬变二极管、第三瞬变二极管串联;所述第十六电阻和所述第二电容并联,所述第十六电阻和所述第十七电阻串联;所述场效应晶体管的漏极与第十七二极管的正极相连接,第十七二极管的负极与第十八二极管的正极连接,第十八二极管的负极与第十七电阻的一端连接;所述第一稳压二极管跨接在所述场效应晶体管的源极与所述栅极之间,所述第一稳压二极管的负极与第十八电阻的一端连接,第十八电阻的另一端连接在第十四电阻与第十五电阻之间,;所述开关电源芯片具有12个端口,其中,第二端口与第十九电阻的一端连接,第十九电阻的另一端接地,第三端口和第四端口与第三电容的一端连接,所述第三电容的另一端接地,第二十电阻和第七电解电容串联,第二十电阻和第七电解电容再与所述第三电容并联;所述变压器具有8个连接端,其中,第一连接端接地,第二连接端与第十九二极管的正极连接,第十九二极管的负极与第四电容的一端连接,第四电容的另一端接地,所述第四电容与所述第八电解电容、第二十一电阻并联。

7.根据权利要求6所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一瞬变二极管、第二瞬变二极管、第三瞬变二极管形成固定分配电压网络,以将电压固定分配至所述开关电源芯片上及将电压可变分配至场效应晶体管,以使所述电能表适应高压。

8.根据权利要求6所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述反馈控制模块包括反馈光耦、并联型稳压芯片、第二十二极管、第二十一二极管、第二十二二极管、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第九电解电容及第十电解电容;所述反馈光耦具有4个端口,所述并联型稳压芯片具有3个端口;其中,反馈光耦的第一端口连接在所述第二十四电阻和第二十五电阻之间,反馈光耦的第二端口与第二十二极管的正极连接,第二十二极管的负极与第九电解电容的一端连接,第九电解电容接地,反馈光耦的第三端口连接在所述第二十电阻上,反馈光耦的第四端口连接在所述第二十一电阻;串联后的第二十二电阻与第五电容与第第二十一二极管并联,第二十二二极管与第二十三电阻并联;第二十四二极管与所述第二十五电阻串联,串联后第二十七电阻、第二十八电阻及第二十九电阻,再与第七电容和第十电解电容分别并联;串联后的第六电容和第二十六电阻跨接在并联型稳压芯片的第一端口和第二端口之间,第三端口接地。

9.根据权利要求7所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述第二十三电阻、第二十二极管、第二十二二极管及第九电解电容组成低压缓启动单元;在所述功率变换模块的输出端电压缓慢增加过程中,通过第二十三电阻对所述第九电解电容充电,所述功率变换模块的输出端电压也可以通过第二十四电阻、反馈光耦内置二极管及第二十二极管对所述第九电解电容充电;在所述功率变换模块的输出端电压处于低电压状态时,反馈光耦内置二极管导通,产生所述反馈信号至所述开关电源芯片,以保证所述开关电源芯片正常工作;随着所述功率变换模块的次级输出电压逐渐增加,电压值通过所述并联型稳压芯片设定,并产生所述反馈信号,以确保所述电能表的电源结构低压稳启动。

10.根据权利要求7所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述第二十二二极管在所述电能表的电源结构掉电时,协助所述第九电解电容释放存储的电量。

11.根据权利要求1所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述电能表的电源结构还包括:

电压输出模块,与所述功率变换模块电性连接,用于输出电压。

12.根据权利要求11所述的电能表的电源结构,其特征在于,所述电压输出模块包括第二十三二极管、第三十电阻、第八电容、第九电容及第十一电解电容;其中,串联后的第三十电阻和第八电容后,与所述第二十三二极管并联,再与第十一电解电容连接,所述第十一电解电容与所述第九电容并联。

13.一种电能表,其特征在于,所述电能表包括权1至权12任一项所述电能表的电源结构。

说明书 :

