开关电源及电气隔离方法、电表技术

技术编号:15394476 阅读:104 留言:0更新日期:2017-05-19 06:22
一种开关电源及电气隔离方法、电表,其中,开关电源包括:第一变压器和第二变压器;外部电源与第一变压器的原边线圈耦合,第一变压器的副边线圈与第二变压器的原边线圈耦合,第二变压器的副边线圈与负载耦合。第一变压器用于通过第一变压器的原边线圈和副边线圈的电磁效应将外部电源的输入电压调节为第一电压信号,并将第一电压信号输入第二变压器的原边线圈,以使外部电源与第二变压器电气隔离;第二变压器用于通过第二变压器的原边线圈和副边线圈的电磁效应将第一电压信号调节为第二电压信号,并将第二电压信号输出到负载,以使第一变压器与负载电气隔离。通过第一变压器和第二变压器串联实现外部输入电源和负载之间10KV的电气隔离。

【技术实现步骤摘要】
开关电源及电气隔离方法、电表
本专利技术涉及电气
,具体而言,涉及一种开关电源及电气隔离方法、电表。
技术介绍
随着科学技术的发展和提高,电表已经实现智能化。智能电表仍需人员进行一定的操作和维护,其中,利用电能表的RS-485接口对其数据抄读是一项基本功能。在现有技术的智能电表中,RS-485接口与电网之间最大能够承受国家电网所要求的6KV脉冲电压隔离。但随着社会的发展和用电量的激增,电力系统对于智能电表安全性和可靠性的要求也越来越高。因此,现有技术中所能够承受的6KV脉冲电压隔离已经逐渐不能满足安全性和可靠性的要求,从而人员通过RS-485接口对智能电表进行操作和维护时,现有智能电表存在安全隐患。而现有技术中,可通过增大变压器尺寸或在变压器绕组之间增加绝缘材料以提高智能电表的绝缘性。增大变压器造成了智能电表尺寸过大,不便于使用;而增加绝缘材料造成了智能电表的生产成本过高。因此,如何有效的提高智能电表承受更高的脉冲电压隔离是目前业界一大难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种开关电源及电气隔离方法、电表,其能够使电表承受更高的脉冲电压。第一方面,本专利技术实施例提供了一种开关电源,包括:第一变压器和第二变压器;外部电源与所述第一变压器的原边线圈耦合,所述第一变压器的副边线圈与所述第二变压器的原边线圈耦合,所述第二变压器的副边线圈与负载耦合。所述第一变压器用于通过所述第一变压器的原边线圈和所述第一变压器的副边线圈的电磁效应将所述外部电源的输入电压调节为第一电压信号,并将所述第一电压信号输入所述第二变压器的原边线圈,以使所述外部电源与所述第二变压器电气隔离。所述第二变压器用于通过所述第二变压器的原边线圈和所述第二变压器的副边线圈的电磁效应将所述第一电压信号调节为第二电压信号,并将所述第二电压信号输出到所述负载,以使所述第一变压器与所述负载电气隔离。进一步的,还包括:脉冲控制电路和开关模块,所述开关模块包括:第一触点、第二触点和控制端,所述脉冲控制电路的输出端与所述控制端耦合,所述第一触点与所述第一变压器的原边线圈耦合,所述第二触点与参考电压端耦合。进一步的,所述第一变压器的所述原边线圈包括:第一原边线圈和第二原边线圈,所述第一原边线圈的一端与所述外部电源耦合,所述第一原边线圈的另一端与所述第一触点耦合,所述第二原边线圈的一端与所述第二触点耦合,所述第二原边线圈的另一端与所述脉冲控制电路的电源端耦合。进一步的,所述开关模块包括场效应管,所述场效应管的栅极为所述控制端,所述场效应管的漏极为所述第一触点,所述场效应管的源极为所述第二触点。第二方面,本专利技术实施例还提供了一种电表,包括:计量模块、通信模块、控制模块以及开关电源,所述计量模块的输入端和所述控制模块的输入端均与所述第一变压器的副边线圈耦合;所述第二变压器的副边线圈与所述通信模块耦合,所述通信模块与所述控制模块耦合。进一步的,所述第一变压器的副边线圈包括:第一副边线圈和第二副边线圈,所述第一副边线圈和所述第二副边线圈均与所述第一变压器的所述原边线圈耦合,所述计量模块的输入端与所述第一副边线圈耦合,所述控制模块的输入端与所述第二副边线圈耦合,所述第二副边线圈与所述第二变压器的原边线圈耦合。进一步的,所述通信模块与所述控制模块通过第一光电耦合器和第二光电耦合器耦合,所述第一光电耦合器包括:第一发光二极管和第一光敏三极管;所述第一发光二极管的两端均与所述控制模块的输出端耦合,所述第一光敏三极管的集电极端和发射极端均与所述通信模块的输入端耦合;所述第二光电耦合器包括:第二发光二极管和第二光敏三极管;所述第二发光二极管的两端均与所述通信模块的输出端耦合,所述第二光敏三极管的集电极端和发射极端与所述控制模块的输入端耦合。进一步的,还包括:检测电路,所述检测电路的输入端与所述控制模块的输入端耦合,所述检测电路的输出端与所述脉冲控制电路的输入端耦合。进一步的,还包括:整流模块和稳压模块,所述整流模块的输入端与所述第二变压器的副边线圈耦合,所述整流模块的输出端与所述稳压模块的输入端耦合,所述稳压模块的输出端与所述通信模块耦合。第三方面,本专利技术实施例还提供了一种电气隔离方法,所述方法包括:第一变压器用于通过所述第一变压器的原边线圈和所述第一变压器的副边线圈的电磁效应将外部电源的输入电压调节为第一电压信号,并将所述第一电压信号输入第二变压器的原边线圈,以使所述外部电源与所述第二变压器电气隔离。所述第二变压器用于通过所述第二变压器的原边线圈和所述第二变压器的副边线圈的电磁效应将所述第一电压信号调节为第二电压信号,并将所述第二电压信号输出到负载,以使所述第一变压器与所述负载电气隔离。本专利技术实施例的有益效果是:通过外部电源与第一变压器的原边线圈耦合,第一变压器的副边线圈与第二变压器的原边线圈耦合,第二变压器的副边线圈与负载耦合。由于第一变压器和第二变压器串联,输入的电压便能够被分配到第一变压器和第二变压器。第一变压器的原边线圈和第一变压器的副边线圈设有的绝缘材料能够保证第一变压器的原边线圈和第一变压器的副边线圈之间的绝缘强度达到6KV,即能够实现6KV的电气隔离。而第二变压器的原边线圈和第二变压器的副边线圈设有的绝缘材料能够保证第二变压器的原边线圈和第二变压器的副边线圈之间的绝缘强度也能够达到6KV,即也能够实现6KV的电气隔离。第一变压器和第二变压器串联后,外部电源输入的电压便能够被分配到第一变压器和第二变压器。进而第一变压器和第二变压器串联后能够承受12KV以内的电压,并实现电气隔离。第一变压器和第二变压器的串联结构应用在电表中,电表通过第一变压器和第二变压器的串联而实现外部的输入电源和电表之间至少10KV电压等级的电气隔离,进而大幅的提高了电表的绝缘值,使电表承受更高的脉冲电压。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供一种开关电源的模块图;图2为本专利技术实施例提供一种开关电源的电路图;图3为本专利技术实施例提供一种应用于该电气隔离方法;图4为本专利技术实施例提供一种应用于该开关电源的电表的模块图;图5为本专利技术实施例提供一种应用该开关电源的电表的电路图图中:开关电源100、整流装置110、电磁干扰处理电路111、整流滤波112、开关模块120、脉冲控制电路130、电表200、第一整流稳压装置210、计量模块220、第二整流装置230、控制模块240、第三整流稳压装置250、通信模块260、检测电路270。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围,而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术本文档来自技高网...
开关电源及电气隔离方法、电表

