本實用新型涉及電力用戶用電信息采集領域，尤其涉及一種集成寬帶路由的開關電源裝置及集中器。

背景技術：

當前電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的本地通信方案有單模載波通信、單模無線通信、由窄帶載波和無線組成的雙模通信，集中器作為采集網絡中的核心設備，需要通過外置路由單元實現通信連接。其中，外置路由單元的類型有寬帶路由、窄帶路由、無線路由或雙模路由，雙模路由即窄帶加無線路由。

受限于國家電網公司對接口形式和外觀規(guī)格的統(tǒng)一要求，目前尚無包含寬帶路由的雙?；蚨嗄Ｂ酚蓡卧鴨文Ｂ酚蓡卧墓ぷ髂Ｊ絾我?，在現場情況較復雜時還存在采集效果不理想、采集效率低的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種集成寬帶路由的開關電源裝置及集中器，以改善上述問題。

第一方面，本實用新型較佳實施例提供一種集成寬帶路由的開關電源裝置，應用于電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中的集中器，所述集中器還包括MCU管理單元，所述電力用戶用電信息采集系統(tǒng)包括外置路由單元，所述外置路由單元與所述MCU管理單元耦合。其中，所述外置路由單元為窄帶路由、無線路由或窄帶與無線的雙模路由中的任意一種。所述集成寬帶路由的開關電源裝置包括開關電源單元以及寬帶路由單元，所述開關電源單元與所述寬帶路由單元耦合；所述開關電源單元以及所述寬帶路由單元均與所述MCU管理單元耦合。

第二方面，本實用新型較佳實施例提供一種集中器，應用于電力用戶用電信息采集系統(tǒng)，所述集中器包括MCU管理單元以及上述的集成寬帶路由的開關電源裝置，所述電力用戶用電信息采集系統(tǒng)包括外置路由單元，所述集成寬帶路由的開關電源裝置以及所述外置路由單元均與所述MCU管理單元耦合。

本實用新型實施例的有益效果是：

本實用新型實施例提供的集成寬帶路由的開關電源裝置及集中器，具有寬帶通信功能，寬帶通信傳輸效率高、傳輸更加穩(wěn)定。與基于非寬帶載波方式通信的外置路由單元構成了寬帶通信加上另外一種甚至兩種的雙模乃至三模的通信方式，實現了一個集中器同時進行包括寬帶通信的至少兩種通信方式。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為現有的應用于電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的集中器的采集網絡結構示意圖；

圖2為本實用新型較佳實施例提供的電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本實用新型較佳實施例提供的一種集成寬帶路由的開關電源裝置的結構示意圖；

圖4為本實用新型較佳實施例提供的開關電源單元的輸入保護電路、第一整流濾波電路以及部分過壓檢測電路的結構示意圖；

圖5為本實用新型較佳實施例提供的開關電源單元的部分過壓檢測電路、電流采樣反饋電路、電壓采樣反饋電路、開關控制電路以及部分直流斬波電路的結構示意圖；

圖6為本實用新型較佳實施例提供的開關電源單元的部分直流斬波電路、第二整流濾波電路以及開關控制電路的供電電路的結構示意圖；

圖7為本實用新型較佳實施例提供的寬帶路由單元的第一信號耦合電路、第一濾波電路的結構示意圖；

圖8為本實用新型較佳實施例提供的寬帶路由單元的第二信號耦合電路結構示意圖；

圖9為本實用新型較佳實施例提供的寬帶路由單元的第三信號耦合電路結構示意圖；

圖10為本實用新型較佳實施例提供的寬帶路由單元的過零檢測電路結構示意圖。

圖標：100-外置路由單元；200-集中器；300-集成寬帶路由的開關電源裝置；400-開關電源單元；410-輸入保護電路；420-第一整流濾波電路；430-過壓檢測電路；440-開關控制電路；450-直流斬波電路；460-電流采樣反饋電路；470-第二整流濾波電路；480-電壓采樣反饋電路；490-輸出穩(wěn)壓電路；500-寬帶路由單元；510-電壓轉換電路；520-通信接口電路；530-主控電路；540-第一濾波電路；550-信號耦合單元；560-過零檢測電路；600-MCU管理單元；700-電力用戶用電信息采集系統(tǒng)；710-主站。