电能表的电源结构及电能表

技术领域

[0001] 本发明属于电源电路技术领域,涉及一种电源结构,特别是涉及一种电能表的电源结构及电能表。

背景技术

[0002] 现有的三相电能表电源额定工作电压仅支持1×57.7V或者仅支持3×220V,仅支持±20%的电压波动范围。
[0003] 只有单一的额定电压范围,对于出口海外的电能表,为了适应不同的国家电压范围需求,需要定制不同的电源方案,同时还需要对于不同工作电压范围的电能表,分别送至权威测试机构认证,并且由于针对不同的工作电压范围定制产品,选用不同的元器件,为了保证产品可靠性,需要投入大量的设计以及测试资源来验证。
[0004] 因此,如何提供一种电能表的电源结构及电能表,以解决现有电能表无法满足不同国家客户的差异化需求等缺陷,实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种电能表的电源结构及电能表,用于解决现有电能表无法满足不同国家客户的差异化需求的问题。
[0006] 为实现上述目的及其他相关目的,本发明一方面提供一种电能表的电源结构,应用于三相电能表电源;所述电能表的电源结构包括:功率变换模块,与所述功率变换模块电性连接的反馈控制模块;其中,在高压输入状态下时,所述功率变换模块通过预设电压分配方式分配高压,以稳定电能表;所述预设电压分配方式包括固定分配电压和可变分配电压;在低压输入、高负载状态下,所述反馈控制模块形成及输出一反馈信号至所述功率变换模块,以导通所述功率变换模块;再随着所述功率变换模块的输出电压缓慢增长,通过所述反馈控制模块设定所述功率变换模块的输出电压,并继续形成所述反馈信号,以保证所述电能表的电源结构的低压缓启动。
[0007] 于本发明的一实施例中,所述电能表的电源结构还包括:电源模块,用于在低压输入状态下,以单相供电;或在高压输入状态下,以三相供电。
[0008] 于本发明的一实施例中,所述电能表的电源结构还包括:整流滤波模块,与所述电源模块的输出端连接,用于对所述电源模块输出的电流进行整流及滤波。
[0009] 于本发明的一实施例中,所述整流滤波模块包括三个分别连接在三根相线的第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、四组分别连接在三根相线和一根零线上、且并联的二极管组件、连接在第一二极管组件上的第一电感和第二电感、跨接在第一电感和第二电感之间的第一电容及储能组件;所述二极管组件包括第一二极管、第二二极管、…、第十五二极管及第十六二极管。
[0010] 于本发明的一实施例中,所述储能组件包括第一电解电容、第二电解电容、第三电解电容、第四电解电容、第五电解电容、第六电解电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻及第九电阻;其中,第一电解电容、第三电解电容与第五电解电容串联,第二电解电容、第四电解电容与第六电解电容串联,第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻与第九电阻串联;第一电解电容、第二电解电容及串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻并联;第三电解电容、第四电解电容及串联的第四电阻、第五电阻、第六电阻并联;第五电解电容、第六电解电容及串联的第七电阻、第八电阻与第九电阻并联。
[0011] 