本發(fā)明涉及一種電源電路，具體是一種用于三相電能表的阻容降壓電源。

背景技術(shù)：

目前，三相電能表的電源方案一般采用變壓器和整流濾波的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，雖然這種方案具有穩(wěn)定性高、隔離效果好、安全可靠性高等優(yōu)點，但使用該方案的三相電能表體積大、整機重且功耗較大，不能滿足現(xiàn)代社會對電能表本身節(jié)能降耗的需求。另外，這種方案中由于使用的變壓器成本較高，使得電能表的生產(chǎn)成本也較高。因此，為解決上述方案存在的問題，本文發(fā)明一種功耗較低、生產(chǎn)成本低且可靠性高的阻容降壓電源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于三相電能表的阻容降壓電源，具有功耗較低、生產(chǎn)成本低且可靠性高等特點。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于三相電能表的阻容降壓電源，它包括過電壓保護單元、阻容降壓單元、第一整流單元、第二整流單元、穩(wěn)壓二極管降壓單元、第一穩(wěn)壓單元、第二穩(wěn)壓單元、DC/DC電壓變換單元以及變壓器，其中：

所述的過電壓保護單元輸入端與相線、中線的連接點相連，過電壓保護單元輸出端與阻容降壓單元輸入端連接；

所述阻容降壓單元的兩輸出端分別與第一整流電路、第二整流電路的輸入端連接，第一整流單元輸出端與第一穩(wěn)壓單元的輸入端連接，第一穩(wěn)壓單元輸出端電壓加載于電能表的計量芯片上；

所述第二整流單元的輸出端經(jīng)穩(wěn)壓二級管降壓單元后與DC/DC電壓變換單元的輸入端連接，DC/DC電壓變換單元的一輸出端通過二極管輸出單片機供電電壓，另一輸出端通過變壓器與第二穩(wěn)壓單元的輸入端連接，第二穩(wěn)壓單元的輸出電壓加載于RS485電源電路上。

進一步的，所述過電壓保護單元包括電阻R4-R6和壓敏電阻RV1-RV3，所述電阻R4一端與壓敏電阻RV1的一端、第一整流電路中穩(wěn)壓二極管ZD1的正極連接，電阻R4的另一端與電源A相連接；電阻R5一端與壓敏電阻RV2的一端、第一整流電路中穩(wěn)壓二極管ZD2的正極連接，電阻R5的另一端與電源B相連接；電阻R6一端與壓敏電阻RV3的一端、第一整流電路中穩(wěn)壓二極管ZD3的正極連接，電阻R6的另一端與電源C相連接；壓敏電阻RV1-RV3另一端都與中線N連接。

進一步的，所述阻容降壓單元包括三個由電阻R1、電容C1；電阻R2、電容C2以及電阻R3、電容C3構(gòu)成的阻容降壓模塊，其中，電阻R1與電容C1串聯(lián)在A相與中線N之間，電阻R2與電容C2串聯(lián)在B相與中線N之間，電阻R3與電容C3串聯(lián)在C相與中線N之間。

進一步的，所述阻容降壓單元中電阻R1-R3為限流電阻，電容C1- C3為聚丙烯薄膜電容。

進一步的，所述第一整流電路為半波整流電路，包括二極管D1-D3和穩(wěn)壓二極管ZD1-ZD3，所述二極管D1的正極與穩(wěn)壓二極管ZD1的負(fù)極連接，二極管D1的負(fù)極與第一穩(wěn)壓單元中電解電容E1的正極連接，穩(wěn)壓二極管ZD1的正極與電阻R4、壓敏電阻RV1的一端連接；二極管D2的正極與穩(wěn)壓二極管ZD2的負(fù)極連接，二極管D2的負(fù)極與第一穩(wěn)壓單元中電解電容E2的正極連接，穩(wěn)壓二極管ZD2的正極分別與電阻R5、壓敏電阻RV2一端連接；二極管D3的正極與穩(wěn)壓二極管ZD3的負(fù)極連接，二極管D3的負(fù)極與第一穩(wěn)壓單元中電解電容E3的正極連接，穩(wěn)壓二極管ZD3的正極分別與電阻R6、壓敏電阻RV3一端連接。