具體實施方式

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)，是通過集中器實現對表計或采集器遠程抄表的功能。集中器作為電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的核心設備，通過外置路由單元與表計或采集器實現通信。當前，電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的主流本地通信方案分為電力線載波通信以及無線通信兩種。

其中，電力線載波通信利用電力線作為傳輸裝置，又分為寬帶載波通信和窄帶載波通信。比起窄帶載波通信，寬帶載波通信具有受噪聲干擾較小、信號傳輸相對穩(wěn)定、傳輸速率高等優(yōu)點。

相應的，外置路由單元也分為寬帶路由單元以實現采集器或表計與集中器的寬帶載波通信；窄帶路由單元以實現采集器或表計與集中器的窄帶載波通信；無線路由單元以實現采集器或表計與集中器的無線通信；另外，還有可以同時實現窄帶通信和無線通信的雙模路由單元。

受限于國家電網公司對接口形式以及外觀規(guī)格的統(tǒng)一要求，目前尚無包含寬帶路由的雙?；蚨嗄Ｂ酚蓡卧?，而外置單模路由單元的工作模式單一，僅能夠實現單模窄帶載波通信、單模寬帶載波通信或單模無線通信這三種通信方式中的一種；雙模單元可以同時實現窄帶載波通信和無線通信兩種通信方式。

但是在實際應用過程中，由于現場情況通常比較復雜。可能無法僅用一個集中器同時采集到整個網絡中所有表計的用電信息。

為了清楚說明上述現有技術的客觀缺點，下面將結合圖1舉例說明：如圖1所示，M1～M9表示表計，其中，M1、M2和M3位于區(qū)域1，M4、M5和M6位于區(qū)域2，M7、M8和M9位于區(qū)域3。

例一：假定區(qū)域1內的表計僅能通過窄帶載波方式通信成功，區(qū)域2內的表計僅能通過寬帶載波方式通信成功，區(qū)域3內的表計僅能通過無線方式通信成功。當實際應用中的用戶用電信息采集網絡中包含但不僅有區(qū)域2時，由于圖1的通信模塊方案中沒有集成寬帶路由單元的雙模單元，更沒有三模方案。因此，無論采用哪種方案，顯然均無法僅用一個集中器同時采集到整個網絡中表計的用電信息。

例二：假定區(qū)域1內的表計無論通過哪種方式均能通信成功，區(qū)域2內的表計僅能通過無線方式通信成功，當實際應用中的用電信息采集網絡僅包含區(qū)域1和區(qū)域2時，要通過一個集中器實現對網絡中所有表計的采集，只能采用雙模路由，而寬帶載波作為通信速率最快的本地通信方案，在此實例中未能得到應用。

總之，當前雙模通信方案中尚無包含寬帶載波功能的雙模路由，無法在特殊網絡環(huán)境下保證采集成功率的同時保障采集效率。

有鑒于此，為了克服上述不足，本實用新型實施例提供了一種集成寬帶路由的開關電源裝置以及集中器。所述集成寬帶路由的開關電源裝置應用于電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的集中器，集中器具有寬帶通信功能。不但可以通過寬帶路由單元獨立地實現遠程對數據的采集；也可以與基于非寬帶載波方式通信的外置路由單元結合構成雙?；蚨嗄Ｍㄐ欧桨福瑢崿F同時對不同通信方案的表計或多模通信方案的表計的用電信息采集。

下面將對本實用新型實施例提供的集成寬帶路由的開關電源裝置以及集中器進行詳細的闡述。為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，將結合本實用新型實施例中的附圖，對本技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)是通過對配電變壓器和用戶終端的用電數據的采集和分析，實現用電監(jiān)控、負荷管理等功能，最終達到自動抄表、錯峰用電、用電檢查等目的。

請參見圖2，本實用新型實施例中，電力用戶用電信息采集系統(tǒng)700包括主站710、集中器200、采集器以及表計(智能電表)等設備。集中器200作為中介設備，通過外置路由單元100與采集器以及表計進行通信，并與主站710進行通信。

