本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種開(kāi)關(guān)電源及電氣隔離方法、電表。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和提高，電表已經(jīng)實(shí)現(xiàn)智能化。智能電表仍需人員進(jìn)行一定的操作和維護(hù)，其中，利用電能表的RS-485接口對(duì)其數(shù)據(jù)抄讀是一項(xiàng)基本功能。在現(xiàn)有技術(shù)的智能電表中，RS-485接口與電網(wǎng)之間最大能夠承受國(guó)家電網(wǎng)所要求的6KV脈沖電壓隔離。但隨著社會(huì)的發(fā)展和用電量的激增，電力系統(tǒng)對(duì)于智能電表安全性和可靠性的要求也越來(lái)越高。因此，現(xiàn)有技術(shù)中所能夠承受的6KV脈沖電壓隔離已經(jīng)逐漸不能滿足安全性和可靠性的要求，從而人員通過(guò)RS-485接口對(duì)智能電表進(jìn)行操作和維護(hù)時(shí)，現(xiàn)有智能電表存在安全隱患。而現(xiàn)有技術(shù)中，可通過(guò)增大變壓器尺寸或在變壓器繞組之間增加絕緣材料以提高智能電表的絕緣性。增大變壓器造成了智能電表尺寸過(guò)大，不便于使用；而增加絕緣材料造成了智能電表的生產(chǎn)成本過(guò)高。因此，如何有效的提高智能電表承受更高的脈沖電壓隔離是目前業(yè)界一大難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種開(kāi)關(guān)電源及電氣隔離方法、電表，其能夠使電表承受更高的脈沖電壓。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種開(kāi)關(guān)電源，包括：第一變壓器和第二變壓器；外部電源與所述第一變壓器的原邊線圈耦合，所述第一變壓器的副邊線圈與所述第二變壓器的原邊線圈耦合，所述第二變壓器的副邊線圈與負(fù)載耦合。所述第一變壓器用于通過(guò)所述第一變壓器的原邊線圈和所述第一變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)將所述外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為第一電壓信號(hào)，并將所述第一電壓信號(hào)輸入所述第二變壓器的原邊線圈，以使所述外部電源與所述第二變壓器電氣隔離。所述第二變壓器用于通過(guò)所述第二變壓器的原邊線圈和所述第二變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)將所述第一電壓信號(hào)調(diào)節(jié)為第二電壓信號(hào)，并將所述第二電壓信號(hào)輸出到所述負(fù)載，以使所述第一變壓器與所述負(fù)載電氣隔離。

進(jìn)一步的，還包括：脈沖控制電路和開(kāi)關(guān)模塊，所述開(kāi)關(guān)模塊包括：第一觸點(diǎn)、第二觸點(diǎn)和控制端，所述脈沖控制電路的輸出端與所述控制端耦合，所述第一觸點(diǎn)與所述第一變壓器的原邊線圈耦合，所述第二觸點(diǎn)與參考電壓端耦合。

進(jìn)一步的，所述第一變壓器的所述原邊線圈包括：第一原邊線圈和第二原邊線圈，所述第一原邊線圈的一端與所述外部電源耦合，所述第一原邊線圈的另一端與所述第一觸點(diǎn)耦合，所述第二原邊線圈的一端與所述第二觸點(diǎn)耦合，所述第二原邊線圈的另一端與所述脈沖控制電路的電源端耦合。

進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管，所述場(chǎng)效應(yīng)管的柵極為所述控制端，所述場(chǎng)效應(yīng)管的漏極為所述第一觸點(diǎn)，所述場(chǎng)效應(yīng)管的源極為所述第二觸點(diǎn)。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電表，包括：計(jì)量模塊、通信模塊、控制模塊以及開(kāi)關(guān)電源，所述計(jì)量模塊的輸入端和所述控制模塊的輸入端均與所述第一變壓器的副邊線圈耦合；所述第二變壓器的副邊線圈與所述通信模塊耦合，所述通信模塊與所述控制模塊耦合。

進(jìn)一步的，所述第一變壓器的副邊線圈包括：第一副邊線圈和第二副邊線圈，所述第一副邊線圈和所述第二副邊線圈均與所述第一變壓器的所述原邊線圈耦合，所述計(jì)量模塊的輸入端與所述第一副邊線圈耦合，所述控制模塊的輸入端與所述第二副邊線圈耦合，所述第二副邊線圈與所述第二變壓器的原邊線圈耦合。

進(jìn)一步的，所述通信模塊與所述控制模塊通過(guò)第一光電耦合器和第二光電耦合器耦合，所述第一光電耦合器包括：第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管；所述第一發(fā)光二極管的兩端均與所述控制模塊的輸出端耦合，所述第一光敏三極管的集電極端和發(fā)射極端均與所述通信模塊的輸入端耦合；所述第二光電耦合器包括：第二發(fā)光二極管和第二光敏三極管；所述第二發(fā)光二極管的兩端均與所述通信模塊的輸出端耦合，所述第二光敏三極管的集電極端和發(fā)射極端與所述控制模塊的輸入端耦合。

