專利名稱：基于阻容降壓和低壓dc/dc電源的三相費(fèi)控電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三相費(fèi)控智能電能表，特別是一種三相費(fèi)控電能表電源方案使用阻容降壓原理和低壓DC/DC變換電源的低功耗三相費(fèi)控智能電能表。
背景技術(shù)：
目前三相費(fèi)控智能電能表的電源方案中廣泛應(yīng)用變壓器方案，變壓器方案具有穩(wěn)定性高，隔離效果好等優(yōu)點(diǎn)，但一般變壓器電源方案效率較低，體積較大，使用變壓器電源方案的三相智能電能表功耗較大，且整機(jī)較重，不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對電能表本身節(jié)能降耗的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種低功耗 1. 0/0. 5S級(jí)三相費(fèi)控智能電能表，線路電源方案采用阻容降壓原理與低壓DC/DC開關(guān)電源方案相結(jié)合，輔助電源采用由專用開關(guān)電源芯片構(gòu)成的電源方案，有效的提高電源效率，降低電能表自身功耗，降低成本，滿足節(jié)能環(huán)保的要求。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，包括線路電源，輔助電源，單片機(jī)中央處理單元和三相費(fèi)控智能電能表基本功能模塊，所述線路電源由阻容降壓電路，低壓DC/DC開關(guān)電源電路和485電源控制電路依次相連組成；所述輔助電源為開關(guān)電源電路。在上述技術(shù)方案中，所述阻容降壓電路包括壓敏電阻RT廣壓敏電阻RT3，電感Lf 電感L5，電阻R7 電阻R9，電容Cl廣電容C18，整流橋D6，整流橋D7，穩(wěn)壓二極管D8和穩(wěn)壓二極管D9 ；A相線經(jīng)電感Li，電阻R7和電容Cll連接到整流橋D6的3腳，B相線經(jīng)電感 L2，電阻R8和電容C12連接到整流橋D6的4腳，C相線經(jīng)電感L3，電阻R9和電容C13連接到整流橋D7的3腳，N線連接到整流橋D7的4腳；A相線、B相線和C相線分別經(jīng)壓敏電阻 RTr壓敏電阻RT3連接到N線；整流橋D6的1腳與整流橋D7的1腳相連，整流橋D6的2 腳和整流橋D7的2腳相連；電解電容C14連接在整流橋D6的1腳和2腳之間，電容C15、 電容C16和穩(wěn)壓二級(jí)管D8并聯(lián)在電容C14兩端；整流橋D6的1腳經(jīng)電感L4連接到輸出電壓V+，整流橋D6的2腳經(jīng)電感L5連接到輸出電壓V-，電容C17、電容C18和穩(wěn)壓二極管D9 并聯(lián)在輸出電壓V+與V-之間。在上述技術(shù)方案中，所述低壓DC/DC開關(guān)電源電路包括電阻Rl 電阻R6，電容C廣電容C5，穩(wěn)壓二極管D1，二極管D2，復(fù)合二極管D3，復(fù)合二極管D4，場效應(yīng)管Q1，壓敏電阻 RT7，比較器Ul和耦合線圈Tl ；阻容降壓電路輸出電壓V-經(jīng)電阻R5和穩(wěn)壓二極管Dl連接到阻容降壓電路輸出電壓V+，電容Cl并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管Dl的兩端；V+經(jīng)電阻Rl連接到比較器Ul的3腳，V+經(jīng)電阻R6連接到比較器Ul的4腳，比較器Ul的1腳經(jīng)電阻R3連接到4腳，比較器Ul的1腳經(jīng)電容C2連接到2腳，比較器Ul的3腳經(jīng)電阻R2連接到4腳， 比較器Ul的2腳經(jīng)電阻R5連接到V-，比較器Ul的3腳經(jīng)電阻R4和電阻R5連接到V-，比較器Ul的5腳連接到V+ ；比較器Ul的4腳連接到場效應(yīng)管Ql的柵極，場效應(yīng)管Ql的源極經(jīng)電阻R5連接到V-，場效應(yīng)管Ql的漏極連接到耦合線圈Tl的3腳，V+連接到耦合線圈 Tl的2腳，V-經(jīng)電阻R5和復(fù)合二極管D3連接到耦合線圈Tl的1腳；壓敏電阻RT7并聯(lián)在場效應(yīng)管Ql的源極與漏極之間；耦合線圈Tl的5腳經(jīng)復(fù)合二極管D4輸出兩路電壓分別為VCON和VAA，耦合線圈Tl的4腳為GND，VCON與GND之間連接有電容C3，VAA與GND之間連接有電容C4 ；耦合線圈Tl的7腳經(jīng)二極管D2輸出電壓VDD_485，耦合線圈Tl的6腳為GND_485，VDD_485與GND_485之間連接有電容C5。