于本发明的一实施例中,所述功率变换模块包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二电容、第十七二极管、第十八二极管、第十九二极管、第一瞬变二极管、第二瞬变二极管、第三瞬变二极管、第二电容、第三电容、第四电容、第七电解电容、第八电解电容、开关电源芯片、场效应晶体管、第一稳压二极管及变压器;其中,第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻及第一瞬变二极管、第二瞬变二极管、第三瞬变二极管串联;所述第十六电阻和所述第二电容并联,所述第十六电阻和所述第十七电阻串联;所述场效应晶体管的漏极与第十七二极管的正极相连接,第十七二极管的负极与第十八二极管的正极连接,第十八二极管的负极与第十七电阻的一端连接;所述第一稳压二极管跨接在所述场效应晶体管的源极与所述栅极之间,所述第一稳压二极管的负极与第十八电阻的一端连接,第十八电阻的另一端连接在第十四电阻与第十五电阻之间,;所述开关电源芯片具有12个端口,其中,第二端口与第十九电阻的一端连接,第十九电阻的另一端接地,第三端口和第四端口与第三电容的一端连接,所述第三电容的另一端接地,第二十电阻和第七电解电容串联,第二十电阻和第七电解电容再与所述第三电容并联;所述变压器具有8个连接端,其中,第一连接端接地,第二连接端与第十九二极管的正极连接,第十九二极管的负极与第四电容的一端连接,第四电容的另一端接地,所述第四电容与所述第八电解电容、第二十一电阻并联。
[0012] 于本发明的一实施例中,所述第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一瞬变二极管、第二瞬变二极管、第三瞬变二极管形成固定分配电压网络,以将电压固定分配至所述开关电源芯片上及将电压可变分配至场效应晶体管,以使所述电能表适应高压。
[0013] 于本发明的一实施例中,所述反馈控制模块包括反馈光耦、并联型稳压芯片、第二十二极管、第二十一二极管、第二十二二极管、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第九电解电容及第十电解电容;所述反馈光耦具有4个端口,所述并联型稳压芯片具有3个端口;其中,反馈光耦的第一端口连接在所述第二十四电阻和第二十五电阻之间,反馈光耦的第二端口与第二十二极管的正极连接,第二十二极管的负极与第九电解电容的一端连接,第九电解电容接地,反馈光耦的第三端口连接在所述第二十电阻上,反馈光耦的第四端口连接在所述第二十一电阻;串联后的第二十二电阻与第五电容与第第二十一二极管并联,第二十二二极管与第二十三电阻并联;第二十四二极管与所述第二十五电阻串联,串联后第二十七电阻、第二十八电阻及第二十九电阻,再与第七电容和第十电解电容分别并联;串联后的第六电容和第二十六电阻跨接在并联型稳压芯片的第一端口和第二端口之间,第三端口接地;
[0014] 于本发明的一实施例中,所述第二十三电阻、第二十二极管、第二十二二极管及第九电解电容组成低压缓启动单元;在所述功率变换模块的输出端电压缓慢增加过程中,通过第二十三电阻对所述第九电解电容充电,所述功率变换模块的输出端电压也可以通过第二十四电阻、反馈光耦内置二极管及第二十二极管对所述第九电解电容充电;在所述功率变换模块的输出端电压处于低电压状态时,反馈光耦内置二极管导通,产生所述反馈信号至所述开关电源芯片,以保证所述开关电源芯片正常工作;随着所述功率变换模块的次级输出电压逐渐增加,电压值通过所述并联型稳压芯片设定,并产生所述反馈信号,以确保所述电能表的电源结构低压稳启动。
[0015] 于本发明的一实施例中,所述第二十二二极管在所述电能表的电源结构掉电时,协助所述第九电解电容释放存储的电量。
[0016] 于本发明的一实施例中,所述电能表的电源结构还包括:电压输出模块,与所述功率变换模块电性连接,用于输出电压。
[0017] 于本发明的一实施例中,所述电压输出模块包括第二十三二极管、第三十电阻、第八电容、第九电容及第十一电解电容;其中,串联后的第三十电阻和第八电容后,与所述第二十三二极管并联,再与第十一电解电容连接,所述第十一电解电容与所述第九电容并联。
[0018] 本发明最后一方面提供一种电能表,所述电能表包括所述电能表的电源结构[0019] 如上所述,本发明所述的电能表的电源结构及电能表,具有以下有益效果:
[0020] 本发明提供的电能表的电源结构及电能表可满足世界各地不同国家工作电压范围需求,可以自适应1×57.7V~3×288V宽工作电压范围,减少了产品元器件的种类,提高了产品整机的可靠性,可以满足不同国家客户的差异化产品需求。