進(jìn)一步的，還包括：檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路的輸入端與所述控制模塊的輸入端耦合，所述檢測(cè)電路的輸出端與所述脈沖控制電路的輸入端耦合。

進(jìn)一步的，還包括：整流模塊和穩(wěn)壓模塊，所述整流模塊的輸入端與所述第二變壓器的副邊線圈耦合，所述整流模塊的輸出端與所述穩(wěn)壓模塊的輸入端耦合，所述穩(wěn)壓模塊的輸出端與所述通信模塊耦合。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電氣隔離方法，所述方法包括：第一變壓器用于通過(guò)所述第一變壓器的原邊線圈和所述第一變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)將外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為第一電壓信號(hào)，并將所述第一電壓信號(hào)輸入第二變壓器的原邊線圈，以使所述外部電源與所述第二變壓器電氣隔離。所述第二變壓器用于通過(guò)所述第二變壓器的原邊線圈和所述第二變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)將所述第一電壓信號(hào)調(diào)節(jié)為第二電壓信號(hào)，并將所述第二電壓信號(hào)輸出到負(fù)載，以使所述第一變壓器與所述負(fù)載電氣隔離。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：通過(guò)外部電源與第一變壓器的原邊線圈耦合，第一變壓器的副邊線圈與第二變壓器的原邊線圈耦合，第二變壓器的副邊線圈與負(fù)載耦合。

由于第一變壓器和第二變壓器串聯(lián)，輸入的電壓便能夠被分配到第一變壓器和第二變壓器。第一變壓器的原邊線圈和第一變壓器的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料能夠保證第一變壓器的原邊線圈和第一變壓器的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到6KV，即能夠?qū)崿F(xiàn)6KV的電氣隔離。而第二變壓器的原邊線圈和第二變壓器的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料能夠保證第二變壓器的原邊線圈和第二變壓器的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度也能夠達(dá)到6KV，即也能夠?qū)崿F(xiàn)6KV的電氣隔離。第一變壓器和第二變壓器串聯(lián)后，外部電源輸入的電壓便能夠被分配到第一變壓器和第二變壓器。進(jìn)而第一變壓器和第二變壓器串聯(lián)后能夠承受12KV以內(nèi)的電壓，并實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

第一變壓器和第二變壓器的串聯(lián)結(jié)構(gòu)應(yīng)用在電表中，電表通過(guò)第一變壓器和第二變壓器的串聯(lián)而實(shí)現(xiàn)外部的輸入電源和電表之間至少10KV電壓等級(jí)的電氣隔離，進(jìn)而大幅的提高了電表的絕緣值，使電表承受更高的脈沖電壓。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供一種開(kāi)關(guān)電源的模塊圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供一種開(kāi)關(guān)電源的電路圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用于該電氣隔離方法；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用于該開(kāi)關(guān)電源的電表的模塊圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用該開(kāi)關(guān)電源的電表的電路圖

圖中：開(kāi)關(guān)電源100、整流裝置110、電磁干擾處理電路111、整流濾波112、開(kāi)關(guān)模塊120、脈沖控制電路130、電表200、第一整流穩(wěn)壓裝置210、計(jì)量模塊220、第二整流裝置230、控制模塊240、第三整流穩(wěn)壓裝置250、通信模塊260、檢測(cè)電路270。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“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(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“連接”、“耦合”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

請(qǐng)參閱圖1，圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)電源100模塊圖。開(kāi)關(guān)電源100包括：整流裝置110、第一變壓器T1、第二變壓器T2、開(kāi)關(guān)模塊120和脈沖控制電路130。

請(qǐng)參閱圖2所示出的本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)電源100的電路圖。整流裝置110用于將外部電源輸入端口AA’輸入的電源進(jìn)行消除電磁干擾和整流。通過(guò)整流裝置110將外部電源輸入的交流電整流為直流，并輸入第一變壓器T1的原邊線圈。優(yōu)選地，整流裝置110包括：電磁干擾處理電路111和整流濾波112電路。電磁干擾處理電路111的輸入端與外部電源輸入端口AA’耦合，電磁干擾處理電路111的輸出端與整流濾波112電路的輸入端耦合。在由端口AA’輸入的交流高壓電源中，交流高壓電源中存在電磁干擾，進(jìn)而對(duì)設(shè)備造成干擾。電磁干擾處理電路111能夠用于將輸入的外部電源的電磁干擾濾除，從而避免了對(duì)設(shè)備的干擾。與此同時(shí)，電磁干擾處理電路111還可將開(kāi)關(guān)電源自身產(chǎn)生的干擾信號(hào)濾除，以防止開(kāi)關(guān)電源自身產(chǎn)生的干擾信號(hào)流入到電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)的其他設(shè)備的運(yùn)行造成干擾?？蛇x的，本實(shí)施可采用EMC(Electro Magnetic Compatibility)處理電路通過(guò)濾波和屏蔽的方式以消除輸入的外部電源存在的電磁干擾。整流濾波112電路通過(guò)與電磁干擾處理電路111耦合，整流濾波112電路能夠接收到電磁干擾處理電路111處理后的電信號(hào)。整流濾波112電路用于將輸入的交流信號(hào)通過(guò)整流和濾波轉(zhuǎn)換為直流后將其輸出到第一變壓器T1的原邊線圈。