主站710用于對各信息采集點的用電信息進行采集。

于本實用新型實施例中，所述外置路由單元100為窄帶路由、無線路由或窄帶與無線的雙模路由中的任意一種。

集中器200包括集成寬帶路由的開關電源裝置300以及MCU(Microprogrammed Control Unit)管理單元600，MCU管理單元600用于與所述外置路由單元100耦合，以通過外置路由單元100與表計或采集器實現本地通信。

其中，集成寬帶路由的開關電源裝置300包括開關電源單元400以及寬帶路由單元500。開關電源單元400與寬帶路由單元500耦合，且開關電源單元400以及寬帶路由單元500分別與MCU管理單元600耦合。

請參閱圖3，是本實用新型較佳實施例提供的一種集成寬帶路由的開關電源裝置300的結構示意圖。

其中，開關電源單元400包括輸入保護電路410、第一整流濾波電路420、過壓檢測電路430、開關控制電路440、直流斬波電路450、電流采樣反饋電路460、第二整流濾波電路470、電壓采樣反饋電路480以及輸出穩(wěn)壓電路490。

其中，輸入保護電路410與第一整流濾波電路420耦合；開關控制電路440分別與第一整流濾波電路420、過壓檢測電路430、直流斬波電路450耦合、電流采樣反饋電路460以及電壓采樣反饋電路480耦合；第一整流濾波電路420與過壓檢測電路430耦合；直流斬波電路450分別與電流采樣反饋電路460及第二整流濾波電路470耦合；第二整流濾波電路470分別與電壓采樣反饋電路480以及輸出穩(wěn)壓電路490耦合；輸出穩(wěn)壓電路490與寬帶路由單元500耦合。

下面將對上述電路模塊進一步說明：

請參閱圖4，輸入保護電路410包括3相220/380V的交流電接線端子以及防雷擊浪涌電路。

其中，3相220/380V的交流電接線端子用于接收交流電網的三相交流信號以及向交流電網發(fā)送信號。

電力用戶用電信息采集系統(tǒng)在實際應用中，由于雷擊、大型用電設備的啟動等情況，容易造成電網中電壓的浪涌變化。因此把防雷擊浪涌電路作為輸入保護電路410，能夠有效應對過壓和浪涌沖擊問題。防雷擊浪涌電路包括第一壓敏電阻RV1、第二壓敏電阻RV2、第三壓敏電阻RV3、第一繞線電阻R1、第二繞線電阻R2、第三繞線電阻R3以及第四電阻R4；第一壓敏電阻RV1的一端與第一繞線電阻R1的一端耦合到交流電網的A相線路；第二壓敏電阻RV2的一端與第二繞線電阻R2的一端耦合到交流電網的B相線路；第三壓敏電阻RV3的一端與第三繞線電阻R3的一端耦合到交流電網的C相線路。第一壓敏電阻RV1、第二壓敏電阻RV2以及第三壓敏電阻RV3的另一端與接線端子N耦合，第三壓敏電阻RV3的另一端與第四電阻R4的一端耦合。

輸入保護電路410接收到的是三相交流電，需要第一整流濾波電路420將其轉換為穩(wěn)定的直流電。第一整流濾波電路420包括第一整流電路以及第二濾波電路以及防電磁干擾電路。

防電磁干擾電路用于阻隔交流電網和開關電源單元400后級之間的電磁干擾。防電磁干擾電路包括第一濾波電容C1、第一共模電感L1以及第二差模電感L2。第一濾波電容C1的一端分別與第一共模電感L1的第一端以及第四電阻R4的另一端耦合，第一共模電感L1的第二端與第二差模電感L2的一端耦合。

第一整流電路包括第一二極管D1、第二二極管D2以及第三二極管D3。第一二極管D1的陽極與繞線電阻R1的另一端耦合，陰極與第一共模電感L1的第三端耦合；第二二極管D2的陽極與第二繞線電阻R2的另一端耦合，陰極分別與第一二極管D1以及第三二極管D3的陰極耦合；第三二極管D3的陽極與第三繞線電阻R3的另一端耦合，陰極與第一濾波電容C1的另一端耦合。