【技术保护点】
一种开关电源,其特征在于,包括:第一变压器和第二变压器;外部电源与所述第一变压器的原边线圈耦合,所述第一变压器的副边线圈与所述第二变压器的原边线圈耦合,所述第二变压器的副边线圈与负载耦合;所述第一变压器用于通过所述第一变压器的原边线圈和所述第一变压器的副边线圈的电磁效应将所述外部电源的输入电压调节为第一电压信号,并将所述第一电压信号输入所述第二变压器的原边线圈,以使所述外部电源与所述第二变压器电气隔离;所述第二变压器用于通过所述第二变压器的原边线圈和所述第二变压器的副边线圈的电磁效应将所述第一电压信号调节为第二电压信号,并将所述第二电压信号输出到所述负载,以使所述第一变压器与所述负载电气隔离。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源,其特征在于,包括:第一变压器和第二变压器;外部电源与所述第一变压器的原边线圈耦合,所述第一变压器的副边线圈与所述第二变压器的原边线圈耦合,所述第二变压器的副边线圈与负载耦合;所述第一变压器用于通过所述第一变压器的原边线圈和所述第一变压器的副边线圈的电磁效应将所述外部电源的输入电压调节为第一电压信号,并将所述第一电压信号输入所述第二变压器的原边线圈,以使所述外部电源与所述第二变压器电气隔离;所述第二变压器用于通过所述第二变压器的原边线圈和所述第二变压器的副边线圈的电磁效应将所述第一电压信号调节为第二电压信号,并将所述第二电压信号输出到所述负载,以使所述第一变压器与所述负载电气隔离。2.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,还包括:脉冲控制电路和开关模块,所述开关模块包括:第一触点、第二触点和控制端,所述脉冲控制电路的输出端与所述控制端耦合,所述第一触点与所述第一变压器的原边线圈耦合,所述第二触点与参考电压端耦合。3.根据权利要求2所述的开关电源,其特征在于,所述第一变压器的所述原边线圈包括:第一原边线圈和第二原边线圈,所述第一原边线圈的一端与所述外部电源耦合,所述第一原边线圈的另一端与所述第一触点耦合,所述第二原边线圈的一端与所述第二触点耦合,所述第二原边线圈的另一端与所述脉冲控制电路的电源端耦合。4.根据权利要求3所述的开关电源,其特征在于,所述开关模块包括场效应管,所述场效应管的栅极为所述控制端,所述场效应管的漏极为所述第一触点,所述场效应管的源极为所述第二触点。5.一种电表其特征在于,包括:计量模块、通信模块、控制模块以及如权利要求1-4任一项所述的开关电源,所述计量模块的输入端和所述控制模块的输入端均与所述第一变压器的副边线圈耦合;所述第二变压器的副边线圈与所述通信模块耦合,所述通信模块与所述控制模块耦合。6.根据权利要求5所述的电表,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:李中泽杨飞熊冰于轩盘秋荣
申请(专利权)人:武汉盛帆电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

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