第一變壓器T1用于通過(guò)所述第一變壓器T1的原邊線圈和T1第一變壓器T1的副邊線圈的電磁效應(yīng)將外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為第一電壓信號(hào)。優(yōu)選地，第一變壓器T1的原邊線圈包括：第一原邊線圈aa’，第二原邊線圈bb’。第一變壓器T1的副邊線圈包括：第一副邊線圈cc’，第二副邊線圈dd’。第一原邊線圈aa’之間設(shè)有保護(hù)電路，保護(hù)電路包括：第一電容C1、第一電阻R1和第一二極管D1。第一原邊線圈aa’的輸入端與整流濾波112電路的輸出端耦合，第一電容C1的一端和第一電阻R1的一端均和第一原邊線圈aa’的輸入端耦合。第一電容C1的另一端和第一電阻R1的另一端均和第一二極管D1的陰極端耦合，第一二極管D1的陽(yáng)極端與第一原邊線圈aa’的輸出端耦合?？蛇x的，本實(shí)施例的保護(hù)電路為RCD吸收電路。通過(guò)第一二極管D1的單向?qū)ǎ约暗谝浑娙軨1的儲(chǔ)能從而對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管Q1形成保護(hù)。

開(kāi)關(guān)模塊120用于進(jìn)行通斷第一變壓器的原邊線圈與參考電壓端之間的連接，以改變第一變壓器的原邊線圈兩端的電壓。優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)模塊包括：第一觸點(diǎn)、第二觸點(diǎn)，所述第一觸點(diǎn)與所述第一變壓器的原邊線圈耦合，所述第二觸點(diǎn)與參考電壓端耦合。

另外，為了便于通過(guò)脈沖信號(hào)等具有高低電平的信號(hào)控制開(kāi)關(guān)模塊的第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)的通斷和閉合，該開(kāi)關(guān)模塊還包括控制端，該控制端用于接收輸入的脈沖信號(hào)，以控制第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)的通斷。

優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)模塊120可以為：場(chǎng)效應(yīng)管Q1。由于開(kāi)關(guān)模塊120包括：第一觸點(diǎn)、第二觸點(diǎn)和控制端，從而場(chǎng)效應(yīng)管Q1柵極可以為控制端，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極可以為第一觸點(diǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極可以為第二觸點(diǎn)。

于本發(fā)明實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電源100還包括脈沖控制電路130，脈沖控制電路130用于控制開(kāi)關(guān)模塊120的開(kāi)斷，從而通過(guò)脈沖控制電路130控制開(kāi)關(guān)模塊120以一定頻率進(jìn)行開(kāi)斷，便能夠?qū)⒄鳛V波電路112輸出的直流信號(hào)改變?yōu)槊}沖信號(hào)。第一變壓器T1原邊線圈的脈沖信號(hào)能夠使第一變壓器T1的副邊線圈通過(guò)電磁感應(yīng)而產(chǎn)生相同頻率的第一電壓信號(hào)，而第一電壓信號(hào)為降壓脈沖電壓。通過(guò)第一變壓器T1副邊線圈分別與輸出端口BB’和輸出端口CC’耦合，以使第一變壓器T1副邊線圈將降壓脈沖電壓分別通過(guò)輸出端口BB’和輸出端口CC’輸出。

優(yōu)選地，脈沖控制電路130包括：控制芯片U1、第二二極管D2、第二電阻R2、第二電容C2和第三電容C3。

第一原邊線圈aa’的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極耦合。場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極與控制芯片U1的輸出控制端(PWM-OUT)耦合，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極與第二原邊線圈bb’的一端耦合。由于場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極還與參考電壓端耦合，從而第二原邊線圈bb’的一端可以為參考電壓端，即第二原邊線圈bb’的一端為參考地電位點(diǎn)。第二原邊線圈bb’的另一端與第二二極管D2的陽(yáng)極耦合,第二二極管D2的陰極與第二電阻R2的一端耦合。第二電阻R2的另一端與第二電容C2的一端耦合，第二電容C2的另一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q1源極耦合?？刂菩酒琔1的電源電壓端VDD與第二電阻R2的另一端耦合以提供控制芯片U1的工作電壓?？刂菩酒琔1的輸出欠壓保護(hù)端BR與第二電容C2的另一端耦合?？刂菩酒琔1的反饋電壓端FB與第三電容C3的一端耦合，第三電容C3的另一端與第二電容C2的另一端耦合。