第二濾波電路包括并聯的第二電容C2以及第三電容C3。用于濾去第一整流電路的輸出電壓的紋波。第二電容C2的一端與第三電容C3的一端耦合，第二電容C2的另一端與第一共模電感L1的第四端耦合，第三電容C3的另一端與第二差模電感L2的另一端耦合。

由于交流電網的用戶較多、用電設備種類多樣化，容易造成電壓的不穩(wěn)定，忽高忽低的電壓會對集中器造成影響。為了在電壓變化比較大的時候準確檢測并進行控制，在開關電源單元400中集成了過壓檢測電路430。過壓檢測電路430的一端與第二濾波電路耦合，另外一端與開關控制電路440耦合。

請參閱圖4以及圖5，過壓檢測電路430包括第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第四電容C4、第七電容C7、第一穩(wěn)壓管ZD1、第一三極管VT1以及第二三極管VT2。其中，第一三極管VT1是PNP三極管，第二三極管VT2是NPN三極管。第五電阻R5的一端分別與第二電容C2的另一端以及第八電阻R8的一端耦合，第五電阻R5的另一端與第六電阻R6的一端耦合；第七電阻R7的一端分別與第六電阻R6的另一端以及第四電容C4的一端耦合；第四電容C4的一端與第一穩(wěn)壓管ZD1的參考電壓端耦合，另一端接地；第八電阻R8的另一端分別與第九電阻R9的一端以及第一三極管VT1的發(fā)射極耦合；第九電阻R9的另一端分別與第十電阻R10的一端以及第一穩(wěn)壓管ZD1的陰極耦合；第一穩(wěn)壓管ZD1的陽極接地；第十電阻R10的另一端與第一三極管VT1的基極耦合；第一三極管VT1的集電極分別與第二三極管VT2的基極以及第十一電阻R11一端耦合；第二三極管VT2的發(fā)射極分別與第十一電阻R11的另一端以及第五電容C5的一端耦合，第二三極管VT2的集電極分別與第十三電阻R13的一端以及第十四電阻R14的一端耦合；第十四電阻R14的另一端接地；第六電容C6的一端、第五電容C5的一端以及第七電容C7的一端均接地；第五電容C5的另一端與第十二電阻R12的一端耦合；第六電容C6的另一端與第十二電阻R12的另一端耦合。

請參閱圖5，第一芯片U1、第四二極管D4及其周圍元件組成開關控制電路440，用于根據電壓采樣反饋電路480以及電流采樣反饋電路460反饋的信號，控制直流斬波電路450中第一場效應管Q1的通斷頻率。第一芯片U1的GND引腳接地，第六電容C6的另一端耦合FB引腳，第七電容C7的另一端以及第十三電阻R13的另一端耦合到RT引腳，GATE引腳分別與第十五電阻R15的一端以及第十六電阻R16的一端耦合；第十五電阻R15的另一端與第四二極管D4的陰極耦合；第四二極管D4的陽極與第十六電阻R16的另一端耦合，R16的另一端與第十七電阻R17的一端耦合。

第十九電阻R19、第八電容C8、第十八電阻R18、第二十電阻R20以及第二十一電阻R21構成電流采樣反饋電路460。電流采樣反饋電路460用于采集流經直流斬波電路450的第一場效應管Q1的電流值信號，并反饋回開關控制電路440。第十七電阻R17的另一端分別與第十八電阻R18的一端、第二十電阻R20的一端以及第二十一電阻R21的一端耦合；第八電容C8的一端分別與第十八電阻R18的另一端以及第十九電阻R19的的一端耦合；第十九電阻R19、第八電容C8、第二十電阻R20以及第二十一電阻R21的另一端均接地。