進一步的，第二整流電路為全波整流電路，包括二極管D4-D11，所述二極管D4、D5、D6的負(fù)極與二極管D11的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管降壓單元中穩(wěn)壓二極管ZD4的負(fù)極、電阻R7的一端連接，二極管D7、D8、D9的正極與二極管D10的正極、穩(wěn)壓二極管ZD4的正極連接并接地，二極管D4的正極、二極管D7的負(fù)極與阻容降壓單元中電容C1連接，二極管D5的正極、二極管D8的負(fù)極與阻容降壓單元中電容C2連接，二極管D6的正極、二極管D9的負(fù)極與阻容降壓單元中電容C3連接，二極管D10的負(fù)極、二極管D11的正極與中線N連接。

進一步的，所述第一穩(wěn)壓單元和第二穩(wěn)壓單元中，穩(wěn)壓芯片為AS78L05RTR。

進一步的，所述第一穩(wěn)壓單元和第二穩(wěn)壓單元中，穩(wěn)壓芯片輸入端設(shè)有電解電容和電容并聯(lián)，輸出端設(shè)有兩個電容并聯(lián)。

進一步的，所述DC/DC電壓變換單元中，DC/DC變換芯片采用MP2426，為單片機提供了較大的驅(qū)動電流，提高了單片機的驅(qū)動能力。

進一步的，所述RS485電源電路包括變壓器和穩(wěn)壓電路，該電路用于隔離控制電路對RS485通信的影響。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用三路阻容降壓獲取計量模塊、單片機模塊和RS485模塊電源，很大程度上提高了電源效率，降低了電能表的自身功耗，減少電能表成本；采用的DC/DC電壓變換單元，實現(xiàn)了高效率，提高了單片機模塊的驅(qū)動電流；同時，RS485模塊的供電電路加入DC/DC變換單元中，通過變壓器和穩(wěn)壓電路，保證了RS485穩(wěn)定可靠的通信。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

圖2是本發(fā)明中過電壓保護單元、阻容降壓單元、第一整流單元、第二整流單元、穩(wěn)壓二極管降壓單元和第一穩(wěn)壓單元的電路圖。

圖3是本發(fā)明中DC/DC電壓變換單元、第二穩(wěn)壓單元和變壓器T1的電路圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，所述一種用于三相電能表的阻容降壓電源，其特征在于，所述該電能表電源部分包括過電壓保護單元、阻容降壓單元、第一整流單元、第二整流單元、穩(wěn)壓二極管降壓單元、第一穩(wěn)壓單元、第二穩(wěn)壓單元、DC/DC電壓變換單元、變壓器。其中：

所述過電壓保護單元輸入端與相線與中線連接，過電壓保護單元輸出端與阻容降壓單元輸入端連接；

所述阻容降壓單元輸出端與第一整流電路、第二整流電路輸入端連接，第一整流單元輸出端與第一穩(wěn)壓單元輸入端連接，第一穩(wěn)壓單元輸出端電壓加載于電能表的計量芯片上；

所述第二整流單元輸出端經(jīng)穩(wěn)壓二極管降壓單元后與DC/DC電壓變換單元輸入端連接，DC/DC電壓變換單元輸出端一方面通過二極管降壓后輸出單片機供電電壓，另一方面通過變壓器T1與第二穩(wěn)壓單元輸入端連接，第二穩(wěn)壓單元輸出電壓加載于RS485電路上。

所述三相電源的三個輸入端A、B、C相與中線N之間分別接入壓敏電阻。

所述阻容降壓單元包括三個線路，其中，電阻R1與C1串聯(lián)在A相與中線N之間，電阻R2與C2串聯(lián)在B相與中線N之間，電阻R3與C3串聯(lián)在C相與中線N之間。

所述阻容降壓單元中電阻為限流電阻，電容為聚丙烯電容。

所述第一整流電路為半波整流電路，第二整流電路為全波整流電路。

所述第一穩(wěn)壓單元和第二穩(wěn)壓單元中，穩(wěn)壓芯片為AS78L05RTR。

所述第一穩(wěn)壓單元和第二穩(wěn)壓單元中，穩(wěn)壓芯片輸入端設(shè)有電解電容和電容并聯(lián)，輸出端設(shè)有兩個電容并聯(lián)。