通過(guò)第一變壓器T1的第一原邊線圈aa’與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極耦合和第二原邊線圈bb’與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極耦合，而控制芯片U1通過(guò)與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極耦合，從而控制芯片U1能夠控制場(chǎng)效應(yīng)管Q1的開(kāi)斷?？刂菩酒琔1控制場(chǎng)效應(yīng)管Q1間隙性導(dǎo)通，從而整流濾波電路112輸出的直流信號(hào)被切斷為脈沖信號(hào)。第一原邊線圈aa’通過(guò)脈沖信號(hào)能夠使第一原邊線圈aa’產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而能夠使第二原邊線圈bb’產(chǎn)生頻率與脈沖信號(hào)相同的第三降壓脈沖電壓。第二原邊線圈bb’輸出的第三降壓脈沖電壓信號(hào)通過(guò)第二二極管D2、第二電阻R2和第二電容C2組成的第一整流電路，將該第三降壓脈沖電壓信號(hào)整流為直流信號(hào)。而直流信號(hào)通過(guò)輸入控制芯片U1的電源電壓端VDD以提供控制芯片U1的供電?？蛇x的，在本實(shí)施例中，由第二二極管D2、第二電阻R2和第二電容C2組成的第一整流電路可以為半波整流電路。

第一原邊線圈aa’通過(guò)脈沖信號(hào)能夠使第一原邊線圈aa’產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而能夠使第一副邊線圈cc’和第二副邊線圈dd’通過(guò)電磁感應(yīng)而產(chǎn)生電壓?？蛇x的，本實(shí)施例中，第一變壓器T1將開(kāi)關(guān)電源100輸入的電壓信號(hào)降壓。因此，第一副邊線圈cc’能夠產(chǎn)生頻率與脈沖信號(hào)相同的第一降壓脈沖電壓，第二副邊線圈dd’也能夠產(chǎn)生頻率與脈沖信號(hào)相同的第二降壓脈沖電壓。第一降壓脈沖電壓通過(guò)輸出端口BB’與第一副邊線圈cc’的耦合便能夠輸出到外部負(fù)載，而第二降壓脈沖電壓通過(guò)輸出端口CC’與第二副邊線圈dd’的耦合便也能夠輸出到外部負(fù)載。

第二變壓器T2用于通過(guò)第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈的電磁效應(yīng)將第一電壓信號(hào)調(diào)節(jié)為第二電壓信號(hào)，并將所述第二電壓信號(hào)輸出到負(fù)載，以使第一變壓器T1與負(fù)載電氣隔離。

第二變壓器T2的原邊線圈與第一變壓器T1的第二副邊線圈dd’耦合，從而第二副邊線圈dd’能夠?qū)a(chǎn)生的第二降壓脈沖電壓輸入第二變壓器T2的原邊線圈。第二變壓器T2的副邊線圈通過(guò)與第二變壓器T2的原邊線圈電磁感應(yīng)而產(chǎn)生與第二降壓脈沖電壓相同頻率的降壓脈沖信號(hào)。通過(guò)第二變壓器T2的副邊線圈與輸出端口DD’的耦合，便可以將降壓脈沖信號(hào)輸出到外部負(fù)載。

因此，本實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)電源100，開(kāi)關(guān)電源100工作時(shí)，第一變壓器T1通過(guò)第一變壓器T1的原邊線圈和第一變壓器T1的副邊線圈之間的電磁效應(yīng)，能夠?qū)⑼獠侩娫吹妮斎腚妷赫{(diào)節(jié)為降壓脈沖電壓，降壓脈沖電壓即為第一電壓信號(hào)。降壓脈沖電壓包括：第一降壓脈沖電壓、第二降壓脈沖電壓和第三脈沖降壓電壓。第一降壓脈沖電壓輸入外部負(fù)載，第二降壓脈沖電壓輸入第二變壓器T2的原邊線圈，而第三降壓電壓提供控制芯片U1供電電壓。通過(guò)第一變壓器T1的電磁效應(yīng)進(jìn)行傳輸從而能夠使外部電源與第二變壓器T2和外部負(fù)載實(shí)現(xiàn)電氣隔離。第二變壓器T2通過(guò)第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈之間的的電磁效應(yīng)，能夠?qū)⑤斎氲牡诙祲好}沖電壓調(diào)節(jié)為降壓脈沖信號(hào)，可以理解的，降壓脈沖信號(hào)即為第二電壓信號(hào)。第二變壓器T2將降壓脈沖信號(hào)輸入到外部負(fù)載，通過(guò)第二變壓器T2的電磁效應(yīng)進(jìn)行傳輸從而能夠使第一變壓器T1和外部負(fù)載實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

開(kāi)關(guān)電源100工作時(shí)，即第一變壓器T1和第二變壓器T2在電磁傳輸時(shí)。第一變壓器T1和第二變壓器T2能夠承受一定強(qiáng)度的電壓，即第一變壓器T1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間均需要承受一定強(qiáng)度的電壓。第一變壓器T1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間在承受電壓的強(qiáng)度均有一個(gè)最大電壓承受值。第一變壓器T1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間所承受的電壓在最大電壓承受值以內(nèi)時(shí)，第一變壓器T1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間均能以電磁效應(yīng)進(jìn)行傳輸，即第一變壓器T1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間均無(wú)電性連接，從而實(shí)現(xiàn)電氣隔離。但當(dāng)?shù)谝蛔儔浩鱐1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間所承受的電壓高于最大電壓承受值時(shí)，第一變壓器T1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間的進(jìn)行電磁效應(yīng)傳輸被破壞，即第一變壓器T1的原邊線圈和副邊線圈之間與第二變壓器T2的原邊線圈和副邊線圈之間均被擊穿，從而電氣隔離被破壞，并形成電性連接。

