中心議題：

• 單相電子電度表的電源設計
• 三相電度表電源設計

解決方案：

• 單相純計量表采用低成本的串聯阻容降壓電路
• 對三相四線供電時不能缺零線，對三相三線供電時不能缺公共地線

隨著國家電力產業的蓬勃發展，以及電力行業推行“一戶一表”製，使得早期使用的機電式電度表越來越不適應市場要求，而電子式電度表由於具有計量準確、可(ke)遠(yuan)程(cheng)抄(chao)表(biao)和(he)分(fen)時(shi)計(ji)量(liang)等(deng)特(te)點(dian)
，且(qie)產(chan)品(pin)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)也(ye)占(zhan)有(you)優(you)勢(shi)，因(yin)而(er)市(shi)場(chang)見(jian)好(hao)。據(ju)報(bao)道(dao)每(mei)年(nian)僅(jin)國(guo)內(nei)就(jiu)約(yue)有(you)五(wu)千(qian)萬(wan)隻(zhi)的(de)需(xu)求(qiu)。由(you)於(yu)電(dian)度(du)表(biao)屬(shu)於(yu)不(bu)間(jian)斷(duan)工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)力(li)計(ji)量(liang)產(chan)品(pin)，對(dui)計(ji)量(liang)準(zhun)確(que)性(xing)、可靠性和EMC特性等有嚴格要求，因而其電源部分則是電子電度表設計的關鍵之一。

電度表有詳細的設計、生產和檢測標準

，如GB/T17215-19981級和2級靜止式交流有功電度表(對應的國際標準為IEC1036:1996)
，GB/T15284-1994多費率(分時)電度表，DL/T698-1999低壓電力用戶集中抄表係統技術條件、DL/T614-1997多功能電能表等。這些標準分別對與電度表電源設計有關的整機功耗，輸入電壓範圍，EMC測試等方麵提出了詳細要求。下麵分別探討簡單的單相純計量表
、單相多功能表、三相電度表的電源設計方法和應注意的問題。

單相電子電度表的電源設計

單相電子電度表中純計量表和多功能電表，對電源的需求有所不同。

1單相純計量表的電源設計

單相純計量表一般隻含有一個基本的計量單元，一個電子計度器

，一個發光二極管和脈衝輸出口等，整機耗電一般不超過50mW
，采用低成本的串聯阻容降壓電路即可滿足整個電度表的供電需求;有的計量IC隻需要單一＋5V電源供電，如ADE7755等
，如圖1所示。而有的計量IC需要±5V或±2.5V雙電源供電，如BL0932

、SA9602M等，如圖2所示。


圖1單電源供電

圖2雙電源供電

輸入電路的電阻R1（或R1、R2）要采用品質較好的金屬膜電阻或水泥電阻
，功率2～5W
，阻值100～820Ω；降壓電容C2（或C5）采用高質量的高壓金屬化聚丙烯電容，一般0.22～0.47μF
，耐壓應≥AC250V
，電容的容量過大會引起視在功率超標。

當dang計ji量liang脈mai衝chong驅qu動dong計ji度du器qi時shi

，計ji度du器qi的de步bu進jin電dian機ji瞬shun間jian會hui吸xi收shou較jiao大da的de電dian流liu，如ru果guo輸shu出chu濾lv波bo電dian容rong量liang不bu足zu時shi
，將jiang引yin起qi電dian壓ya波bo動dong，影ying響xiang計ji量liang的de準zhun確que度du，尤you其qi電dian度du表biao在zai大da電dian流liu輸shu入ru時shi，計ji量liang脈mai衝chong的de頻pin率lv更geng快kuai，供gong電dian電dian壓ya更geng易yi受shou到dao影ying響xiang，所suo以yi還hai應ying選xuan擇ze較jiao大da的de輸shu出chu濾lv波bo電dian容rong，保bao證zheng在zai大da電dian流liu計ji量liang工gong作zuo時shi，不bu影ying響xiang計ji量liang精jing度du。一yi般ban情qing況kuang下xia主zhu電dian路lu濾lv波bo電dian容rong取qu1000μF～2200μF
，並且要用長壽命（>2000h）的電解電容以提高可靠性，同時也應考慮發光二極管
、脈衝輸出口有計量脈衝輸入時，瞬間也會吸收部分電流，對電源電壓的穩定性也有影響。

