專利名稱：一種單相電能表的隔離電源設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬電表智能控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單相電能表的隔離電源設(shè)計(jì)方法
背景技術(shù)：
公知，現(xiàn)在單相電能表，一般具有RS485通訊或IC卡預(yù)付費(fèi)功能。RS485通訊或 IC卡座分別需要一路獨(dú)立的和主電源隔離的工作電源，這樣系統(tǒng)中就需要兩路或兩路以上的相互隔離的電源。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是用一個(gè)變壓器多路抽頭輸出，分別給各個(gè)功能模塊進(jìn)行供電。 變壓器的輸出抽頭越多體積就會(huì)越大，重量也會(huì)越重，成本也相應(yīng)提高，不利于產(chǎn)品的小型化發(fā)展，而且電源的效率也很低。另外一種設(shè)計(jì)方法是用開關(guān)電源芯片加上脈沖變壓器。這種方法設(shè)計(jì)的電路，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且成本也很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于單相智能電能表的低成本的高能效的隔離電源設(shè)計(jì)方案。本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路是一路主電源用變壓器單抽頭輸出，另一路用系統(tǒng)中的MCU，輸出PWM波形控制三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷，控制一個(gè)脈沖變壓器，對(duì)變壓器單抽頭輸出整流后的電源進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生另一路輸出。降壓型DC/DC，是通過開關(guān)控制脈沖變壓器的導(dǎo)通和關(guān)斷來得到電壓輸，一般是通過開關(guān)電源芯片來產(chǎn)生PWM波形進(jìn)行控制。同時(shí)通過負(fù)載反饋電路來調(diào)節(jié)PWM波的占空比。 而單相電能表的RS485或IC卡預(yù)付費(fèi)模塊的電流變化幅度很小。利用電源負(fù)載變化幅度小的特點(diǎn)，采用固定波形PWM控制導(dǎo)通和關(guān)斷即可，不需要進(jìn)行PWM輸出調(diào)節(jié)，可以省卻負(fù)載反饋電路。相較于變壓器多路輸出，減少了主變壓器的體積和重量，成本也有所降低。同時(shí)， 電源的效率得到了提高。相較于變壓器單路輸出加開關(guān)電源的方法，減少了開關(guān)電源芯片這個(gè)物料，也省掉了負(fù)載檢測(cè)反饋電路，大幅度降低了成本。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，圖1是本發(fā)明的電路原理圖，其中1是脈沖變壓器，2是負(fù)載反饋光隔，3是三極管，4是微控制器，5是整流濾波電路。
具體實(shí)施例方式從圖1可以看出本發(fā)明電路包括1.將脈沖變壓器的一端接到主電源的輸入端+12V，利用微控制器輸出PWM波形控制三極管3的導(dǎo)通和關(guān)斷。
2.電流流過脈沖變壓器的原端，在副端產(chǎn)生感應(yīng)電流。通過整流濾波電路，會(huì)有直流電源輸出。得到我們需要的另一路隔離電源。當(dāng)PWM波形的占空比一定時(shí)，將輸出固定電壓的直流電壓。3.負(fù)載反饋光隔工作于線性放大區(qū)域，輸入端接到電源輸出，輸出端接到微控制器的AD引腳，用來監(jiān)測(cè)輸出電源電壓。4.微控制器通過AD檢測(cè)光隔輸出端的電壓，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出電源電壓也會(huì)改變，引起AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果發(fā)生變化。通過AD轉(zhuǎn)換的值來調(diào)節(jié)PWM輸出的占空比，從而使電源電壓保持穩(wěn)定。5.在單相智能電表中，RS485部分或IC預(yù)付費(fèi)模塊所消耗的電流的變化幅度很小。可以去掉負(fù)載反饋光隔器件，以節(jié)省成本。
權(quán)利要求
1.一種單相電能表的隔離電源設(shè)計(jì)方法中的機(jī)構(gòu)由脈沖變壓器1，負(fù)載反饋光隔2，三極管3，微控制器4，整流濾波電路5所組成，其特征在于利用系統(tǒng)已有的MCU產(chǎn)生PWM波形控制三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷，來控制一個(gè)脈沖變壓器，實(shí)現(xiàn)降壓型的DC/DC轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生另一路與主電源隔離的電源輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相電能表的隔離電源設(shè)計(jì)方法，其特征在于利用MCU 內(nèi)部集成的AD采樣監(jiān)測(cè)負(fù)載反饋，來調(diào)節(jié)PWM波形輸出，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電壓的輸出電源。在某些場(chǎng)合，可以不用連接負(fù)載反饋電路。利用該路電源負(fù)載穩(wěn)定變化幅度小的特點(diǎn)，可采用固定波形PWM輸出控制脈沖變壓器，省卻DC/DC轉(zhuǎn)換中通常所需要的負(fù)載反饋電路。在保持輸出電源電壓穩(wěn)定的情況下，節(jié)省元器件降低成本。
全文摘要
本發(fā)明所屬電表智能控制技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于單相電能表的隔離電源的設(shè)計(jì)方法。在單相智能電能表中，通常需要2-3路的相互隔離的電源，其中一路是給MCU供電的主電源，另外是給RS485模塊或IC卡預(yù)付費(fèi)模塊提供電源。所述方法是保持主電源不變，利用系統(tǒng)中的MCU，輸出固定波形PWM控制三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷，來控制一個(gè)脈沖變壓器，實(shí)現(xiàn)降壓型的DC/DC轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生另一路電源輸出。本發(fā)明可以降低電能表電源部分的成本并使體積變小，非常適合需要兩路相互隔離電源的單相電能表。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102570818SQ20111011316
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者左小瓊, 王曉進(jìn) 申請(qǐng)人:左小瓊, 王曉進(jìn)