一種電能表通信模塊的電源裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電能表的電源【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種電能表通信模塊的電源裝置，主體結(jié)構(gòu)包括輸入濾波電路、控制芯片、欠壓保護電路、反饋電路和輸出濾波電路，輸入電壓為電能表基表線性電源的輸出電壓，經(jīng)輸入濾波電路濾波后輸入到控制芯片，控制芯片將輸入電壓經(jīng)過其內(nèi)部的金氧半場效晶體管MOSFET高頻調(diào)整后，輸出至輸出濾波電路，高頻信號經(jīng)過輸出濾波電路濾波后輸出直流電壓信號給電能表通信模塊，反饋電路采樣直流電壓信號并輸入到控制芯片中進行高精度運放以調(diào)整輸出電壓幅值，穩(wěn)壓二極管與電阻組成欠壓保護電路；其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，功耗小，效率高，輸入范圍寬，輸出電壓恒定，精度高，紋波小，輸入輸出有保護，穩(wěn)定可靠。
【專利說明】一種電能表通信模塊的電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于電能表的電源【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種DCDC電源配置電路，尤其是一種給電能表通信模塊提供工作及通信電源的電路裝置，以解決由于通信模塊發(fā)生故障時導(dǎo)致輸入線性電源電壓下降幅度過大從而引發(fā)電能表工作異常，并帶有欠壓與過流保護功能，實現(xiàn)電能表通信模塊的穩(wěn)定供電。
【背景技術(shù)】:
[0002]電能表是用來計量電能的儀表，其一般采用高精度的A/D轉(zhuǎn)換器將電網(wǎng)的電壓、電流信號進行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后利用高速微處理器對數(shù)字信號進行分析、處理和數(shù)據(jù)再加工、分揀，從而產(chǎn)生各種計量數(shù)據(jù)，再利用各種通訊接口、人機界面實現(xiàn)與各種設(shè)備的對接。隨著低壓集中抄表的不斷推進，電能表對通信功能的需求不斷提高，各式各樣的插拔式通信模塊不斷涌現(xiàn)，然而不同的通信方式如電力線載波、ZigBee、微功率無線、GPRS和光纖等模塊對電源的要求大不相同，尤其是對電源的精度及紋波提出了很高的要求，這就需要電能表配備標準的電源接口以滿足不同通信模塊的需求；傳統(tǒng)的電能表對外部通信模塊提供的電源輸出電壓由電能表基表自身線性電源產(chǎn)生，該線性電源一般與電能表內(nèi)部系統(tǒng)電源為同一回路，無隔離，但是通信模塊的供電電源會隨著電網(wǎng)電壓波動而變化，使得輸出電壓不穩(wěn)定，通常在十幾伏至20幾伏之間不等，紋波系數(shù)也較大，而且輸出無保護，遇到電網(wǎng)雷電或沖擊性負載浪涌沖擊將直接波及通信模塊；另外當(dāng)通信模塊短路或故障功耗較大時，電能表基表線性電源輸出無保護將導(dǎo)致表內(nèi)系統(tǒng)電源電壓被拉低，甚至完全短路，造成電能表不能正常工作，帶來影響惡劣，損失嚴重。因此，尋求設(shè)計提供一種電能表通信模塊的DCDC電源電路以代替電能表自身的線性電源，根據(jù)輸入電壓幅值精確控制電源關(guān)斷的時機，實現(xiàn)通信模塊的穩(wěn)定供電，具有良好的保護效應(yīng)和實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計提供一種電能表通信模塊的電源裝置，其具有欠壓與過流保護功能，能夠根據(jù)輸入電壓幅值精確控制電源關(guān)斷的時機。