附图说明

[0021] 图1显示为本发明的电能表的电源结构于一实施例中的原理结构示意图示意图。
[0022] 图2显示为本发明的电能表的电源结构于一实施例中的电路图。
[0023] 元件标号说明
[0024] 1        电能表的电源结构
[0025] 11       电源模块
[0026] 12       整流滤波模块
[0027] 13       功率变换模块
[0028] 14       反馈控制模块
[0029] 15       电压输出模块

具体实施方式

[0030] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031] 需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032] 本发明所述电能表的电源结构及电能表的技术原理如下:
[0033] 所述电能表的电源结构及电能表在低压范围内工作方案:通过特定电路实现提前反馈信号,保证电源在低压段实现稳定启动和工作。
[0034] 所述电能表的电源结构及电能表在高压范围内工作方案:通过串联MOSFET,增加新品的耐高压特性。通过分压稳压电路,限制MOSFET上的工作电压,从而保护MOSFET的可靠运行。通过电容串联和分压,限制在电解电容上的工作电压,从而保护电解电容的长期可靠运行。
[0035] 实施例一
[0036] 本实施例提供一种电能表的电源结构,应用于三相电能表电源;所述电能表的电源结构包括:
[0037] 功率变换模块,与所述功率变换模块电性连接的反馈控制模块;
[0038] 其中,在高压输入状态下时,所述功率变换模块通过预设电压分配方式分配高压,以稳定电能表;所述预设电压分配方式包括固定分配电压和可变分配电压;
[0039] 在低压输入、高负载状态下,所述反馈控制模块形成及输出一反馈信号至所述功率变换模块,以导通所述功率变换模块;再随着所述功率变换模块的输出电压缓慢增长,通过所述反馈控制模块设定所述功率变换模块的输出电压,并继续形成所述反馈信号,以保证所述电能表的电源结构的低压缓启动。
[0040] 以下将结合图示对本实施例所提供的电能表的电源结构进行详细描述。请参阅图1和图2,分别显示为电能表的电源结构于一实施例中的原理结构示意图和电能表的电源结构于一实施例中的电路图。如图1所示,所述电能表的电源结构1包括电源模块11、整流滤波模块12、功率变换模块13、反馈控制模块14及电压输出模块15。
[0041] 所述电源模块11用于在低压输入状态下,以单相供电;或在高压输入状态下,以三相供电。
[0042] 具体地,在低压输入状态下,要求电能表单相供电,额定57.7V电压的90%,即要求AC输入52V电压,电能表可以稳定的启动工作,需要电源可以持续输出。
[0043] 在高压输入状态下,要求电能表三相供电,额定3×288V电压的110%,即要求相当于单相AC输入500V电压,电能表可以稳定的工作,即电源可以持续输出。
[0044] 与所述电源模块11电性连接的整流滤波模块12用于对所述电源模块输出的电流进行整流及滤波。如图2所示,所述整流滤波模块12包括三个分别连接在三根相线(UA、UB、UC)的第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2、第三压敏电阻RV3、四组分别连接在三根相线(UA、UB、UC)和一根零线(UN)上、且并联的二极管组件、连接在第一二极管组件上的第一电感L1和第二电感L2、跨接在第一电感L1和第二电感L2之间的第一电容C1及储能组件;所述二极管组件包括第一二极管D1、第二二极管D2、…、第十五二极管D15及第十六二极管D16。
[0045] 其中,第一二极管D1与第二二极管D2串联,与第一二极管D1与第二二极管D2反向,且串联的第三二极管D3与第四二极管D4并联。
[0046] 第五二极管D5与第六二极管D6串联,与第五二极管D5与第六二极管D6反向,且串联的第七二极管D7与第八二极管D8并联。
[0047] 第九二极管D9与第十二极管D10串联,与第九二极管D9与第十二极管D10反向,且串联的第十一二极管D11与第十二二极管D12并联。
[0048] 第十三二极管D13与第十四二极管D14串联,与第十三二极管D13与第十四二极管D14反向,且串联的第十五二极管D15与第十六二极管D16并联。