在上述技術(shù)方案中，所述485電源控制電路包括電阻R1(T電阻R16，電容C7，電容 C8，三極管BG3，三極管BG4，穩(wěn)壓三極管U2和光耦OPl ；其中，低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VCON經(jīng)電阻RlO連接到穩(wěn)壓三極管U2的1腳，電壓VCON經(jīng)電阻R12連接到穩(wěn)壓三極管U2的3腳，穩(wěn)壓三極管U2的3腳經(jīng)電阻R13連接到GND，電容C7連接在穩(wěn)壓三極管U2 的3腳和GND之間，穩(wěn)壓三極管U2的2腳連接到GND ；光耦OPl的1腳經(jīng)電阻RlO連接到電壓VC0N，光耦OPl的2腳連接到GND，光耦OPl的4腳連接到低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VDD_485，光耦OPl的4腳經(jīng)電阻R14連接到三極管BG3的發(fā)射極，光耦OPl的3腳經(jīng)電阻R16連接到三極管BG4的基極，三極管BG3的集電極連接到電壓VCC_485，三極管BG3 的基極經(jīng)電阻R15連接到GND_485，三極管BG3的基極經(jīng)電阻Rll連接到三極管BG4的集電極，三極管BG4的發(fā)射極連接到GND_485，電壓VCC_485和GND_485之間連接有電容C8。在上述技術(shù)方案中，所述485電源控制電路包括三極管BGl，三極管BG2，電阻R17， 電阻R18，電容C6和光耦0P2 ；光耦0P2的1腳和2腳連接到單片機(jī)中央控制單元，光耦0P2 的3腳連接到三極管BGl的基極，光耦0P2的4腳連接到三極管BG2的集電極；三極管BGl 的基極經(jīng)電阻R18連接到GND_485，三極管BGl的集電極連接到電壓VCC_485，三極管BGl的發(fā)射極連接到三極管BG2的基極，低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VDD_485連接到三極管BG2的發(fā)射極，VDD_485經(jīng)電阻R17連接到三極管BGl的發(fā)射極，電壓VCC_485和GND_485 之間連接有電容C6。在上述技術(shù)方案中，所述輔助電源部分開關(guān)電源電路包括復(fù)合熱敏電阻RT4，壓敏電阻RT5，壓敏電阻RT6，電感L6，電感L7，電容C19 電容C30，二極管D1(T 二極管D18，電阻 R19 電阻R26，開關(guān)電源芯片U3，U3的型號(hào)為VIPER17L，三端穩(wěn)壓管U4，光耦0P3和耦合線圈T2;輔助電源L'和N'之間連接有壓敏電阻RT6，L'連接到復(fù)合熱敏電阻RT4的1腳， N'連接到復(fù)合熱敏電阻RT4的3腳，電容C19并聯(lián)在復(fù)合熱敏電阻RT4的2腳和N'之間， 復(fù)合熱敏電阻RT4的2腳經(jīng)電感L6連接到整流橋Dll的4腳，N'經(jīng)電感L7連接到整流橋 Dl 1的3腳，壓敏電阻RT5連接在整流橋Dl 1的3腳和4腳之間，電容C20連接在整流橋Dll 的1腳和2腳之間，整流橋Dll的1腳連接到耦合線圈T2的1腳，整流橋Dll的2腳連接到耦合線圈T2的5腳，耦合線圈T2的1腳經(jīng)穩(wěn)壓二極管D13和二極管D14連接到2腳，耦合線圈T2的2腳連接到開關(guān)電源芯片U3的8腳，耦合線圈T2的4腳經(jīng)二極管D16和電阻 R19連接到U3的2腳，耦合線圈T2的5腳連接到U3的1腳；電容C21、電容C22和穩(wěn)壓二極管DlO并聯(lián)在U3的1腳和2腳之間，電容C23連接在U3的4腳和5腳之間，耦合線圈T2 的7腳經(jīng)二極管D15后輸出電壓為VCC_FK，耦合線圈T2的6腳連接到GND，電容以6和電容C27并聯(lián)在VCC_FK與GND之間；電壓VCC_FK經(jīng)電阻R20連接到光耦0P3的1腳，VCC_FK 經(jīng)電阻R24、電阻R25和電容以9連接到光耦0P3的2腳，光耦0P3的1腳經(jīng)電阻R20、電阻R21與光耦0P3的2腳相連；三端穩(wěn)壓管U4的陽極接地，三端穩(wěn)壓管U4的陰極連接到光耦 0P3的2腳，三端穩(wěn)壓管U4的參考極經(jīng)電阻似6連接到GND ；光耦0P3的4腳連接到U3的 4腳，光耦0P3的3腳連接到U3的5腳；耦合線圈T2的5腳經(jīng)電容C30連接到6腳；電壓 VCC_FK經(jīng)電阻R23后輸出電壓VAA，電壓VAA和GND之間連接有電容C28 ；耦合線圈T2的12 腳經(jīng)二極管D18和電阻R22后輸出電壓為VCC_485，耦合線圈T2的11腳連接到GND_485， 電容CM連接在二極管D18的陰極和GND_485之間，穩(wěn)壓二極管D12并聯(lián)在電容CM兩端， 穩(wěn)壓二極管D17并聯(lián)在電壓VCC_485和GND_485之間，同時(shí)VCC_485和GND_485之間連接有電容C25。