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的電能表通信模塊的電源裝置主體結(jié)構(gòu)包括輸入濾波電路、控制芯片、欠壓保護電路、反饋電路和輸出濾波電路，控制芯片的第一引腳A與第六引腳F間并接有電容器C2，控制芯片的第四引腳D與第五引腳E之間并接有欠壓保護電路，欠壓保護電路由二極管D2串聯(lián)電阻R4與電容器C6并聯(lián)后接地構(gòu)成，二極管D2與控制芯片的第五引腳E連接處接有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電容器C1與C5,電容器C1與電容器C5并聯(lián)構(gòu)成輸入濾波電路；控制芯片的第三引腳C接有反饋電路，控制芯片的第六引腳F接有輸出濾波電路，反饋電路的信號采集端與輸出濾波電路的輸出端連接，反饋電路由電阻R1串聯(lián)電阻R2再與電容器C4并聯(lián)構(gòu)成；輸出濾波電路的輸入端通過連接二極管D1接地并與控制芯片的第六引腳F連接，輸出濾波電路中電感器L1的輸入端接地同時并聯(lián)有電容器C7和C3,實現(xiàn)輸出電壓信號的濾波；輸入電壓VCC為電能表基表線性電源的輸出電壓,經(jīng)輸入濾波電路中的電容C1和C5濾波后輸入到控制芯片，控制芯片采用D⑶C芯片BD9676，控制芯片將輸入電壓VCC經(jīng)過其內(nèi)部的金氧半場效晶體管MOSFET高頻調(diào)整后，輸出至輸出濾波電路，高頻信號經(jīng)過輸出濾波電路中的二極管D1續(xù)流和電感L1、電容C3、C7濾波后輸出高精度的直流電壓信號VDD給電能表通信模塊，其VDD電壓值為11-12V，紋波小于1%。；反饋電路采樣直流電壓信號VDD并輸入到控制芯片中進行高精度運放以調(diào)整輸出電壓幅值；穩(wěn)壓二極管D2與電阻R4、電容C6組成欠壓保護電路，其輸入給控制芯片的使能電壓為2.0V,當(dāng)使能電壓大于等于2.0V時，控制芯片開機；當(dāng)使能電壓小于2.0V時，控制芯片關(guān)機，從而實現(xiàn)電源關(guān)斷的控制。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，輸入電壓由電能表基表線性電源提供，輸出電壓恒定且紋波小于1%。，具有輸出過流保護功能和輸入欠壓保護功能，當(dāng)使能引腳電壓低于設(shè)定電壓值時關(guān)斷輸出；輸入欠壓保護電路根據(jù)控制芯片的使能功能，能夠根據(jù)輸入電壓幅值精確控制電源關(guān)斷時機；其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，功耗小，效率高，輸入范圍寬，輸出電壓恒定，精度高，紋波小，輸入輸出有保護，穩(wěn)定可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0006]圖1為本發(fā)明涉及的電路配置結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0007]圖2為本發(fā)明與輸入和輸出端配合連接的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。
【具體實施方式】:
[0008]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作出進一步詳細說明。
[0009]實施例1:
[0010]本實施例涉及的電能表通信模塊的電源裝置的電路配置如圖1所示，主體結(jié)構(gòu)包括輸入濾波電路1、控制芯片2、欠壓保護電路3、反饋電路4和輸出濾波電路5，控制芯片2的第一引腳A與第六引腳F間并接有電容器C2,控制芯片2的第四引腳D與第五引腳E之間并接有欠壓保護電路3，欠壓保護電路3由二極管D2串聯(lián)電阻R4與電容器C6并聯(lián)后接地構(gòu)成，二極管D2與控制芯片2的第五引腳E連接處接有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電容器C1與C5,電容器C1與電容器C5并聯(lián)構(gòu)成輸入濾波電路I ;控制芯片2的第三引腳C接有反饋電路4，控制芯片2的第六引腳F接有輸出濾波電路5，反饋電路4的信號采集端與輸出濾波電路5的輸出端連接，反饋電路4由電阻R1串聯(lián)電阻R2再與電容器C4并聯(lián)構(gòu)成；輸出濾波電路5的輸入端通過連接二極管D1接地并與控制芯片2的第六引腳F連接，輸出濾波電路5中電感器L1的輸入端接地同時并聯(lián)有電容器C7和C3,實現(xiàn)輸出電壓信號的濾波；輸入電壓VCC為電能表基表線性電源的輸出電壓，經(jīng)輸入濾波電路I中的電容C1和C5濾波后輸入到控制芯片2，控制芯片2采用D⑶C芯片BD9676，控制芯片2將輸入電壓VCC經(jīng)過其內(nèi)部的金氧半場效晶體管MOSFET高頻調(diào)整后，輸出至輸出濾波電路5，高頻信號經(jīng)過輸出濾波電路5中的二極管D1續(xù)流和電感U、電容C3、C7濾波后輸出高精度的直流電壓信號VDD給電能表通信模塊，其VDD電壓值為11-12V，紋波小于1%。