2單相多功能電度表的電源設計

單相多功能電度表的基本單元一般包含計量，CPU，顯示等。對電源來說
，主要考慮的是電度表需要幾路電源
，各路的電壓、功率需求
；有you些xie電dian表biao可ke能neng還hai有you外wai接jie控kong製zhi線xian或huo通tong訊xun線xian，對dui這zhe些xie引yin出chu線xian應ying有you安an全quan隔ge離li要yao求qiu。由you於yu該gai電dian度du表biao上shang所suo用yong的de元yuan器qi件jian和he集ji成cheng電dian路lu等deng遠yuan比bi單dan相xiang純chun計ji量liang表biao要yao多duo，所suo需xu功gong率lv也ye較jiao大da，根gen據ju標biao準zhun要yao求qiu，電dian壓ya線xian路lu的de靜jing態tai功gong耗hao對dui不bu同tong類lei電dian度du表biao應ying≤1.5～3W，視在功率≤10VA，一般采用低成本的線性變壓器供電即可。有的供電局對電子電度表功耗提出了更加嚴格的要求
，比如靜態功耗要<1W，而對輸入電壓波動範圍要求在（70％～130％）Un，甚至更大。
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如果保證在最低輸入電壓70％Rn時電表能輸出正常的工作電壓
，按線性變壓器特性
，則在額定輸入電壓Un時，輸出電壓會較高，如果輸出電壓整流濾波後采用一般的線性穩壓器供電
，將會使整機功耗加大；而在最高輸入電壓時，將會使變壓器溫升增大
，線性穩壓電路損耗加大，發熱量也會增大；針對整機耗電較大的電子電度表，其解決辦法一是可以采用較好材質的矽鋼片，如Z11型矽鋼片；二是低壓輸出穩壓電路采用一個低成本的高效率DC/DC變換電路，即可使整機功耗顯著降低，還可在寬輸入電壓範圍內

，穩定、高效地工作。這些DC/DC電路可以采用簡單的低成本MC34063、LM2574等DC/DC變換器，采用MC34063設計的＋5V輸出DC/DC變換器如圖3所示。


圖3DC/DC變換器

現(xian)在(zai)
，大(da)部(bu)分(fen)供(gong)電(dian)部(bu)門(men)為(wei)防(fang)止(zhi)由(you)於(yu)電(dian)網(wang)零(ling)線(xian)接(jie)錯(cuo)而(er)損(sun)壞(huai)電(dian)度(du)表(biao)或(huo)人(ren)為(wei)采(cai)用(yong)過(guo)壓(ya)供(gong)電(dian)方(fang)法(fa)破(po)壞(huai)電(dian)度(du)表(biao)等(deng)問(wen)題(ti)

，已(yi)要(yao)求(qiu)新(xin)安(an)裝(zhuang)的(de)單(dan)相(xiang)電(dian)度(du)表(biao)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)高(gao)壓(ya)（如380V電壓）一定時間（如4h）而不損壞
，如果單相表的輸入電路不加處理，輸入的高壓將會使電度表在短時間內燒毀。隻要在變壓器輸入端串聯一隻合適的PTC熱敏電阻作過流保護，讓外部電壓主要加在PTC熱敏電阻上，則可保證線性變壓器不致發熱
、損壞。為保證不發生誤動作，熱敏電阻的不動作電流應參考電度表的實際交流輸入電流選取
，並留有50％餘量，居裏溫度應≥80℃；在最高工作溫度下
，最大負荷工作時
，電表不能被保護，而在最低工作溫度下，輸入端加入380V交流電時，電度表內的PTC應在很短時間內起保護作用
，保證電表不被損壞

，電路圖如圖4所示。


圖4單相多功能電度表電源

三相電度表電源設計

三相電度表有三相三線
，三相四線，輸入電壓有3×(220～240)V/380～400V
、3×57V/100V等。三相電度表供電電路可以參考單相電度表電源的設計方法
，對於三相四線供電電路，可以在每一相線對零線之間接1隻線性變壓器，共3隻線性變壓器；對三相三線可以取一相如Β相作為公共地線，A、C相對Β相接2隻線性變壓器。這些變壓的副邊單獨整流後再將輸出的正極接在一起、負極接在一起
，經電容濾波後
，再通過DC/DC變換器輸出穩定電壓
，向電度表供電，如圖5所示。


圖5三相電度表線性電源

這zhe種zhong供gong電dian方fang式shi體ti積ji和he重zhong量liang較jiao大da，成cheng本ben也ye較jiao高gao，顯xian然ran按an以yi上shang電dian路lu連lian接jie時shi，對dui三san相xiang四si線xian供gong電dian時shi不bu能neng缺que零ling線xian，對dui三san相xiang三san線xian供gong電dian時shi不bu能neng缺que公gong共gong地di線xian，如ruB相；另外，有的供電局用戶要求，三相電度表輸入端任意兩線有電壓輸入時都能工作，則圖5的設計便不能達到目的
；當采用三相電度表專用開關電源模塊供電時，可解決以上問題，其內部結構圖如圖6所示。


圖6三相電度表專用開關電源模塊

這種三相電度表專用開關電源模塊，體積為32mm×75mm×22mm
，輸入電壓範圍寬
，在60～480V範圍內
，任意二線、三線、四線輸入都可工作，帶有輸入過壓、輸出過流保護功能
，電源的EMC特性也較好
，另外還有體積小、重量輕、效率高、損耗小等優點，它的每相供電的自身損耗均<0.4W，已經過我公司三年批量試用，具有良好效果。

電子電度表的電源設計應合理選擇元、器件
，以提高產品的可靠性

，並降低成本；主機應選擇低壓供電
、低功耗的電路以降低整機功耗
；另外，合理地布置元、器件及PCB布線等，對提高電度表的EMC性能有極其重要意義。