所述DC/DC電壓變換單元中，DC/DC變換芯片采用MP2426，為單片機提供了較大的驅(qū)動電流，提高了單片機的驅(qū)動能力。

所述RS485電源電路包括變壓器T1和穩(wěn)壓電路，該電路隔離了控制電路對RS485通信的影響，保證了RS485穩(wěn)定可靠的通信。

如圖2所示，該部分電路原理圖包括過電壓保護單元、阻容降壓單元、第一整流單元、第二整流單元、穩(wěn)壓二極管降壓單元、第一穩(wěn)壓單元。其中：

所述過電壓保護單元包括電阻R4-R6、壓敏電阻RV1-RV3。所述電阻R4一端與壓敏電阻RV1的一端、穩(wěn)壓二極管ZD1的正極連接，另一端與A相連接；電阻R5一端與壓敏電阻RV2的一端、穩(wěn)壓二極管ZD2的正極連接，另一端與B相連接；電阻R6一端與壓敏電阻RV3的一端、穩(wěn)壓二極管ZD3的正極連接，另一端與C相連接；壓敏電阻RV1-RV3另一端都與中線N連接。

所述阻容降壓單元包括電阻R1-R3、電容C1-C3。所述電阻R1與電容C1串聯(lián)，電阻R1另一端與二極管D1的正極、穩(wěn)壓二極管ZD1的負(fù)極連接，電容C1另一端與二極管D4的正極、二極管D7的負(fù)極連接；電阻R2與電容C2串聯(lián)，電阻R2另一端與二極管D2的正極、穩(wěn)壓二極管ZD2的負(fù)極連接，電容C2另一端與二極管D5的正極、二極管D8的負(fù)極連接；電阻R3與電容C3串聯(lián)，電阻R3另一端與二極管D3的正極、穩(wěn)壓二極管ZD3的負(fù)極連接，電容C3另一端分別與二極管D6的正極、二極管D9的負(fù)極連接。

所述第一整流電路包括二極管D1-D3，穩(wěn)壓二極管ZD1-ZD3。所述二極管D1的正極與穩(wěn)壓二極管ZD1的負(fù)極連接，二極管D1的負(fù)極與電解電容E1的正極連接，穩(wěn)壓二極管ZD1的正極與電阻R4、壓敏電阻RV1的一端連接；二極管D2的正極與穩(wěn)壓二極管ZD2的負(fù)極連接，二極管D2的負(fù)極與電解電容E2的正極連接，穩(wěn)壓二極管ZD2的正極分別與電阻R5、壓敏電阻RV2一端連接；二極管D3的正極與穩(wěn)壓二極管ZD3的負(fù)極連接，二極管D3的負(fù)極與電解電容E3的正極連接，穩(wěn)壓二極管ZD3的正極分別與電阻R6、壓敏電阻RV3一端連接。

所述第二整流單元包括二極管D4-D11。所述二極管D4、D5、D6的負(fù)極與二極管D11的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管ZD4的負(fù)極、電阻R7的一端連接，二極管D7、D8、D9的正極與二極管D10的正極、穩(wěn)壓二極管ZD4的正極連接并接地，二極管D4的正極、二極管D7的負(fù)極與電容C1連接，二極管D5的正極、二極管D8的負(fù)極與電容C2連接，二極管D6的正極、二極管D9的負(fù)極與電容C3連接，二極管D10的負(fù)極、二極管D11的正極與中線N連接。

所述穩(wěn)壓二極管降壓單元包括穩(wěn)壓管ZD4、電阻R7、電解電容E4、電容C13、電容C14。所述穩(wěn)壓二極管ZD4負(fù)極與電阻R7一端、二極管D4、D5、D6的負(fù)極連接，穩(wěn)壓二極管ZD4的正極與電解電容E4的負(fù)極、二極管D7、D8、D9的正極連接，電阻R7與電解電容E4的正極連接，電容C13、電容C14、電解電容E4并聯(lián)連接。