；反饋電路4采樣直流電壓信號VDD并輸入到控制芯片2中進行高精度運放以調(diào)整輸出電壓幅值；穩(wěn)壓二極管D2與電阻R4、C6組成欠壓保護電路3，輸入給控制芯片2的使能電壓為2.0V，當(dāng)使能引腳輸入電壓大于等于2.0V時，控制芯片2開機；當(dāng)使能引腳輸入電壓小于2.0V時，控制芯片2關(guān)機，實現(xiàn)電源關(guān)斷的控制。
[0011]實施例2:
[0012]本實施例涉及的電能表通信模塊的電源裝置，其輸入濾波電路I的輸入端與電能表基表線性電源電信息連接，輸出濾波電路5的輸出端與電能表通信模塊電信息連接，對外連接電能表變壓器的輸出整流濾波電路和電能表系統(tǒng)電源構(gòu)成應(yīng)用回路，外接電網(wǎng)電壓220V時電能表基表線性電源為本發(fā)明提供16-16.5V的輸入電壓VCC ;經(jīng)輸入濾波電路I濾波和控制芯片2高頻調(diào)整后傳輸給輸出濾波電路5，輸出濾波電路5輸出12V±1V、紋波小于1%。的工作電壓VDD作為電能表通信模塊的工作電源；由于電能表通信模塊發(fā)生故障消耗工作電壓VDD電源輸出過大，但在還未引起控制芯片2過流保護時會將輸入電壓VCC拉低，引起電能表基表復(fù)位或電源失效，欠壓保護電路3的輸入保護電壓閥值設(shè)置為IOV± 0.2V，電能表通信模塊發(fā)生故障拉低輸入電壓VCC至10.2V時輸入欠壓保護電路3中的R4分壓為2V，控制芯片2關(guān)機，實現(xiàn)精確控制輸入電壓波動引起的關(guān)機時機。
【權(quán)利要求】
1.一種電能表通信模塊的電源裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括輸入濾波電路、控制芯片、欠壓保護電路、反饋電路和輸出濾波電路，控制芯片的第一引腳(A)與第六引腳(F)間并接有電容器(C2),控制芯片的第四引腳(D)與第五引腳(E)之間并接有欠壓保護電路，欠壓保護電路由二極管(D2)、串聯(lián)電阻(R4)與電容器(C6)并聯(lián)后接地構(gòu)成，二極管(D2)與控制芯片的第五引腳(E)連接處接有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電容器(C1)與(C5),電容器(C1)與電容器(C5)并聯(lián)構(gòu)成輸入濾波電路；控制芯片的第三引腳(C)接有反饋電路，控制芯片的第六引腳(F)接有輸出濾波電路，反饋電路的信號采集端與輸出濾波電路的輸出端連接，反饋電路由電阻(R1)串聯(lián)電阻(R2)再與電容器(C4)并聯(lián)構(gòu)成；輸出濾波電路的輸入端通過連接二極管(D1)接地并與控制芯片的第六引腳(F)連接，輸出濾波電路中電感器(L1)的輸入端接地同時并聯(lián)有電容器(C7)和(C3),實現(xiàn)輸出電壓信號的濾波；輸入電壓(VCC)為電能表基表線性電源的輸出電壓，經(jīng)輸入濾波電路中的電容(C1)和(C5)濾波后輸入到控制芯片，控制芯片采用D⑶C芯片BD9676，控制芯片將輸入電壓(VCC)經(jīng)過其內(nèi)部的金氧半場效晶體管MOSFET高頻調(diào)整后，輸出至輸出濾波電路，高頻信號經(jīng)過輸出濾波電路中的二極管(D1)續(xù)流和電感(L1)、電容器(C3)、(C7)濾波后輸出直流電壓信號(VDD)給電能表通信模塊，其(VDD)電壓值為11-12V，紋波小于1%。;反饋電路采樣直流電壓信號(VDD)并輸入到控制芯片中進行高精度運放以調(diào)整輸出電壓幅值；穩(wěn)壓二極管(D2)與電阻(R4)、電容(C6)組成欠壓保護電路，其輸入給控制芯片的使能電壓為2.0V,當(dāng)使能電壓大于等于2.0V時，控制芯片開機；當(dāng)使能電壓小于2.0V時，控制芯片關(guān)機，從而實現(xiàn)電源關(guān)斷的控制。
【文檔編號】H02H3/24GK103647447SQ201310728537
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】楊志榮 申請人:青島乾程電子科技有限公司