電壓采樣反饋電路480包括第二光耦器件U2、第二穩(wěn)壓管ZD2以及周圍器件。對第二整流濾波電路470輸出的直流電壓進行采樣，并將其與基準電壓的偏差轉換為對應的開關量輸出至開關控制電路440。第二光耦器件U2中的三極管的發(fā)射極與第六電容C6的一端耦合，集電極與第一芯片U1的FB引腳耦合；第二光耦器件U2中的二極管的陽極與第二十二電阻R22的一端耦合，陰極分別與第二十三電阻R23的一端、第九電容C9的一端以及第二穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極耦合；第二十二電阻R22的另一端分別與第二十三電阻R23的另一端以及第五電感L5的一端耦合，第二十四電阻R24的一端與第九電容C9的另一端耦合；第二十四電阻R24的另一端分別與第二十五電阻R25的一端、第二穩(wěn)壓管ZD2的參考電壓端以及第二十六電阻R26的一端耦合；第二十五電阻R25的另一端耦合至第五電感L5的另一端；第二穩(wěn)壓管ZD2的陽極以及第二十六電阻R26的另一端均接地。

請參照圖5以及圖6，直流斬波電路450主要由第一場效應管Q1、高頻變壓器T1及RCD吸收電路組成。

第一場效應管Q1的柵極分別與第十六電阻R16的另一端、第四二極管D4的陽極以及第十七電阻R17的一端耦合，第一場效應管Q1的漏極與高頻變壓器T1的一次側繞組的第五同名端耦合，第一場效應管Q1的源極與第二十一電阻R21一端、第二十電阻R20一端以及第十八電阻R18的一端耦合。

第二十八電阻R28、第十電容C10、第五二極管D5、第三差模電感L3構成RCD吸收電路；第十電容C10以及第二十八電阻R28并聯，一端分別與第五電阻R5的一端以及高頻變壓器T1的一次側繞組的第三同名端耦合，另一端與第三差模電感L3的一端耦合，第三差模電感L3的另一端與第五二極管D5的陰極耦合。第五二極管D5的陽極與高頻變壓器T1的一次側繞組的第五同名端耦合。

第三穩(wěn)壓管ZD3、第二十九電阻R29、第十一電容C11、第十二電容C12、第三十電阻R30以及第六二極管D6構成開關控制電路440的供電電源電路，用于給第一芯片U1供電；第三穩(wěn)壓管ZD3、第十一電容C11以及第十二電容C12并聯耦合，第三穩(wěn)壓管ZD3的陰極與第二十九電阻R29的一端耦合，第二十九電阻R29的另一端與第五電阻R5的一端耦合，第十二電容C12的一端與第三十電阻R30的一端耦合，第三十電阻R30的另一端與第六二極管D6的陰極耦合，第六二極管D6的陽極與高頻變壓器T1的一次側繞組的第六同名端耦合，第三穩(wěn)壓管ZD3的陽極、第十一電容C11一端以及第十二電容C12另一端均接地。

第七二極管D7、第八二極管D8以及第九二極管D9構成第二整流濾波電路470中的第二整流電路，用于對T1輸出的交流電進行整流；第七二極管D7的陽極與高頻變壓器T1的二次側繞組的第二同名端耦合；第八二極管D8的陽極與高頻變壓器T1的二次側繞組的第十四同名端耦合；第九二極管D9的陽極與高頻變壓器T1的二次側繞組的第九同名端耦合。

請參見圖6，第十三電容C13、第十四電容C14、第十五電容C15以及第十六電容C16等電容構成第三濾波電路，分別用于對經第二整流濾波電路470中的整流電路處理后的直流電進行濾波。

輸出穩(wěn)壓電路490主要由第三穩(wěn)壓芯片U3、第四穩(wěn)壓芯片U4及周圍器件組成，用于調整或穩(wěn)定第二整流濾波電路470輸出的直流電壓值和功率，輸出穩(wěn)壓電路490輸出分別輸出5V和12V直流電壓，其中一路12V電壓輸出到寬帶載波單元的電壓轉換電路510。

本實用新型較佳實施例提供的集成寬帶路由的開關電源裝置300用于接收交流電網輸入的寬帶載波信號，并根據預設的寬帶協議對所接收的寬帶載波信號處理，以獲得所述寬帶載波信號所攜帶的有效信息，以及向交流電網輸出寬帶載波信號。不但可以通過寬帶路由單元500獨立地實現遠程對數據的采集；也可以與基于非寬帶載波技術通信的外置路由單元100結合構成雙?；蚨嗄Ｍㄐ欧桨福瑢崿F同時對不同通信方案的表計或多模通信方案的表計的用電信息采集。下面將對寬帶路由單元500進行介紹：