[0049] 所述储能组件包括第一电解电容C1、第二电解电容C2、第三电解电容C3、第四电解电容C4、第五电解电容C5、第六电解电容C6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9;其中,第一电解电容C1、第三电解电容C3与第五电解电容C5串联,第二电解电容C2、第四电解电容C4与第六电解电容C6串联,第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8与第九电阻R9串联;第一电解电容C1、第二电解电容C2及串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3并联;第三电解电容C3、第四电解电容C4及串联的第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6并联;第五电解电容C5、第六电解电容C6及串联的第七电阻R7、第八电阻R8与第九电阻R9并联。
[0050] 在高压输入状态下时,所述功率变换模块13通过预设电压分配方式分配高压,以稳定电能表;所述预设电压分配方式包括固定分配电压和可变分配电压;
[0051] 在低压输入、高负载状态下,所述反馈控制模块14形成及输出一反馈信号至所述功率变换模块13,以导通所述功率变换模块13;再随着所述功率变换模块13的输出电压缓慢增长,通过所述反馈控制模块14设定所述功率变换模块的输出电压,并继续形成所述反馈信号,以保证所述电能表的电源结构1的低压缓启动。
[0052] 具体地,所述功率变换模块13包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二电容C2、第十七二极管D17、第十八二极管D18、第十九二极管D19、第一瞬变二极管TVS1、第二瞬变二极管TVS2、第三瞬变二极管TVS3、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第七电解电容C7、第八电解电容C8、开关电源芯片U1、场效应晶体管Q1、第一稳压二极管ZD及变压器T1;
[0053] 其中,第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15及第一瞬变二极管TVS1、第二瞬变二极管TVS2、第三瞬变二极管TVS3串联;所述第十六电阻R16和所述第二电容C2并联,所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17串联;所述场效应晶体管Q1的漏极D与第十七二极管D17的正极相连接,第十七二极管D17的负极与第十八二极管D18的正极连接,第十八二极管D18的负极与第十七电阻R17的一端连接;所述第一稳压二极管ZD跨接在所述场效应晶体管Q1的源极S与所述栅极G之间,所述第一稳压二极管ZD的负极与第十八电阻R18的一端连接,第十八电阻R18的另一端连接在第十四电阻R14与第十五电阻R15之间,;所述开关电源芯片U1具有12个端口,其中,第二端口与第十九电阻R19的一端连接,第十九电阻R19的另一端接地,第三端口和第四端口与第三电容C3的一端连接,所述第三电容C3的另一端接地,第二十电阻R20和第七电解电容C7串联,第二十电阻R20和第七电解电容C7再与所述第三电容C3并联;所述变压器T1具有8个连接端,其中,第一连接端接地,第二连接端与第十九二极管D19的正极连接,第十九二极管D19的负极与第四电容C4的一端连接,第四电容C4的另一端接地,所述第四电容C4与所述第八电解电容C8、第二十一电阻R21并联。
[0054] 在本实施例中,所述第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一瞬变二极管TVS1、第二瞬变二极管TVS2、第三瞬变二极管TVS3形成固定分配电压网络,以将电压固定分配至所述开关电源芯片U1上及将电压可变分配至场效应晶体管,以使所述电能表适应高压。
[0055] 具体地,当高压输入时,电解电容C1,C2,C3,C4,C5,C6组成的串联和并联网络,提高了电解电容的耐压承受能力,为开关电源电路提供稳定的能量存储。电阻R10,R11,R12,R13,R14,R15和瞬变二极管TVS1,TVS2,TVS3组成固定的分压网络,保证开关电源芯片U1上固定分配,在MOSFET Q1上可变分配,通过这种分配电压的方式,提高了传统MOSFET耐压能力不足问题,相当于把现有的的MOSFET的耐压范围提高一倍,因此,通过这种DC电压分配的方式,拓宽了开关电源的高压耐受能力。因此,通过这种DC电压分配的方式,拓宽了开关电源的高压耐受能力。目前常用的MOSFET耐压可达1000V,那么通过本实施例所提供的电路,MOSFET最高耐压可达2000V。