本實(shí)施例中，第一變壓器T1的原邊線圈和第一變壓器T1的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料不僅能夠保證第一變壓器T1的原邊線圈和第一變壓器T1的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到6KV，還能夠保證第一變壓器T1的副邊線圈與副邊線圈之間絕緣強(qiáng)度達(dá)到6KV，即能夠?qū)崿F(xiàn)第一變壓器T1的第一副邊線圈cc’和第二副邊線圈dd’之間6KV的電氣隔離。第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料能夠保證第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度也能夠達(dá)到6KV，即也能夠?qū)崿F(xiàn)6KV的電氣隔離。第一變壓器T1和第二變壓器T2串聯(lián)，開(kāi)關(guān)電源100工作時(shí)所輸入的電壓便能夠被分配到第一變壓器T1和第二變壓器T2。而第一變壓器T1和第二變壓器T2的結(jié)構(gòu)材料相近，從而由開(kāi)關(guān)電源100輸入的電壓便能夠均勻的分配到第一變壓器T1和第二變壓器T2。第一變壓器T1能夠承受6KV以內(nèi)的電壓，并實(shí)現(xiàn)電氣隔離，而第二變壓器T2也能夠承受6KV以內(nèi)的電壓，并也實(shí)現(xiàn)電氣隔離，進(jìn)而第一變壓器T1和第二變壓器T2串聯(lián)后能夠承受12KV以內(nèi)的電壓，并實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

因此，在本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源100中，開(kāi)關(guān)電源100能夠通過(guò)第一變壓器T1和第二變壓器T2的串聯(lián)而實(shí)現(xiàn)外部的輸入電源和第二變壓器T2所耦合的負(fù)載之間至少10KV電壓等級(jí)的電氣隔離。

請(qǐng)參圖3所示出的本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電氣隔離方法的流程圖。所述方法包括：步驟S101和步驟S102。

步驟S101：第一變壓器用于通過(guò)所述第一變壓器的原邊線圈和所述第一變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)將外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為第一電壓信號(hào)，并將所述第一電壓信號(hào)輸入第二變壓器的原邊線圈，以使所述外部電源與所述第二變壓器電氣隔離；

步驟S102：所述第二變壓器用于通過(guò)所述第二變壓器的原邊線圈和所述第二變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)將所述第一電壓信號(hào)調(diào)節(jié)為第二電壓信號(hào)，并將所述第二電壓信號(hào)輸出到所述負(fù)載，以使所述第一變壓器與所述負(fù)載電氣隔離。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的方法的具體工作過(guò)程，可以參考前述裝置中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

請(qǐng)參閱圖4所示出的本發(fā)明實(shí)施例提供一種電表200的模塊圖。上述的開(kāi)關(guān)電源100應(yīng)用于該電表200。電表200包括：第一整流穩(wěn)壓裝置210、第二整流裝置230、第三整流穩(wěn)壓裝置250、計(jì)量模塊220、通信模塊260、控制模塊240、檢測(cè)電路270、第一光電耦合器OC1、第二光電耦合器OC2、第三光電耦合器OC3和第四光電耦合器OC4。

請(qǐng)參閱圖5所示出的本發(fā)明實(shí)施例提供一種電表200的電路圖。

第一整流穩(wěn)壓裝置210用于將通過(guò)輸出端口BB’輸出第一降壓脈沖電壓進(jìn)行整流和穩(wěn)壓，從而將第一降壓脈沖電壓轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)輸出到計(jì)量模塊220。優(yōu)選地，第一整流穩(wěn)壓裝置210的輸入端通過(guò)輸出端口BB’與第一副邊線圈cc’耦合，第一副邊線圈cc’產(chǎn)生的第一降壓脈沖電壓能夠輸入第一整流穩(wěn)壓裝置210。第一整流穩(wěn)壓裝置210對(duì)輸入的第一降壓脈沖電壓進(jìn)行整流和穩(wěn)壓，從而能夠?qū)⑤斎氲牡谝唤祲好}沖電壓轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)并輸出到計(jì)量模塊220中。計(jì)量模塊220通過(guò)與控制模塊240的耦合將其測(cè)量的電路的電能數(shù)據(jù)輸出到控制模塊240。第二整流裝置230的輸入端通過(guò)輸出端口CC’與第二副邊線圈dd’耦合，第二整流裝置230可用于將通過(guò)輸出端口CC’輸出第二降壓脈沖電壓進(jìn)行整流，從而將第二降壓脈沖電壓轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)輸出到控制模塊240，以提供控制模塊240的供電。控制模塊240用于通過(guò)和計(jì)量模塊220的耦合，從而將接收到的電路的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合?？刂颇K240能夠?qū)⒄虾箅娐返墓ぷ鳡顟B(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ拍K260，從而實(shí)現(xiàn)和通信模塊260之間的數(shù)據(jù)交互。優(yōu)選地，第二整流裝置230包括：第三二極管D3、第四電容C4、第一電感L1和第五電容C5。第三二極管D3的陽(yáng)極與第二副邊線圈dd’的一端耦合，第三二極管D3的陰極與第四電容C4的一端耦合，第四電容C4的另一端與第二副邊線圈dd’的另一端耦合并接地。第一電感L1的一端與第四電容C4的一端耦合，第一電感L1的另一端與第五電容C5的一端耦合。第五電容C5的另一端與第四電容C4的另一端的耦合，第五電容C5的兩端均和控制模塊240的耦合。