請參見圖3，寬帶路由單元500包括電壓轉換電路510、通信接口電路520、主控電路530、第一濾波電路540、信號耦合單元550以及過零檢測電路560。

電壓轉換電路510與開關電源單元400耦合，通信接口電路520與MCU管理單元600耦合；信號耦合單元550以及過零檢測電路560與交流電網耦合。電壓轉換電路510、通信接口電路520、過零檢測電路560以及第一濾波電路540均與主控電路530耦合；第一濾波電路540與信號耦合單元550耦合。

電壓轉換電路510用于將接收到的開關電源單元400輸出的12V電壓轉換為寬帶路由單元500內其它電路正常工作所要求的規(guī)格。

信號耦合單元550用于實現寬帶信號在主控電路530以及交流電網之間的相互轉換。包括第一信號耦合電路、第二信號耦合電路以及第三信號耦合電路；第一信號耦合電路與交流電網的A相線路耦合，以接收所述交流電網的A相信號或向交流電網的A相電路發(fā)送信號；第二信號耦合電路與所述交流電網的B相線路耦合，以接收交流電網的B相信號或向所述交流電網的B相線路發(fā)送信號；第三信號耦合電路與交流電網的C相線路耦合，以接收交流電網的C相信號或向所述交流電網的C相線路發(fā)送信號。

請參閱圖7，是本實用新型較佳實施例的寬帶路由單元500的第一信號耦合電路和第一濾波電路的結構示意圖。A和N分別為A相相線和零線引腳，第三十九電阻R101為功率電阻，用于保護后級電路；第三十九電容C101為瓷片電容，用于抗諧波干擾和保護后級電路；第二變壓器T2為耦合變壓器，1、2抽頭間的繞組為接收線圈，3、4抽頭間的繞組為發(fā)送線圈，5、6抽頭間的繞組為交流強電線圈；接收信號時，主控電路530給A相接收使能引腳RXA_EN置高電平，使得第一開關管VT105、第二開關管VT106發(fā)射結正偏，當對應線路有高電平信號時開關管導通，低電平或無信號時開關管截止，這樣便實現了對接收信號耦合線圈收到的信號的開關控制，從第四十電阻R116、第四十一電阻R117到第四十電容C115、第四十一電容C116之間的電阻、電感、電容構成了第一濾波電路540，對接收到的信號進行濾波；發(fā)送信號時，主控電路530給A相接收使能引腳RXA_EN置低電平，關閉A相接收通道，同時給A相發(fā)送使能引腳TXA_EN置高電平，使得第五三極管VT101導通、第六三極管VT102倒置，在第七三極管VT103和第八三極管VT104的基極產生一定強度的電勢，VINA和VINB為主控電路530調制出的寬帶載波信號輸出腳，同時耦合雙通道差分信號線性驅動器，經驅動放大后的信號由VOUTA和VOUTB輸出，當信號幅值大于等于閾值時第七三極管VT103、第八三極管VT104導通，寬帶載波信號經過第三十八電容C102、第三十七電容C103濾波后由發(fā)射耦合線圈注入電網。

請參閱圖8以及圖9，是本實用新型較佳實施例的寬帶路由單元500的第二、三信號耦合電路的結構示意圖。其工作原理與第一信號耦合電路相同，差別僅在于發(fā)送、接收使能引腳不同。具體內容這里不再詳述。