在上述技術(shù)方案中，所述三相費(fèi)控電能表的外置電池電源電路使用一個(gè)外置電池，配合DC-DC升壓電路為電能表提供停電抄表供電電源；所述外置電池電源升壓電路包括電容C3廣電容C33，電阻R27 電阻R30，二極管D19 二極管D21，場效應(yīng)管Q2，三極管Q3， 升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5和電池BTl ；其中，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R27連接到單片機(jī)中央處理單元的掉電檢測端，三極管Q3的發(fā)射極連接到電壓VAA，三極管Q3的集電極經(jīng)電阻 R28連接到GND ；電池BTl的正極連接到場效應(yīng)管Q2的源極S，電池BTl的負(fù)極連接到GND， 電容C31并聯(lián)在電池BTl的兩端，場效應(yīng)管Q2的源極S經(jīng)電阻似9連接到柵極G，場效應(yīng)管Q2的柵極G經(jīng)電阻R30，二極管D21和電阻似8連接到GND ；場效應(yīng)管Q2的漏極D經(jīng)電容C32連接到GND，場效應(yīng)管Q2的漏極D連接到DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5的3腳，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片TO的1腳連接到GND，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5的2腳經(jīng)穩(wěn)壓二極管D20連接到GND，電容C33 并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管D20的兩端，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5的3腳經(jīng)二極管D19連接到2腳，TO的 2腳為外置電池電壓輸出端。在上述技術(shù)方案中，所述三相費(fèi)控電能表的液晶顯示部分采用IO 口脈沖輸出升壓電路提供工作電壓；所述脈沖輸出升壓電路包括電容C34 電容C36，電阻R31，復(fù)合二極管D22，二極管D23 ；其中，單片機(jī)中央處理單元的IO 口 P03經(jīng)電阻R31、復(fù)合二極管D22的 1腳和電容C35連接到GND，電容C34連接在復(fù)合二極管D22的1腳和2腳之間，復(fù)合二極管D22的2腳經(jīng)二極管D23后輸出電壓VCCJXD，電容C36并聯(lián)在輸出電壓VCCJXD和GND 之間。本發(fā)明基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)線路電源方案采用阻容降壓原理與低壓DC/DC開關(guān)電源方案相結(jié)合的方式，有效提高電源效率，降低電能表自身功耗，降低電能表成本；輔助電源采用開關(guān)電源也為低功耗電源，減小電源體積和重量，實(shí)現(xiàn)高效率；485電源加入電源控制電路，防止因電壓過低， 電流過大或外界靜電等攻擊時(shí)保護(hù)前級(jí)電路正常工作，不受損壞；液晶顯示部分采用IO 口脈沖輸出升壓電路提供工作電壓；外置電池電源電路只使用一個(gè)外置電池，配合DC-DC升壓電路為電能表提供停電抄表供電電源，降低了電能表的硬件成本；滿足節(jié)能環(huán)保的要求， 符合電能表節(jié)能降耗的發(fā)展趨勢。


圖1為本發(fā)明基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表的電路原理圖。圖2為本發(fā)明中線路電源部分的電路原理圖。圖3為本發(fā)明中阻容降壓電路連接示意圖。
圖4為本發(fā)明中低壓DC/DC開關(guān)電源電路連接示意圖。圖5為本發(fā)明中485電源控制電路實(shí)例一連接示意圖。圖6為本發(fā)明中485電源控制電路實(shí)例二連接示意圖。圖7為本發(fā)明中輔助電源部分開關(guān)電源電路連接示意圖。圖8為本發(fā)明中外置電池電源升壓電路連接示意圖。圖9為本發(fā)明中脈沖輸出升壓電路連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，包括線路電源，輔助電源，單片機(jī)中央處理單元和三相費(fèi)控智能電能表基本功能模塊， 所述線路電源和輔助電源分別給單片機(jī)中央處理單元和三相費(fèi)控智能電能表基本功能模塊供電，所述線路電源由阻容降壓電路，低壓DC/DC開關(guān)電源電路和485電源控制電路依次相連組成；所述輔助電源為開關(guān)電源電路。