三相四线低功耗开关电源电能表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三相四线低功耗开关电源电能表，它的开关电源模块分别连接电能计量模块、通信模块和中央处理单元，电能计量模块、通信模块、数据输出模块、数据输入模块分别接入中央处理单元，开关电源模块的高频滤波抗干扰电路连接开关稳压电源电路，整流电路和高频滤波抗干扰电路之间设零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路，整流电路分别连接零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路，零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路均接入高频滤波抗干扰电路，零线判断电路的控制信号输出端连接带线路选通功能的稳压电路。本实用新型专利技术的功耗比普通三相电能表降低６０％～７０％，节约了能源。且在三相四线电能表缺少零线的情况也能工作。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三相电能表
，具体涉及一种三相四线低功耗开关电源电能表。技术背景现有的三相四线电能表一般采用变压器方案供电，其隔离抗干扰效果好，稳定可靠，但功耗较大，成本高。随着开关电源技术的日趋成熟，技术人员开始尝试在三相四线电能表中使用开关电源的方案供电，来解决常规变压器方案中功耗较大，成本高的缺陷。但一方面由于开关电源的干扰抑制能力较差，另一方面，一般的三相四线开关电源电能表中如果缺少零线，电能表将不能正常工作，因此开关电源对三相四线电能表供电的方案还需要不继的完善。
技术实现思路
本技术的目是针对上述技术问题，提供一种使用开关电源供电，干扰抑制能力强且在缺少零线的情况下仍然可以正常工作的三相四线低功耗开关电源电能表。为实现此目的，本技术所设计的一种三相四线低功耗开关电源电能表，它包括开关电源模块、电能计量模块、中央处理单元、数据输出模块、数据输入模块和通信模块，其中，开关电源模块的输出端分别连接电能计量模块、通信模块和中央处理单元，所述电能计量模块、通信模块、数据输出模块、数据输入模块分别接入中央处理单元，其特征在于：所述开关电源模块包括整流电路、高频滤波抗干扰电路和开关稳压电源电路，其中，高频滤波抗干扰电路连接开关稳压电源电路，在所述整流电路和高频滤波抗干扰电路之间设置有零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路，所述整流电路分别连接零线判断电路的输入端和带线路选通功能的稳压电路的输入端，所述零线判断电路的输出端和带线路选通功能的稳压电路的输出端均接入高频滤波抗干扰电路，所述零线判断电路的控制信号输出端连接带线路选通功能的稳压电路。所述中央处理单元还连接有数据存储模块和继电器控制单元。所述带线路选通功能的稳压电路还连接有零线检测电路。所述整流电路还连接有开关电源保护电路。所述零线判断电路包括二极管D13、电阻R12～R15、电容C5、场效应管Q2、瞬态抑制器Z1，其中，场效应管Q2的栅极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端通过串联的电阻R12～R13和二极管D13接入零线JN1，场效应管Q2源级和栅极之间连接电容C5，电容C5的两端连接电阻R15，场效应管Q2源级还连接整流电路，场效应管Q2的源级和漏极之间连接瞬态抑制器Z1，场效应管Q2的漏极还连接带线路选通功能的稳压电路。所述带线路选通功能的稳压电路包括电阻R4～R9、场效应管Q1、电容C9、二极管D17和瞬态抑制器Z2，其中，场效应管Q1的漏极通过电阻R4连接整流电路，场效-->应管Q1的栅极和场效应管Q2的漏极之间连接电阻R9，整流电路和场效应管Q2的漏极之间串联电阻R5～R8，场效应管Q1的源级和栅极之间连接瞬态抑制器Z2，电容C9连接瞬态抑制器Z2的两端，场效应管Q1的源级还连接高频滤波抗干扰电路。