[0056] 所述反馈控制模块14包括反馈光耦P1、并联型稳压芯片U2、第二十二极管D20、第二十一二极管D21、第二十二二极管D22、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第九电解电容C9及第十电解电容C10;所述反馈光耦P1具有4个端口,所述并联型稳压芯片U2具有3个端口;其中,反馈光耦P1的第一端口连接在所述第二十四电阻R24和第二十五电阻R25之间,反馈光耦P1的第二端口与第二十二极管D20的正极连接,第二十二极管D22的负极与第九电解电容C9的一端连接,第九电解电容C9接地,反馈光耦P1的第三端口连接在所述第二十电阻R20上,反馈光耦P1的第四端口连接在所述第二十一电阻R21;串联后的第二十二电阻R22与第五电容C5与第二十一二极管D21并联,第二十二二极管D22与第二十三电阻R23并联;第二十四二极管D24与所述第二十五电阻R25串联,串联后第二十七电阻R27、第二十八电阻R28及第二十九电阻29,再与第七电容C7和第十电解电容C10分别并联;串联后的第六电容C6和第二十六电阻R6跨接在并联型稳压芯片U1的第一端口和第二端口之间,第三端口接地。
[0057] 具体地,所述第二十三电阻R23、第二十二极管D20、第二十二二极管D22及第九电解电容C9组成低压缓启动单元,以实现电源低压中负载的稳定启动工作。
[0058] 所述电能表的电源结构在低压输入状态下的工作过程如下:
[0059] 当在UA,UB,UC,UN任意两端上加电压时,通过整流滤波模块12之后,开关电源芯片U1开始带动MOSFET Q1工作,在变压器T1的次级产生方波输出,通过整流二极管D21整流作用之后,在标号+V_OUT2的输出端与标号GGND的输出端之间产生一定的电压,具体输出值通过并联型稳压芯片U2与反馈光耦P1的共同作用,通知开关电源芯片U1实施开或者关的动作,不断调整,从而保证稳定的输出。但是,在输入电压较低,例如,交流52V的情况下,如果次级电压负载较重,导致输出电压上升很慢,并联型电源芯片U2内部无法导通,导致反馈光耦P1无法导通,开关电源芯片U1迟迟等不到反馈信号的输入,开关电源芯片U1就会提前进入保护状态,无法继续正常工作。这就是目前所应用的电源无法在低压输入同时重负载输出的情况下工作的原因所在。本实施例所述电源结构通过增加电阻R23,二极管D20和D22,第九电解电容C9等所组成的低压缓启动电路,实现了电源低压重负载的稳定启动工作。具体工作原理为:
[0060] 在所述功率变换模块13的输出端电压缓慢增加过程中,通过第二十三电阻R23对所述第九电解电容C9充电,所述功率变换模块13的输出端电压也可以通过第二十四电阻R24、反馈光耦P1内置二极管及第二十二极管D20对所述第九电解电容C9充电;在所述功率变换模块13的输出端电压处于低电压状态时,反馈光耦P1内置二极管导通,产生所述反馈信号至所述开关电源芯片U1,以保证所述开关电源芯片U1正常工作;随着所述功率变换模块11的次级输出电压逐渐增加,电压值通过所述并联型稳压芯片U2设定,并产生所述反馈信号,以确保所述电能表的电源结构低压稳启动。所述第二十二二极管D22在所述电能表的电源结构掉电时,协助所述第九电解电容C9释放存储的电量。本实施例所述反馈控制模块14包括了极低电压且重负载的情况下,保证传统开关电源稳定启动运行。
[0061] 与所述功率变换模块13电性连接的所述电压输出模块15用于输出电压。
[0062] 参阅图2,所述电压输出模,15包括第二十三二极管D23、第三十电阻R30、第八电容C8、第九电容C9及第十一电解电容C11;其中,串联后的第三十电阻R30和第八电容C8后,与所述第二十三二极管D23并联,再与第十一电解电容C11连接,所述第十一电解电容C11与所述第九电容C9并联。
[0063] 实施例二
[0064] 一种电能表,其特征在于,所述电能表包括权1至权12任一项所述电能表的电源结构。
[0065] 综上所述,本发明提供的电能表的电源结构及电能表可满足世界各地不同国家工作电压范围需求,可以自适应1×57.7V~3×288V宽工作电压范围,减少了产品元器件的种类,提高了产品整机的可靠性,可以满足不同国家客户的差异化产品需求。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0066] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。