如圖3所示為本發(fā)明中阻容降壓電路連接示意圖。所述阻容降壓電路包括壓敏電阻RT廣壓敏電阻RT3，電感Ll 電感L5，電阻R7 電阻R9，電容Cl廣電容C18，整流橋D6， 整流橋D7，穩(wěn)壓二極管D8和穩(wěn)壓二極管D9 ；A相線經(jīng)電感Ll，電阻R7和電容Cl 1連接到整流橋D6的3腳，B相線經(jīng)電感L2，電阻R8和電容C12連接到整流橋D6的4腳，C相線經(jīng)電感L3，電阻R9和電容C13連接到整流橋D7的3腳，N線連接到整流橋D7的4腳；A相線、 B相線和C相線分別經(jīng)壓敏電阻RT廣壓敏電阻RT3連接到N線；整流橋D6的1腳與整流橋D7的1腳相連，整流橋D6的2腳和整流橋D7的2腳相連；電解電容C14連接在整流橋 D6的1腳和2腳之間，電容C15、電容C16和穩(wěn)壓二級(jí)管D8并聯(lián)在電容C14兩端；整流橋D6 的1腳經(jīng)電感L4連接到輸出電壓V+，整流橋D6的2腳經(jīng)電感L5連接到輸出電壓V-，電容 C17、電容C18和穩(wěn)壓二極管D9并聯(lián)在輸出電壓V+與V-之間。如圖4所示為本發(fā)明中低壓DC/DC開關(guān)電源電路連接示意圖。所述低壓DC/DC開關(guān)電源電路包括電阻Rl 電阻R6，電容Cl 電容C5，穩(wěn)壓二極管D1，二極管D2，復(fù)合二極管 D3，復(fù)合二極管D4，場效應(yīng)管Q1，壓敏電阻RT7，比較器Ul和耦合線圈Tl ；阻容降壓電路輸出電壓V-經(jīng)電阻R5和穩(wěn)壓二極管Dl連接到阻容降壓電路輸出電壓V+，電容Cl并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管Dl的兩端；V+經(jīng)電阻Rl連接到比較器Ul的3腳，V+經(jīng)電阻R6連接到比較器Ul 的4腳，比較器Ul的1腳經(jīng)電阻R3連接到4腳，比較器Ul的1腳經(jīng)電容C2連接到2腳， 比較器Ul的3腳經(jīng)電阻R2連接到4腳，比較器Ul的2腳經(jīng)電阻R5連接到V-，比較器Ul 的3腳經(jīng)電阻R4和電阻R5連接到V-，比較器Ul的5腳連接到V+ ；比較器Ul的4腳連接到場效應(yīng)管Ql的柵極，場效應(yīng)管Ql的源極經(jīng)電阻R5連接到V-，場效應(yīng)管Ql的漏極連接到耦合線圈Tl的3腳，V+連接到耦合線圈Tl的2腳，V-經(jīng)電阻R5和復(fù)合二極管D3連接到耦合線圈Tl的1腳；壓敏電阻RT7并聯(lián)在場效應(yīng)管Ql的源極與漏極之間；耦合線圈Tl的 5腳經(jīng)復(fù)合二極管D4輸出兩路電壓分別為VCON和VAA，耦合線圈Tl的4腳為GND，VCON與 GND之間連接有電容C3，VAA與GND之間連接有電容C4 ；耦合線圈Tl的7腳經(jīng)二極管D2輸出電壓VDD_485，耦合線圈Tl的6腳為GND_485，VDD_485與GND_485之間連接有電容C5。 上述電壓VAA為電表除485電路以外其他電路工作電壓，如單片機(jī)部分，計(jì)量部分，顯示部刀寸寸。如圖5所示為本發(fā)明中485電源控制電路實(shí)例一連接示意圖。所述485電源控制電路包括電阻R10 電阻R16，電容C7，電容C8，三極管BG3，三極管BG4，穩(wěn)壓三極管U2和光耦OPl ；其中，低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VCON經(jīng)電阻RlO連接到穩(wěn)壓三極管U2 的1腳，電壓VCON經(jīng)電阻R12連接到穩(wěn)壓三極管U2的3腳，穩(wěn)壓三極管U2的3腳經(jīng)電阻 R13連接到GND，電容C7連接在穩(wěn)壓三極管U2的3腳和GND之間，穩(wěn)壓三極管U2的2腳連接到GND ；光耦OPl的1腳經(jīng)電阻RlO連接到電壓VC0N，光耦OPl的2腳連接到GND，光耦 OPl的4腳連接到低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VDD_485，光耦OPl的4腳經(jīng)電阻R14 連接到三極管BG3的發(fā)射極，光耦OPl的3腳經(jīng)電阻R16連接到三極管BG4的基極，三極管 BG3的集電極連接到電壓VCC_485，三極管BG3的基極經(jīng)電阻R15連接到GND_485，三極管 BG3的基極經(jīng)電阻Rll連接到三極管BG4的集電極，三極管BG4的發(fā)射極連接到GND_485， 電壓VCC_485和GND_485之間連接有電容C8。上述電壓VCC_485為485電路工作電壓，由前面的輸出電壓VDD_485經(jīng)過控制電路輸出。