通過(guò)第三二極管D3、第四電容C4和第五電容C5的整流與第一電感L1的濾波，從而可以將第二降壓脈沖電壓轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)輸入控制模塊240，以提供控制模塊240的供電。

第三整流穩(wěn)壓裝置250的輸入端通過(guò)輸入端口DD’與第二變壓器T2的副邊線圈耦合，第三整流穩(wěn)壓裝置250可用于將通過(guò)輸出端口DD’輸出降壓脈沖信號(hào)進(jìn)行整流和穩(wěn)壓，從而將降壓脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)輸入到通信模塊260，以提供通信模塊260的供電。通信模塊260可用于將電路的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電表200的操控以及遠(yuǎn)程監(jiān)控?？蛇x的，通信模塊260可以為RS-485通信模塊。在本實(shí)施例中，通過(guò)第一變壓器T1和第二變壓器T2的串聯(lián)，以使RS-485通信模塊和電網(wǎng)之間達(dá)到10KV電氣隔離。從而有效提高了人員通過(guò)RS-485通信模塊進(jìn)行操作和維護(hù)時(shí)的安全性。而RS-485通信模塊和電網(wǎng)之間達(dá)到10KV電氣隔離也能夠使電表工作的穩(wěn)定性和可靠性有效提高。

優(yōu)選地，第三整流穩(wěn)壓裝置250包括：整流電路和穩(wěn)壓電路。整流電路包括：第四二極管D4、第六電容C6，穩(wěn)壓電路可以為穩(wěn)壓芯片U2。第四二極管D4的陽(yáng)極與第二變壓器T2副邊線圈的一端耦合，第四二極管D4的陰極與第六電容C6的一端耦合。第六電容C6的另一端與第二變壓器T2副邊線圈的另一端耦合并接地。穩(wěn)壓芯片U2的輸入端Vin與第六電容C6的一端耦合，穩(wěn)壓芯片U2的接地端GND與第六電容C6的另一端共地。穩(wěn)壓芯片U2的輸出端Vout與第七電容C7的一端耦合，第七電容C7的另一端接地。第七電容C7的兩端均與通信模塊260耦合。

第二變壓器T2副邊線圈輸出的降壓脈沖信號(hào)能夠通過(guò)第四二極管D4的整流而轉(zhuǎn)換直流信號(hào)。直流信號(hào)通過(guò)輸入穩(wěn)壓芯片U2以將其穩(wěn)壓后輸出到通信模塊260，以提供通信模塊260的供電。

在本實(shí)施例中，控制模塊240分別與計(jì)量模塊220和通信模塊耦合，為以保證控制模塊240分別與計(jì)量模塊220和通信模塊260之間的數(shù)據(jù)形成交互的同時(shí)，還需保證控制模塊240分別與計(jì)量模塊220和通信模塊260之間良好的電氣隔離。作為一種方式，控制模塊240與通信模塊260可通過(guò)第一光電耦合器OC1和第二光電耦合器OC2實(shí)現(xiàn)耦合。第一光電耦合器OC1和第二光電耦合器OC2能夠用于將控制模塊240處理后的電路的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以光電的方式和通信模塊260進(jìn)行交互傳輸。第一光電耦合器OC1包括：第一發(fā)光二極管D5和第一光敏三極管T1。第一發(fā)光二極管D5的陽(yáng)極和陰極均和控制模塊240的輸出端耦合。第一光敏三極管T1的發(fā)射極和集電極均與通信模塊260的輸入端耦合。而第二光電耦合器OC2包括：第二發(fā)光二極管D6和第二光敏三極管T2。第二發(fā)光二極管D6的陽(yáng)極和陰極均與通信模塊260的輸出端耦合。第二光敏三極管T2的發(fā)射極和集電極均與控制模塊240的輸入端耦合。

控制模塊240的輸出端通過(guò)第一光電耦合器OC1與通信模塊260的輸入端耦合，從而控制模塊240將處理后的電路的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸入第一發(fā)光二極管D5，第一發(fā)光二極管D5通過(guò)發(fā)光將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。第一光敏三極管T1通過(guò)接收第一發(fā)光二極管D5發(fā)出的光信號(hào)，從而再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸入通信模塊260。通信模塊260將輸入的模擬信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，通信模塊260將電路的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電表200的操控以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。與此同時(shí)，通信模塊260工作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為的電信號(hào)后，也可通過(guò)第二發(fā)光二極管D6轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。第二光敏三極管T2通過(guò)接收第二發(fā)光二極管D6發(fā)出的光信號(hào)，從而再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸入控制模塊240。