所述零线检测电路包括稳压二极管DZ1、电阻R10～R11和光电耦合器OP1，其中，稳压二极管DZ1的负极连接于场效应管Q1的源级，稳压二极管DZ1的正极连接高频滤波抗干扰电路，光电耦合器OP1的输入端通过电阻R10～R11接入稳压二极管DZ1的两端，光电耦合器OP1的输出端JI用于连接单片机。所述整流电路包括二极管D1～D12、二极管D14～D15，其中，二极管D1的负极连接第一相线JA1，二极管D4的负极连接D1的正极，二极管D2的负极连接第二相线JB1，二极管D6的负极连接D2的正极，二极管D3的负极连接第三相线JC1，二极管D5的负极连接D3的正极，二极管D4～D5的正极连接二极管D6的正极；二极管D7的正极二极管D1的负极，二极管D10的正极连接二极管D7的负极，二极管D8的正极连接二极管D2的负极，二极管D11的正极连接二极管D8的负极，二极管D9的正极连接二极管D3的负极，二极管D12的正极连接二极管D9的负极，二极管D10～D12的负极连接二极管D6的正极，二极管D14的负极与二极管D15的正极相连，二极管D14的正极连接零线JN1，二极管D15的负极连接高频滤波抗干扰电路。所述开关电源保护电路包括线绕电阻R1～R3和压敏电阻ZR1～ZR4、复合热敏电阻RT1、二极管D16～D17，其中，二极管D1的负极和第一相线JA1之间连接线绕电阻R1，二极管D2的负极和第二相线JB1之间连接线绕电阻R2，二极管D3的负极和第三相线JC1之间连接线绕电阻R3，第一相线JA1和零线JN1之间连接压敏电阻ZR1，第二相线JB2和零线JN1之间连接压敏电阻ZR2，第三相线JC1和零线JN1之间连接压敏电阻ZR3，二极管D5的正极和二极管D12的负极之间连接压敏电阻ZR4，二极管D16的正极和二极管D15的负极之间连接复合热敏电阻RT1。二极管D17的正极连接零线检测电路，二极管D16的负极与二极管D17的负极相连后接入高频滤波抗干扰电路的输入端。本技术的优点在于：通过在三相四线电能表中设置开关电源模块，使得其功耗比普通三相电能表降低60％～70％，大大节约了能源。且通过在开关电源模块中设置零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路，使得三相四线电能表缺少零线的情况也能工作，同时，由于在错相的时候复合热敏电阻的作用保护开关电源不受损坏，增强了三相四线开关电源电能表的实用性和可靠性。本技术还具有抑制传导干扰能力强、可靠性高、电源效率高、功耗低的优点。附图说明图1为本技术的电路原理图。图2为本技术中开关电源模块的原理框图。图3为本技术中开关电源模块的电路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明：-->如图所示的一种三相四线低功耗开关电源电能表，它包括开关电源模块、电能计量模块、中央处理单元、数据输出模块、数据输入模块和通信模块，其中，开关电源模块的输出端分别连接电能计量模块、通信模块和中央处理单元，所述电能计量模块、通信模块、数据输出模块、数据输入模块分别接入中央处理单元，所述开关电源模块包括开关电源保护电路、整流电路、高频滤波抗干扰电路和开关稳压电源电路，其中，开关电源保护电路连接整流电路，高频滤波抗干扰电路连接开关稳压电源电路，在整流电路和高频滤波抗干扰电路之间设置有零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路，整流电路分别连接零线判断电路的输入端和带线路选通功能的稳压电路的输入端，所述零线判断电路的输出端和带线路选通功能的稳压电路的输出端均接入高频滤波抗干扰电路，零线判断电路的控制信号输出端连接带线路选通功能的稳压电路，零线判断电路输出的控制信号进入带线路选通功能的稳压电路，用于控制带线路选通功能的稳压电路与高频滤波抗干扰电路之间的通断。带线路选通功能的稳压电路还连接有零线检测电路，零线检测电路用于将零线是否缺失的信号传递给单片机，并给出缺失零线的提示。开关电源保护电路用来防止雷击浪涌等冲击。上述技术方案中，所述中央处理单元还连接有数据存储模块和继电器控制单元。