[发明专利]一种三相电能表电路

说明书

本发明公开一种三相电能表电路，包括三相开关电源电路、通讯电路、数字量输出电路、MCU电路、模拟开关电路、数字隔离电路、光耦电路和三相计量电路；三相开关电源电路包括防护电路1、三相全桥整流电路、防护电路2、PN8145T电路、次级反馈电路、开关变压器、输出电路VO1、输出电路VO2和输出电路VO3。本发明的基于PN8145T电源芯片的三相开关电源电路，减少了元器件数量，电源输入端提供两级防护电路，提高了电源电路的可靠性；通过数字隔离电路实现三相计量电路与MCU电路的电气隔离，电路结构简单，提高了产品的安全性能；通讯电路工作温度‑40℃～+85℃解决传统光耦电路温度影响通讯问题。

技术领域

本发明涉及三相电能表技术领域，特别是涉及一种具有测量、通讯、数字量输出及电源功能的三相电能表电路。

背景技术

目前的三相电能表电路：

1)、电压测量电路通过电阻分压电路后与MCU电路直连，电气上不隔离，该方案的缺点是在电磁环境比较差的场合会影响产品其他性能(如通讯误码率较高等)；另外一种是通过电压互感器将高压信号转换为低压信号，使三相电压信号与MCU电路模拟信号电气隔离，该隔离方案的三个电压互感器成本相对较高，对产品的市场竞争力不利。

2)、电能表的电源结构及电能表(专利号201810964325.X)，该专利中电源结构输入端全桥整流电路中每个桥臂采用两个二极管串联方式，后级开关电路采用开关电源芯片串联一个高压MOSFET实现三相交流电压输入的供电要求，该方案电路复杂，元器件数量较多，会降低产品的整机可靠性。

3)、通讯电路采用传统的普通光耦加RS485芯片方案，由于光耦容易受温度环境因素影响，通讯只适用于波特率9600bps以下系统；且系统连接RS485电路后，在做电磁兼容试验时，产品的EMI性能会下降

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种具有测量、通讯、数字量输出及电源功能的三相电能表电路。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种三相电能表电路，其特点在于，其包括三相开关电源电路、通讯电路、数字量输出电路、MCU电路、模拟开关电路、数字隔离电路、光耦电路和三相计量电路；

所述三相开关电源电路用于为三相计量电路、通讯电路和MCU电路提供工作电压，所述三相开关电源电路包括防护电路1、三相全桥整流电路、防护电路2、PN8145T电路、次级反馈电路、开关变压器、输出电路VO1、输出电路VO2和输出电路VO3；

所述防护电路1用于在三相交流输入电路上三相输入交流电压有浪涌电压冲击时对浪涌冲击电压进行吸收以提供第一级过电压防护；

所述三相全桥整流电路用于将三相输入交流电压整流为脉动直流高压；

所述防护电路2用于将防护电路1由于吸收浪涌冲击电压而产生的残压进一步进行钳位在DC750V左右，对后级电路提供过压、过流保护；

所述PN8145T电路用于将三相全桥整流电路变换的脉动直流高压滤波成平滑的直流高压，采用开关电源芯片PN8145T电路控制开关变压器开通和关断；

所述次级反馈电路用于根据输出电路VO1的输出电压反馈控制PN8145T电路的开关以达到输出稳压；

所述开关变压器用于将PN8145T电路输入的直流高压转换为三路隔离输出低压直流电源，开关变压器工作模式为反激式电路；

所述输出电路VO1作为主回路输出端反馈控制电源芯片PN8145T开关，将开关变压器次级侧输出电压整流滤波，经LDO为MCU电路提供DC3.3V工作电源；

所述输出电路VO2用于将开关变压器次级侧输出电压整流滤波，经LDO为通讯电路提供DC5V工作电源；