如圖6所示為本發(fā)明中485電源控制電路實(shí)例二連接示意圖。所述485電源控制電路包括三極管BGl，三極管BG2，電阻R17，電阻R18，電容C6和光耦0P2 ；光耦0P2的1腳和2腳連接到單片機(jī)中央控制單元，光耦0P2的3腳連接到三極管BGl的基極，光耦0P2的 4腳連接到三極管BG2的集電極；三極管BGl的基極經(jīng)電阻R18連接到GND_485，三極管BGl 的集電極連接到電壓VCC_485，三極管BGl的發(fā)射極連接到三極管BG2的基極，低壓DC/DC 開關(guān)電源電路輸出電壓VDD_485連接到三極管BG2的發(fā)射極，VDD_485經(jīng)電阻R17連接到三極管BGl的發(fā)射極，電壓VCC_485和GND_485之間連接有電容C6。上述電壓VCC_485為 485電路工作電壓，由前面的輸出電壓VDD_485經(jīng)過控制電路輸出。如圖7所示為本發(fā)明中輔助電源部分開關(guān)電源電路連接示意圖。所述輔助電源部分開關(guān)電源電路包括復(fù)合熱敏電阻RT4，壓敏電阻RT5，壓敏電阻RT6，電感L6，電感L7， 電容C19 電容C30，二極管D1(T 二極管D18，電阻R19 電阻R26，開關(guān)電源芯片U3，U3的型號(hào)為VIPER17L，三端穩(wěn)壓管U4，光耦0P3和耦合線圈T2;輔助電源L'和N'之間連接有壓敏電阻RT6，L'連接到復(fù)合熱敏電阻RT4的1腳，N'連接到復(fù)合熱敏電阻RT4的3腳， 電容C19并聯(lián)在復(fù)合熱敏電阻RT4的2腳和N'之間，復(fù)合熱敏電阻RT4的2腳經(jīng)電感L6 連接到整流橋Dll的4腳，N'經(jīng)電感L7連接到整流橋Dll的3腳，壓敏電阻RT5連接在整流橋Dll的3腳和4腳之間，電容C20連接在整流橋Dll的1腳和2腳之間，整流橋Dll 的1腳連接到耦合線圈T2的1腳，整流橋Dll的2腳連接到耦合線圈T2的5腳，耦合線圈 T2的1腳經(jīng)穩(wěn)壓二極管D13和二極管D14連接到2腳，耦合線圈T2的2腳連接到開關(guān)電源芯片U3的8腳，耦合線圈T2的4腳經(jīng)二極管D16和電阻R19連接到U3的2腳，耦合線圈T2的5腳連接到U3的1腳；電容C21、電容C22和穩(wěn)壓二極管DlO并聯(lián)在U3的1腳和 2腳之間，電容C23連接在U3的4腳和5腳之間，耦合線圈T2的7腳經(jīng)二極管D15后輸出電壓為VCC_FK，耦合線圈T2的6腳連接到GND，電容以6和電容C27并聯(lián)在VCC_FK與GND 之間；電壓VCC_FK經(jīng)電阻R20連接到光耦0P3的1腳，VCC_FK經(jīng)電阻R24、電阻R25和電容以9連接到光耦0P3的2腳，光耦0P3的1腳經(jīng)電阻R20、電阻R21與光耦0P3的2腳相連；三端穩(wěn)壓管U4的陽極接地，三端穩(wěn)壓管U4的陰極連接到光耦0P3的2腳，三端穩(wěn)壓管 U4的參考極經(jīng)電阻似6連接到GND ；光耦0P3的4腳連接到U3的4腳，光耦0P3的3腳連
9接到U3的5腳；耦合線圈T2的5腳經(jīng)電容C30連接到6腳；電壓VCC_FK經(jīng)電阻R23后輸出電壓VAA，電壓VAA和GND之間連接有電容C28 ；耦合線圈T2的12腳經(jīng)二極管D18和電阻R22后輸出電壓為VCC_485，耦合線圈T2的11腳連接到GND_485，電容CM連接在二極管D18的陰極和GND_485之間，穩(wěn)壓二極管D12并聯(lián)在電容CM兩端，穩(wěn)壓二極管D17并聯(lián)在電壓VCC_485和GND_485之間，同時(shí)VCC_485和GND_485之間連接有電容C25。上述VAA 為電表除485電路以外其他電路工作電壓，如單片機(jī)部分，計(jì)量部分，顯示部分等等。上述電壓VCC_FK為開關(guān)電源反饋端電壓。如圖8所示為本發(fā)明中外置電池電源升壓電路連接示意圖。所述外置電池電源升壓電路包括電容C3廣電容C33，電阻R27 電阻R30，二極管D19 二極管D21，場效應(yīng)管Q2， 三極管Q3，升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5和電池BTl。