所述第一穩(wěn)壓單元包括穩(wěn)壓芯片U1-U3，電容C4-C12、電解電容E1-E3。所述電解電容E1與電容C4并聯(lián)連接，電解電容E1的正極與二極管D1負(fù)極、穩(wěn)壓芯片U1的3號引腳連接，電解電容E1的負(fù)極與穩(wěn)壓芯片2號引腳連接并接地，電容C7與電容C10并聯(lián)連接，一端接地，另一端與穩(wěn)壓芯片U1的1號引腳連接；電解電容E2與電容C5并聯(lián)連接，電解電容E2正極與二極管D2負(fù)極、穩(wěn)壓芯片U2的3號引腳連接，電解電容E2的負(fù)極與穩(wěn)壓芯片2號引腳相連并接地，電容C8與電容C11并聯(lián)連接，一端接地，另一端與穩(wěn)壓芯片U2的1號引腳連接；電解電容E3與電容C6并聯(lián)連接，電解電容E3正極與二極管D3負(fù)極、穩(wěn)壓芯片U3的3號引腳連接，電解電容E3的負(fù)極與穩(wěn)壓芯片2號引腳相連并接地，電容C9與電容C12并聯(lián)連接，一端接地，另一端與穩(wěn)壓芯片U3的1號引腳連接。

如圖3，該部分電路原理圖包括DC/DC電壓變換單元、第二穩(wěn)壓單元、變壓器T1，其中：

所述DC/DC變換單元包括DC/DC變換芯片U4、電容C15、電容C16、電容C23、電容C17、電容C18、電容C19、電解電容E6、電阻R8以及肖特基二極管ZD5、電阻R10、電阻R11、電阻R12。所述DC/DC變換芯片U4的1號引腳與電容C23連接，電容C23與電阻R8串聯(lián)，電阻R8另一端與DC/DC變換芯片U4的6號引腳、肖特基二極管ZD5負(fù)極、變壓器T1的1端連接，肖特基二極管ZD5正極接地，DC/DC變換芯片U4的2號引腳接地，DC/DC變換芯片U4的4號引腳與電阻R9連接，電阻R9另一端與U4的5號引腳、電容C15、電容C16一端連接，電容C15、C16另一端接地；DC/DC變換芯片U4的3號引腳與電阻R11、電阻R10、電阻R12一端連接，電阻R11另一端接地，電阻R12與電容C17串聯(lián)后與電阻R10并聯(lián)，電阻R10、電容C17一端與變壓器T1的3端連接，電容C18、C19、電解電容E6并聯(lián)連接，電解電容E6負(fù)極接地，正極與二極管D13正極連接，二極管D13負(fù)極端輸出單片機模塊電源。

所述第二穩(wěn)壓單元包括TVS二極管D17、二極管D12、電容C20、電容C21、電容C22、電容C24、電解電容E5、熱敏電阻RT1、穩(wěn)壓芯片U5。所述電容C24與TVS二極管D17并聯(lián)，TVS二極管D17正極與變壓器T16端連接并接地，負(fù)極與二極管D12負(fù)極連接，二極管D12正極與變壓器T1的4端連接，TVS二極管負(fù)極與穩(wěn)壓芯片U5的3號引腳之間串熱敏電阻RT1，電解電容E5與電容C20并聯(lián)，電解電容E5正極連接到穩(wěn)壓芯片的3號引腳與熱敏電阻RT1之間，電解電容E5負(fù)極與穩(wěn)壓芯片U5的2號腳連接并接地，電容C21與C22并聯(lián)，一端接地，一端與穩(wěn)壓芯片U5的1號引腳連接，輸出RS485模塊電源。

具體實施時：

工作過程如下：以A相為例，當(dāng)VAN>VNA，穩(wěn)壓二極管ZD1導(dǎo)通，二極管D1截止，二極管D4導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管ZD4反向擊穿，二極管D10導(dǎo)通，電流從A相依次經(jīng)過電阻R4、穩(wěn)壓二極管ZD1、電阻R1、電容C1、二極管D4、穩(wěn)壓二極管ZD4、二極管D10，最后流過中線N。

當(dāng)VNA >VAN，二極管D11導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管ZD4反向?qū)?，二極管D7導(dǎo)通，電容C11導(dǎo)通，二極管D1導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管ZD1導(dǎo)通；電流從中線N依次流過二極管D11、穩(wěn)壓二極管ZD4、二極管D7、電容C1、電阻R1、二極管D1、穩(wěn)壓芯片U1、電阻R4，最后流到A相。第一穩(wěn)壓單元輸出電壓加載于計量模塊中；穩(wěn)壓二極管ZD4端輸出電壓連接至DC/DC電壓變換單元輸入端，DC/DC電壓變換單元一方面經(jīng)過二極管D13輸出電壓加載于電能表的單片機，另一方面通過變壓器T1、第二穩(wěn)壓單元輸出電壓加載于電能表的RS485電路上。

本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。