單相純計(jì)量表的電源設(shè)計(jì)

單相純計(jì)量表一般只含有一個(gè)基本的計(jì)量單元，一個(gè)電子計(jì)度器，一個(gè)發(fā)光二極管和脈沖輸出口等，整機(jī)耗電一般不超過(guò)50mW，采用低成本的串聯(lián)阻容降壓電路即可滿足整個(gè)電度表的供電需求;有的計(jì)量IC只需要單一＋5V電源供電，如ADE7755等，如圖1所示。而有的計(jì)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(zhì)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(zhì)量的高壓金屬化聚丙烯電容，一般0.22～0.47μF，耐壓應(yīng)≥AC 250V，電容的容量過(guò)大會(huì)引起視在功率超標(biāo)。

    當(dāng)計(jì)量脈沖驅(qū)動(dòng)計(jì)度器時(shí)，計(jì)度器的步進(jìn)電機(jī)瞬間會(huì)吸收較大的電流，如果輸出濾波電容量不足時(shí)，將引起電壓波動(dòng)，影響計(jì)量的準(zhǔn)確度，尤其電度表在大電流輸入時(shí)，計(jì)量脈沖的頻率更快，供電電壓更易受到影響，所以還應(yīng)選擇較大的輸出濾波電容，保證在大電流計(jì)量工作時(shí)，不影響計(jì)量精度。一般情況下主電路濾波電容取1000μF～2200μF，并且要用長(zhǎng)壽命（>2000h）的電解電容以提高可靠性，同時(shí)也應(yīng)考慮發(fā)光二極管、脈沖輸出口有計(jì)量脈沖輸入時(shí)，瞬間也會(huì)吸收部分電流，對(duì)電源電壓的穩(wěn)定性也有影響。

2.2  單相多功能電度表的電源設(shè)計(jì)

    單相多功能電度表的基本單元一般包含計(jì)量，CPU，顯示等。對(duì)電源來(lái)說(shuō)，主要考慮的是電度表需要幾路電源，各路的電壓、功率需求；有些電表可能還有外接控制線或通訊線，對(duì)這些引出線應(yīng)有安全隔離要求。由于該電度表上所用的元器件和集成電路等遠(yuǎn)比單相純計(jì)量表要多，所需功率也較大，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，電壓線路的靜態(tài)功耗對(duì)不同類電度表應(yīng)≤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(duì)電子電度表功耗提出了更加嚴(yán)格的要求，比如靜態(tài)功耗要<1W，而對(duì)輸入電壓波動(dòng)范圍要求在（70％～130％）Un，甚至更大。如果保證在最低輸入電壓70％Rn時(shí)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(shí)，輸出電壓會(huì)較高，如果輸出電壓整流濾波后采用一般的線性穩(wěn)壓器供電，將會(huì)使整機(jī)功耗加大；而在最高輸入電壓時(shí)，將會(huì)使變壓器溫升增大，線性穩(wěn)壓電路損耗加大，發(fā)熱量也會(huì)增大；針對(duì)整機(jī)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(zhì)的硅鋼片，如Z11型硅鋼片；二是低壓輸出穩(wěn)壓電路采用一個(gè)低成本的高效率DC/DC變換電路，即可使整機(jī)功耗顯著降低，還可在寬輸入電壓范圍內(nèi)，穩(wěn)定、高效地工作。這些DC/DC電路可以采用簡(jiǎn)單的低成本MC34063、LM2574等DC/DC變換器，采用MC34063設(shè)計(jì)的＋5V輸出DC/DC變換器如圖3所示。

圖3  DC/DC變 換 器

    現(xiàn)在，大部分供電部門為防止由于電網(wǎng)零線接錯(cuò)而損壞電度表或人為采用過(guò)壓供電方法破壞電度表等問(wèn)題，已要求新安裝的單相電度表能夠承受高壓（如380V電壓）一定時(shí)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(huì)使電度表在短時(shí)間內(nèi)燒毀。只要在變壓器輸入端串聯(lián)一只合適的PTC熱敏電阻作過(guò)流保護(hù)，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(fā)熱、損壞。為保證不發(fā)生誤動(dòng)作，熱敏電阻的不動(dòng)作電流應(yīng)參考電度表的實(shí)際交流輸入電流選取，并留有50％余量，居里溫度應(yīng)≥80℃；在最高工作溫度下，最大負(fù)荷工作時(shí)，電表不能被保護(hù)，而在最低工作溫度下，輸入端加入380V交流電時(shí)，電度表內(nèi)的PTC應(yīng)在很短時(shí)間內(nèi)起保護(hù)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