第一光電耦合器OC1具有光電傳輸效應(yīng)，從而通過(guò)第一光電耦合器OC1對(duì)信號(hào)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也實(shí)現(xiàn)了控制模塊240和通信模塊260之間的電氣隔離。通過(guò)第二光電耦合器OC2的光電傳輸效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)通信模塊260能夠?qū)⑿盘?hào)反饋到控制模塊240的同時(shí)，也再次實(shí)現(xiàn)了控制模塊240和通信模塊260之間的電氣隔離。

作為另一種方式，控制模塊240與計(jì)量模塊220可通過(guò)第三光電耦合器OC3和第四光電耦合器OC4實(shí)現(xiàn)耦合。第三光電耦合器OC3和第四光電耦合器OC4能夠用于將控制模塊240接收和處理的電路的電能數(shù)據(jù)以光電的方式和計(jì)量模塊220進(jìn)行交互傳輸。第三光電耦合器OC3包括：第三發(fā)光二極管D7和第三光敏三極管T3。第三發(fā)光二極管D7的陽(yáng)極和陰極均和計(jì)量模塊220的輸出端耦合。第三光敏三極管T3的發(fā)射極和集電極均與控制模塊240的輸入端耦合。而第四光電耦合器OC4包括：第四發(fā)光二極管D8和第四光敏三極管T4。第四發(fā)光二極管D8的陽(yáng)極和陰極均與控制模塊240的輸出端耦合。第四光敏三極管T4的發(fā)射極和集電極均與計(jì)量模塊220的輸入端耦合。

通過(guò)第三光電耦合器OC3和第四光電耦合器OC4所具有光電傳輸效應(yīng)，從而可以將計(jì)量模塊220和控制模塊240之間的信號(hào)以光電的形式進(jìn)行交互，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)量模塊220和控制模塊240之間的電氣隔離。

本實(shí)施例還設(shè)有檢測(cè)電路270，檢測(cè)電路270用于對(duì)第二整流裝置230輸出的直流信號(hào)進(jìn)行采集，并將其輸入到控制芯片U1，以使控制芯片U1根據(jù)輸入的信號(hào)值調(diào)節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管Q1的開(kāi)斷頻率。為保證檢測(cè)電路270與控制芯片U1耦合的同時(shí)，還具有良好的電氣隔離，檢測(cè)電路270與控制芯片U1之間可設(shè)有第五光電耦合器OC5。第五光電耦合器OC5用于將檢測(cè)電路270輸入的直流信號(hào)以光電的方式進(jìn)行傳輸，并將其輸入到控制芯片U1。

優(yōu)選地，檢測(cè)電路270包括：第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電容C8和三端穩(wěn)壓器U3。第五光電耦合器OC5包括：第五發(fā)光二極管D9和第五光敏三極管T5。

第三電阻R3的一端與第一電感L1的一端耦合，第三電阻R3的另一端與第四電阻R4的一端耦合。第四電阻R4的另一端與第五電容C5的另一端耦合。第四電阻R4的一端還與第五電阻R5的一端耦合，第五電阻R5的另一端與第八電容C8的一端耦合。第八電容C8的另一端與三端穩(wěn)壓器U3的陰極耦合。三端穩(wěn)壓器U3的參考電壓端與第四電阻R4的一端耦合。三端穩(wěn)壓器U3的陽(yáng)極與第四電阻R4的另一端耦合。三端穩(wěn)壓器U3的陰極還與第六電阻R6的一端耦合，第六電阻R6的另一端分別與第一電感L1的一端和第七電阻R7的一端耦合。第七電阻R7的另一端與第五發(fā)光二極管D9的陽(yáng)極耦合，第五發(fā)光二極管D9的陰極與三端穩(wěn)壓器U3的陰極耦合。第五光敏三極管T5的集電極與第三電容C3的一端耦合，而第五光敏三極管T5的發(fā)射極與第三電容C3的參考地電位端耦合。

第二整流裝置230輸出的直流信號(hào)能夠輸出到檢測(cè)電路270中。通過(guò)三端穩(wěn)壓器U3的穩(wěn)壓，從而將穩(wěn)壓后的直流信號(hào)輸入第五發(fā)光二極管D9。第五發(fā)光二極管D9通過(guò)發(fā)光將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，可選的，第五發(fā)光二極管D9可以為紅外發(fā)光二極管。第五光敏三極管T5通過(guò)接收第五發(fā)光二極管D9發(fā)出的光信號(hào)，從而再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸出到控制芯片U1的反饋電壓端FB。控制芯片U1根據(jù)反饋的電信號(hào)的大小便可控制場(chǎng)效應(yīng)管Q1的通斷時(shí)間，從而調(diào)節(jié)輸出端口BB’、輸出端口CC’和輸出端口DD’輸出脈沖信號(hào)的頻率形成穩(wěn)定的信號(hào)輸出，從而給計(jì)量模塊220、控制模塊240和通信模塊260提供穩(wěn)定直流信號(hào)，進(jìn)而穩(wěn)定的進(jìn)行工作。