寬帶載波信號經A、B、C三相耦合到第二變壓器T2的次級，此信號經第一濾波電路540濾除干擾噪聲，之后進入主控電路530。

主控電路530用以實現寬帶信號解析、調制、數據運算、收發(fā)控制、通信參數和數據存儲等功能。

請參閱圖10，是本實用新型較佳實施例提供的寬帶路由單元500的過零檢測電路560結構示意圖。220V_A和220V_N分別為A相相線引腳和零線經過第五十一電阻R111后的引腳，當A相電壓波形從負半周期向正半周期變化且幅值大于一定值時，第十三極管D91導通，從A相到零線的回路形成，第二光耦PU91內的發(fā)光二極管導通，進而使得第二光耦PU91內的光敏三極管導通，開關管VT91導通，ZERO_IN引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，即主控芯片的過零檢測引腳檢測到下降沿信號；當A相電壓波形從正半周期向負半周期變化且幅值小于一定值時，光敏三極管VT91截止，主控芯片的過零檢測引腳檢測到上升沿信號；主控電路530會在檢測到上升沿或下降沿(即過零點)時向A相發(fā)出數據，由于三相電壓相位角互差120度，因此根據相位角可以推算出B、C相的電壓過零點，同樣在過零點時向對應相位發(fā)出數據。

通信接口電路520是耦合主控電路530和MCU管理單元600的通道。

本實用新型實施例提供的集中器200的工作流程如下：

輸入保護電路410用于保護后級電路，第一整流濾波電路420將交流電處理后得到穩(wěn)定的直流電輸出至直流斬波電路450，對直流電進行處理后，輸出至第二整流濾波電路470電流采樣反饋電路460采集流經直流斬波電路450的第一場效應管Q1的電流信息后反饋至開關控制電路440；第二整流濾波電路470對直流斬波電路450輸出的交流電壓進行二次整流濾波后輸出至輸出穩(wěn)壓電路490；電壓采樣反饋電路480對二次整流濾波后的輸出電壓進行采樣并將其與基準電壓的偏差值轉換為對應的開關量信號，輸出至開關控制電路440；開關控制電路440控制直流斬波電路450的第一場效應管Q1的通斷頻率；輸出穩(wěn)壓電路490調整二次整流濾波后的電壓值和電流值，并輸出5V和12V的電壓，其中，一路12V的電壓用于輸出至寬帶路由單元500。

電壓轉換電路510將接收到的開關電源單元400輸出的12V電壓轉換為寬帶路由單元500內其它電路正常工作所要求的規(guī)格。

接收數據時，主控電路530打開接收允許，寬帶載波信號經A、B、C三相耦合到第二變壓器T2次級，此信號經第一濾波電路540濾除干擾噪聲后進入主控電路530，再經過信號解調后還原成主控芯片能夠識別的數字基帶信號，主控芯片在遵照寬帶協議對收到的數據進行分析提取后通過通信接口電路520將有效信息發(fā)送給集中器200的MCU管理單元600。

發(fā)送數據時，主控電路530通過過零檢測電路560判斷A相零點，再由相位關系推導出B、C相零點時刻，當目標相位的零點到來時，關閉接收允許，同時使能發(fā)送允許，從通信接口電路520接收通信指令后調制為特定頻帶(一般在2-30MHz內)的寬帶信號，接著對所述寬帶信號進行放大驅動，最后通過信號耦合單元550將寬帶信號注入交流電網。

綜上所述，本實用新型提供的一種集成寬帶路由的開關電源裝置300及集中器200，在開關電源裝置上集成寬帶路由單元500，不但可以通過寬帶路由單元500獨立地實現遠程對數據的采集；也可以與基于非寬帶載波方式通信的外置路由單元100結合構成雙?；蚨嗄Ｍㄐ欧桨?，實現同時對不同通信方案的表計或多模通信方案的表計的用電信息采集。當外置路由單元100為窄帶路由時，外置路由單元100與集中器200內的寬帶路由單元500組合成能夠實現窄帶載波通信和寬帶載波通信的雙模通信方案；當外置路由單元100為無線路由時，外置路由單元100與集中器200內的寬帶路由單元500組合成能夠實現無線通信和寬帶載波通信的雙模通信方案；當外置路由單元100為窄帶與無線的雙模路由時，外置路由單元100與集中器200內的寬帶路由單元500組合成能夠實現窄帶載波通信、寬帶載波通信以及無線通信的三模通信方案。

在本實用新型的描述中，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“耦合”應做廣義理解，例如，可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。