其中，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R27連接到單片機(jī)單元的掉電檢測口，三極管Q3的發(fā)射極連接到電壓VAA，三極管Q3的集電極經(jīng)電阻似8連接到GND ；電池BTl的正極連接到場效應(yīng)管Q2的源極S，電池BTl的負(fù)極連接到 GND,電容C31并聯(lián)在電池BTl的兩端；場效應(yīng)管Q2的源極S經(jīng)電阻似9連接到柵極G，場效應(yīng)管Q2的柵極G經(jīng)電阻R30，二極管D21和電阻似8連接到GND ；場效應(yīng)管Q2的漏極D 經(jīng)電容C32連接到GND ；場效應(yīng)管Q2的漏極D連接到轉(zhuǎn)換芯片U5的3腳，轉(zhuǎn)換芯片U5的 1腳連接到GND，轉(zhuǎn)換芯片U5的2腳經(jīng)穩(wěn)壓二極管D20連接到GND，電容C33并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管D20的兩端；轉(zhuǎn)換芯片U5的3腳經(jīng)二極管D19連接到2腳，轉(zhuǎn)換芯片U5的2腳為外置電池電壓輸出口。上述VAA為電表除485電路以外其他電路工作電壓，如單片機(jī)部分，計(jì)量部分，顯示部分等等。如圖9所示為本發(fā)明中脈沖輸出升壓電路連接示意圖。所述脈沖輸出升壓電路包括電容C3壙電容C36，電阻R31，復(fù)合二極管D22，二極管D23。其中，單片機(jī)中央處理單元的 IO 口 P03經(jīng)電阻R31、復(fù)合二極管D22的1腳和電容C35連接到GND，電容C34連接在復(fù)合二極管D22的1腳和2腳之間，復(fù)合二極管D22的2腳經(jīng)二極管D23后輸出電壓VCCJXD， 電容C36并聯(lián)在輸出電壓VCCJXD和GND之間。上述電壓VCCJXD為液晶顯示部分工作電壓。該電路可為小電流穩(wěn)定負(fù)載提供工作電壓，如電能表的液晶顯示驅(qū)動(dòng)電壓等。本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，包括線路電源，輔助電源，單片機(jī)中央處理單元和三相費(fèi)控智能電能表基本功能模塊，其特征是所述線路電源由阻容降壓電路，低壓DC/DC開關(guān)電源電路和485電源控制電路依次相連組成；所述輔助電源為開關(guān)電源電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，其特征是所述阻容降壓電路包括壓敏電阻RT廣壓敏電阻RT3，電感Ll 電感L5，電阻R7 電阻 R9，電容Cl廣電容C18，整流橋D6，整流橋D7，穩(wěn)壓二極管D8和穩(wěn)壓二極管D9 ；A相線經(jīng)電感Li，電阻R7和電容Cll連接到整流橋D6的3腳，B相線經(jīng)電感L2，電阻R8和電容C12 連接到整流橋D6的4腳，C相線經(jīng)電感L3，電阻R9和電容C13連接到整流橋D7的3腳，N 線連接到整流橋D7的4腳；A相線、B相線和C相線分別經(jīng)壓敏電阻RT廣壓敏電阻RT3連接到N線；整流橋D6的1腳與整流橋D7的1腳相連，整流橋D6的2腳和整流橋D7的2腳相連；電解電容C14連接在整流橋D6的1腳和2腳之間，電容C15、電容C16和穩(wěn)壓二級(jí)管 D8并聯(lián)在電容C14兩端；整流橋D6的1腳經(jīng)電感L4連接到輸出電壓V+，整流橋D6的2腳經(jīng)電感L5連接到輸出電壓V-，電容C17、電容C18和穩(wěn)壓二極管D9并聯(lián)在輸出電壓V+與 V-之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，其特征是所述低壓DC/DC開關(guān)電源電路包括電阻Rl 電阻R6，電容Cl 電容C5，穩(wěn)壓二極管D1， 二極管D2，復(fù)合二極管D3，復(fù)合二極管D4，場效應(yīng)管Q1，壓敏電阻RT7，比較器Ul和耦合線圈Tl ；阻容降壓電路輸出電壓V-經(jīng)電阻R5和穩(wěn)壓二極管Dl連接到阻容降壓電路輸出電壓 V+,電容Cl并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管Dl的兩端；V+經(jīng)電阻Rl連接到比較器Ul的3腳，V+經(jīng)電阻 R6連接到比較器Ul的4腳，比較器Ul的1腳經(jīng)電阻R3連接到4腳，比較器Ul的1腳經(jīng)電容C2連接到2腳，比較器Ul的3腳經(jīng)電阻R2連接到4腳，比較器Ul的2腳經(jīng)電阻R5連接到V-，比較器Ul的3腳經(jīng)電阻R4和電阻R5連接到V-，比較器Ul的5腳連接到V+ ；比較器Ul的4腳連接到場效應(yīng)管Ql的柵極，場效應(yīng)管Ql的源極經(jīng)電阻R5連接到V-，場效應(yīng)管Ql的漏極連接到耦合線圈Tl的3腳，V+連接到耦合線圈Tl的2腳，V-經(jīng)電阻R5和復(fù)合二極管D3連接到耦合線圈Tl的1腳；壓敏電阻RT7并聯(lián)在場效應(yīng)管Ql的源極與漏極之間；耦合線圈Tl的5腳經(jīng)復(fù)合二極管D4輸出兩路電壓分別為VCON和VAA，耦合線圈Tl的 