上述技术方案中，零线判断电路包括二极管D13、电阻R12～R15、电容C5、场效应管Q2、瞬态抑制器Z1，其中，场效应管Q2的栅极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端通过串联的电阻R12～R13和二极管D13接入零线JN1，场效应管Q2源级和栅极之间连接电容C5，电容C5的两端连接电阻R15，场效应管Q2源级还连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相四线低功耗开关电源电能表，它包括开关电源模块、电能计量模块、中央处理单元、数据输出模块、数据输入模块和通信模块，其中，开关电源模块的输出端分别连接电能计量模块、通信模块和中央处理单元，所述电能计量模块、通信模块、数据输出模块、数据输入模块分别接入中央处理单元，其特征在于：所述开关电源模块包括整流电路、高频滤波抗干扰电路和开关稳压电源电路，其中，高频滤波抗干扰电路连接开关稳压电源电路，在所述整流电路和高频滤波抗干扰电路之间设置有零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路，所述整流电路分别连接零线判断电路的输入端和带线路选通功能的稳压电路的输入端，所述零线判断电路的输出端和带线路选通功能的稳压电路的输出端均接入高频滤波抗干扰电路，所述零线判断电路的控制信号输出端连接带线路选通功能的稳压电路。

【技术特征摘要】
1.一种三相四线低功耗开关电源电能表，它包括开关电源模块、电能计量模块、中央处理单元、数据输出模块、数据输入模块和通信模块，其中，开关电源模块的输出端分别连接电能计量模块、通信模块和中央处理单元，所述电能计量模块、通信模块、数据输出模块、数据输入模块分别接入中央处理单元，其特征在于：所述开关电源模块包括整流电路、高频滤波抗干扰电路和开关稳压电源电路，其中，高频滤波抗干扰电路连接开关稳压电源电路，在所述整流电路和高频滤波抗干扰电路之间设置有零线判断电路和带线路选通功能的稳压电路，所述整流电路分别连接零线判断电路的输入端和带线路选通功能的稳压电路的输入端，所述零线判断电路的输出端和带线路选通功能的稳压电路的输出端均接入高频滤波抗干扰电路，所述零线判断电路的控制信号输出端连接带线路选通功能的稳压电路。2.根据权利要求1所述的三相四线低功耗开关电源电能表，其特征在于：所述中央处理单元还连接有数据存储模块和继电器控制单元。3.根据权利要求1所述的三相四线低功耗开关电源电能表，其特征在于：所述带线路选通功能的稳压电路还连接有零线检测电路。4.根据权利要求1所述的三相四线低功耗开关电源电能表，其特征在于：所述整流电路还连接有开关电源保护电路。5.根据权利要求1所述的三相四线低功耗开关电源电能表，其特征在于：所述零线判断电路包括二极管D13、电阻R12～R15、电容C5、场效应管Q2、瞬态抑制器Z1，其中，场效应管Q2的栅极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端通过串联的电阻R12～R13和二极管D13接入零线JN1，场效应管Q2源级和栅极之间连接电容C5，电容C5的两端连接电阻R15，场效应管Q2源级还连接整流电路，场效应管Q2的源级和漏极之间连接瞬态抑制器Z1，场效应管Q2的漏极还连接带线路选通功能的稳压电路。6.根据权利要求1所述的三相四线低功耗开关电源电能表，其特征在于：所述带线路选通功能的稳压电路包括电阻R4～R9、场效应管Q1、电容C9、二极管D17和瞬态抑制器Z2，其中，场效应管Q1的漏极通过电阻R4连接整流电路，场效应管Q1的栅极和场效应管Q2的漏极之间连接电阻R9，整流电路和场效应管Q2的漏极之间串联电阻R5～R8，场效应管Q1的源级和栅极之间连接瞬态抑制器Z2，电容C9连接瞬态抑制器Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中泽，
申请(专利权)人：武汉盛帆电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]