在本實(shí)施例的提供的電表200中，上述的開(kāi)關(guān)電源100應(yīng)用于該電表200。由于第一變壓器T1的每個(gè)副邊線圈之間都具有6KV的電氣隔離，且第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈之間也具有6KV的電氣隔離，從而計(jì)量模塊220和通信模塊260相互之間便能夠具有至少10KV的電氣隔離。第一變壓器T1的第二副邊線圈dd’耦合第二整流裝置230，而第二整流裝置230又同控制模塊240耦合，進(jìn)而通過(guò)第一變壓器T1實(shí)現(xiàn)了外部電源和控制模塊240之間6KV的電氣隔離。在本實(shí)施例的電表200中，通信模塊260為人員直接操控或遠(yuǎn)程操控的接觸性模塊。通過(guò)將第一變壓器T1的第二副邊線圈dd’和第二變壓器T2的原邊線圈耦合后，第二變壓器T2的副邊線圈與第三整流穩(wěn)壓裝置250耦合，第三整流穩(wěn)壓裝置250再與通信模塊260耦合，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)外部電源和通信模塊260之間10KV的電氣隔離，最大限度的提高了人員對(duì)其操控的安全。再者，由于控制模塊240分別與計(jì)量模塊220和通信模塊260耦合，從而通信模塊260和控制模塊240之間可以通過(guò)第一光電耦合器OC1和第二光電耦合器OC2實(shí)現(xiàn)耦合。通過(guò)第一光電耦合器OC1和第二光電耦合器OC2的光電傳輸效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了控制模塊240與通信模塊260之間數(shù)據(jù)交互的同時(shí)，由于其光電傳輸效應(yīng)，也實(shí)現(xiàn)了控制模塊240和通信模塊260之間的電氣隔離。進(jìn)而提高了操控通信模塊260安全性。而計(jì)量模塊220和控制模塊240之間，則可以通過(guò)第三光電耦合器OC3和第四光電耦合器OC4實(shí)現(xiàn)耦合。通過(guò)第三光電耦合器OC3和第四光電耦合器OC4的光電傳輸效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了控制模塊240與計(jì)量模塊220之間數(shù)據(jù)交互的同時(shí)，由于其光電傳輸效應(yīng)，也實(shí)現(xiàn)了控制模塊240和計(jì)量模塊220之間的電氣隔離。進(jìn)而能夠效提高電路的可靠性和安全性。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)電壓100及應(yīng)用該開(kāi)關(guān)電源100的電表200，通過(guò)外部電源與第一變壓器T1的原邊線圈耦合，第一變壓器T1的副邊線圈與第二變壓器T2的原邊線圈耦合，第二變壓器T2的副邊線圈與負(fù)載耦合。

第一變壓器T1用于通過(guò)第一變壓器T1的原邊線圈和第一變壓器T1的副邊線圈的電磁效應(yīng)進(jìn)行傳輸，將外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為第一電壓信號(hào)，并將第一電壓信號(hào)輸入第二變壓器的原邊線圈。以使第一變壓器T1的原邊線圈和第一變壓器T1的副邊線圈承受電壓的同時(shí)，外部電源和第二變壓器T2電氣隔離。

第二變壓器T2用于通過(guò)第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈的電磁效應(yīng)進(jìn)行傳輸，將第一電壓信號(hào)調(diào)節(jié)為第二電壓信號(hào)，并將第二電壓信號(hào)輸入負(fù)載，以使第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈承受電壓的同時(shí)，第一變壓器與負(fù)載電氣隔離。

第一變壓器T1和第二變壓器T2串聯(lián)，輸入的電壓便能夠被分配到第一變壓器T1和第二變壓器T2。第一變壓器T1的原邊線圈和第一變壓器T1的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料能夠保證第一變壓器T1的原邊線圈和第一變壓器T1的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到6KV，即能夠?qū)崿F(xiàn)6KV的電氣隔離。而第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料能夠保證第二變壓器T2的原邊線圈和第二變壓器T2的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度也能夠達(dá)到6KV，即也能夠?qū)崿F(xiàn)6KV的電氣隔離。第一變壓器T1和第二變壓器T2串聯(lián)后，輸入的電壓便能夠被分配到第一變壓器T1和第二變壓器T2。進(jìn)而第一變壓器T1和第二變壓器T2串聯(lián)后能夠承受12KV以內(nèi)的電壓，并實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

第一變壓器T1和第二變壓器T2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)應(yīng)用在電表200中，電表200通過(guò)第一變壓器T1和第二變壓器T2的串聯(lián)而實(shí)現(xiàn)外部的輸入電源和電表200的之間至少10KV電壓等級(jí)的電氣隔離，進(jìn)而大幅的提高了電表200的絕緣值，以使電表200承受更高的脈沖電壓。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。