4腳為GND，VCON與GND之間連接有電容C3，VAA與GND之間連接有電容C4 ；耦合線圈Tl的 7腳經(jīng)二極管D2輸出電壓VDD_485，耦合線圈Tl的6腳為GND_485，VDD_485與GND_485之間連接有電容C5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，其特征是所述485電源控制電路包括電阻R1(T電阻R16，電容C7，電容C8，三極管BG3，三極管 BG4，穩(wěn)壓三極管U2和光耦OPl ；其中，低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VCON經(jīng)電阻RlO 連接到穩(wěn)壓三極管U2的1腳，電壓VCON經(jīng)電阻R12連接到穩(wěn)壓三極管U2的3腳，穩(wěn)壓三極管U2的3腳經(jīng)電阻R13連接到GND，電容C7連接在穩(wěn)壓三極管U2的3腳和GND之間，穩(wěn)壓三極管U2的2腳連接到GND ；光耦OPl的1腳經(jīng)電阻RlO連接到電壓VC0N，光耦OPl的 2腳連接到GND，光耦OPl的4腳連接到低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VDD_485，光耦 OPl的4腳經(jīng)電阻R14連接到三極管BG3的發(fā)射極，光耦OPl的3腳經(jīng)電阻R16連接到三極管BG4的基極，三極管BG3的集電極連接到電壓VCC_485，三極管BG3的基極經(jīng)電阻R15連接到GND_485，三極管BG3的基極經(jīng)電阻Rll連接到三極管BG4的集電極，三極管BG4的發(fā)射極連接到GND_485，電壓VCC_485和GND_485之間連接有電容C8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，其特征是所述485電源控制電路包括三極管BGl，三極管BG2，電阻R17，電阻R18，電容C6和光耦 0P2 ；光耦0P2的1腳和2腳連接到單片機(jī)中央控制單元，光耦0P2的3腳連接到三極管BGl 的基極，光耦0P2的4腳連接到三極管BG2的集電極；三極管BGl的基極經(jīng)電阻R18連接到 GND_485，三極管BGl的集電極連接到電壓VCC_485，三極管BGl的發(fā)射極連接到三極管BG2 的基極，低壓DC/DC開關(guān)電源電路輸出電壓VDD_485連接到三極管BG2的發(fā)射極，VDD_485 經(jīng)電阻R17連接到三極管BGl的發(fā)射極，電壓VCC_485和GND_485之間連接有電容C6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，其特征是所述輔助電源部分開關(guān)電源電路包括復(fù)合熱敏電阻RT4，壓敏電阻RT5，壓敏電阻RT6， 電感L6，電感L7，電容C19 電容C30，二極管D1(T 二極管D18，電阻R19 電阻R26，開關(guān)電源芯片U3，U3的型號(hào)為VIPER17L，三端穩(wěn)壓管U4，光耦0P3和耦合線圈T2 ；輔助電源L' 和N'之間連接有壓敏電阻RT6，L'連接到復(fù)合熱敏電阻RT4的1腳，N'連接到復(fù)合熱敏電阻RT4的3腳，電容C19并聯(lián)在復(fù)合熱敏電阻RT4的2腳和N'之間，復(fù)合熱敏電阻RT4 的2腳經(jīng)電感L6連接到整流橋Dll的4腳，N'經(jīng)電感L7連接到整流橋Dll的3腳，壓敏電阻RT5連接在整流橋Dll的3腳和4腳之間，電容C20連接在整流橋Dll的1腳和2腳之間，整流橋Dll的1腳連接到耦合線圈T2的1腳，整流橋Dll的2腳連接到耦合線圈T2 的5腳，耦合線圈T2的1腳經(jīng)穩(wěn)壓二極管D13和二極管D14連接到2腳，耦合線圈T2的 2腳連接到開關(guān)電源芯片U3的8腳，耦合線圈T2的4腳經(jīng)二極管D16和電阻R19連接到 U3的2腳，耦合線圈T2的5腳連接到U3的1腳；電容C21、電容C22和穩(wěn)壓二極管DlO并聯(lián)在U3的1腳和2腳之間，電容C23連接在U3的4腳和5腳之間，耦合線圈T2的7腳經(jīng)二極管D15后輸出電壓為VCC_FK，耦合線圈T2的6腳連接到GND，電容以6和電容C27并聯(lián)在VCC_FK與GND之間；電壓VCC_FK經(jīng)電阻R20連接到光耦0P3的1腳，VCC_FK經(jīng)電阻 R24、電阻R25和電容以9連接到光耦0P3的2腳，光耦0P3的1腳經(jīng)電阻R20、電阻R21與光耦0P3的2腳相連；三端穩(wěn)壓管U4的陽極接地，三端穩(wěn)壓管U4的陰極連接到光耦0P3的 2腳，三端穩(wěn)壓管U4的參考極經(jīng)電阻似6連接到GND ；光耦0P3的4腳連接到U3的4腳，光耦0P3的3腳連接到U3的5腳；耦合線圈T2的5腳經(jīng)電容C30連接到6腳；電壓VCC_FK 經(jīng)電阻R23后輸出電壓VAA，電壓VAA和GND之間連接有電容C28 ；耦合線圈T2的12腳經(jīng)二極管D18和電阻R22后輸出電壓為VCC_485，耦合線圈T2的11腳連接到GND_485，電容 C24連接在二極管D18的陰極和GND_485之間，穩(wěn)壓二極管D12并聯(lián)在電容CM兩端，穩(wěn)壓二極管D17并聯(lián)在電壓VCC_485和GND_485之間，同時(shí)VCC_485和GND_485之間連接有電容(邪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，其特征是所述三相費(fèi)控電能表的外置電池電源電路使用一個(gè)外置電池，配合DC-DC升壓電路為電能表提供停電抄表供電電源；所述外置電池電源升壓電路包括電容C3廣電容C33，電阻 R27 電阻R30，二極管D19 二極管D21，場效應(yīng)管Q2，三極管Q3，升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5 和電池BTl ；其中，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R27連接到單片機(jī)中央處理單元的掉電檢測端， 三極管Q3的發(fā)射極連接到電壓VAA，三極管Q3的集電極經(jīng)電阻似8連接到GND ；電池BTl的正極連接到場效應(yīng)管Q2的源極S，電池BTl的負(fù)極連接到GND，電容C31并聯(lián)在電池BTl 的兩端，場效應(yīng)管Q2的源極S經(jīng)電阻似9連接到柵極G，場效應(yīng)管Q2的柵極G經(jīng)電阻R30， 二極管D21和電阻似8連接到GND ；場效應(yīng)管Q2的漏極D經(jīng)電容C32連接到GND，場效應(yīng)管 Q2的漏極D連接到DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5的3腳，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5的1腳連接到GND，DC-DC 轉(zhuǎn)換芯片U5的2腳經(jīng)穩(wěn)壓二極管D20連接到GND，電容C33并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管D20的兩端， DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U5的3腳經(jīng)二極管D19連接到2腳，U5的2腳為外置電池電壓輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于阻容降壓和低壓DC/DC電源的三相費(fèi)控電能表，其特征是所述三相費(fèi)控電能表的液晶顯示部分采用IO 口脈沖輸出升壓電路提供工作電壓；所述脈沖輸出升壓電路包括電容C34 電容C36，電阻R31，復(fù)合二極管D22，二極管D23;其中，單片機(jī)中央處理單元的IO 口 P03經(jīng)電阻R31、復(fù)合二極管D22的1腳和電容C35連接到GND， 電容C34連接在復(fù)合二極管D22的1腳和2腳之間，復(fù)合二極管D22的2腳經(jīng)二極管D23 后輸出電壓VCC_LCD，電容C36并聯(lián)在輸出電壓VCC_LCD和GND之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三相費(fèi)控智能電能表，提供一種三相費(fèi)控電能表電源方案使用阻容降壓原理和低壓DC/DC變換電源的低功耗三相費(fèi)控智能電能表，包括線路電源，輔助電源，單片機(jī)中央處理單元和三相費(fèi)控智能電能表基本功能模塊，所述線路電源由阻容降壓電路，低壓DC/DC開關(guān)電源電路和485電源控制電路依次相連組成；所述輔助電源為開關(guān)電源電路；所述三相費(fèi)控電能表的液晶顯示部分采用IO口脈沖輸出升壓電路提供工作電壓；所述三相費(fèi)控電能表的外置電池電源電路使用一個(gè)外置電池，配合DC-DC升壓電路為電能表提供停電抄表供電電源。本發(fā)明能有效的提高電源效率，降低電能表自身功耗，降低成本，滿足節(jié)能環(huán)保的要求。
文檔編號(hào)G01R22/06GK102520241SQ20111044125
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者李中澤 申請人:武漢盛帆電子股份有限公司