專(zhuān)利名稱(chēng)：電能表及其rc電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ設(shè)備，尤其涉及ー種電能表的電源。
背景技術(shù)：
由于開(kāi)關(guān)電源具有效率高、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，所以在目前的電能表中得到廣泛應(yīng)用。然而開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用也會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的ー些問(wèn)題，比如成本高，元器件數(shù)量多而占用PCB面積大，并且開(kāi)關(guān)頻率高會(huì)帶來(lái)電磁干擾問(wèn)題。由于RC電源的電路簡(jiǎn)單、成本低，因此其在一些低成本、低功耗的電能表中也有所應(yīng)用，然而，現(xiàn)有的RC電源，連接在兩根交流供電線之間，其一般包括與一根供電線相連的RC降壓電路、其陽(yáng)極與該RC降壓電路串聯(lián)的一整流ニ極管、串接在該整流ニ極管的陰極與另ー根供電線之間的電解電容以及與該電解電容并聯(lián)的ー穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路的輸出直流電以供電能表中的微處理器等用電電路正常エ作，這種結(jié)構(gòu)的RC電源，只能在交流市電的ー個(gè)半周使整流ニ極管導(dǎo)通，對(duì)電解電容進(jìn)行充電并直接為穩(wěn)壓電路提供能量，在交流市電的另一半周，整流ニ極管截止，這時(shí)只能靠電 解電容先前蓄積的電量為穩(wěn)壓電路提供能量，從而，為了滿(mǎn)足用電電路正常工作的需要，必然選用較大容量的電解電池以及較小阻值的降壓電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)必要的電能蓄積，而采用較小阻值的電阻，會(huì)使得降壓電阻自身消耗能量増加，這不但要求選用較高功率等級(jí)的降壓電阻，從而降低電能表的可靠性，也會(huì)提高電能表的整體功耗，造成電能的浪費(fèi)?？梢?jiàn)，現(xiàn)有的RC電源存在可靠性較低以及電能利用效率較低的問(wèn)題，有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種電能表及其RC電源，可以有效地提聞可■性，并提聞電能利用效率。本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)方案包括，提出一種電能表的RC電源，包括整流能量提供単元和與該整流能量提供単元相連的直流電轉(zhuǎn)換単元，該整流能量提供單元能夠?qū)涣鞴╇娫诘谝粋€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到整流電能并能夠?qū)⒃撜麟娔芩椭猎撝绷麟娹D(zhuǎn)換単元進(jìn)行處理后將直流電送到該輸出端ロ，該RC電源還包括一蓄積能量提供単元，該蓄積能量提供単元能夠?qū)涣鞴╇娫诘诙€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到蓄積能量并能夠在交流供電的第一個(gè)半周將該蓄積電能與整流電能一井送至該直流電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為直流電輸出。該RC電源具有用以連接交流供電線的第一、第二兩個(gè)輸入端ロ ；該整流能量提供単元與該第一輸入端ロ相連，其包括整流ニ極管、串接在該第一輸入端ロ與該整流ニ極管的正極之間的RC降壓電路以及串接在該整流ニ極管的負(fù)極與該直流電轉(zhuǎn)換単元之間的第一限流電阻。該蓄積能量提供單元包括蓄電電容和與該蓄電電容相連的充電電路及放電電路，該充電電路在交流供電的第二個(gè)半周對(duì)該蓄電電容進(jìn)行充電以得到蓄積能量，該放電支路在交流供電的第一個(gè)半周將該蓄積能量送至該直流電轉(zhuǎn)換単元轉(zhuǎn)化為直流電輸出。
該充電電路包括第一、第二兩充電ニ極管，該第一充電ニ極管的正極與該第二輸入端ロ相連、負(fù)極與該蓄電電容的正極相連，該第二充電ニ極管的正極與該蓄電電容的負(fù)極相連、負(fù)極與該整流ニ極管的正極相連。該放電電路包括受控開(kāi)關(guān)和放電ニ極管，該放電ニ極管的正極與該蓄電電容的正極相連、負(fù)極與該直流電轉(zhuǎn)換単元相連，該受控 開(kāi)關(guān)設(shè)置在該蓄電電容的負(fù)極與該第二輸入端ロ之間。該受控開(kāi)關(guān)具有第一、第二兩開(kāi)關(guān)端口和控制端ロ，該第一開(kāi)關(guān)端ロ與該蓄電電容的負(fù)極相連，該第二開(kāi)關(guān)端ロ與該第二輸入端ロ相連，該控制端ロ與該整流ニ極管的正極相連。 該受控開(kāi)關(guān)包括MOS管和電阻，該MOS管的源極構(gòu)成該第一開(kāi)關(guān)端ロ、漏極構(gòu)成該第二開(kāi)關(guān)端ロ而柵極串接該電阻后構(gòu)成該控制端ロ。該整流能量提供單元還包括輸入保護(hù)電路，其設(shè)置在該整流ニ極管的正極與該第ニ輸入端ロ之間，包括兩端分別與該整流ニ極管的正極與該第二輸入端ロ相連的壓敏電阻和/或TVS管。該直流電轉(zhuǎn)換単元，包括穩(wěn)壓ニ極管、第二限流電阻以及整流電容，該穩(wěn)壓ニ極管的負(fù)極與該第一限流電阻的與整流ニ極管不相連的一端相連、正極與該第二輸入端ロ相連，該第二限流電阻與該整流電容串聯(lián)，二者的串聯(lián)電路與該整流ニ極管并聯(lián)。本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)方案還包括，提出一種電能表，其具有如上所述的RC電源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電能表及其RC電源，通過(guò)將交流供電的負(fù)半周期的能量通過(guò)蓄積能量提供単元存儲(chǔ)起來(lái)，在交流供電的正半周期時(shí)再將蓄積能量釋放出來(lái)，與交流供電的正半周期的整流能量匯集到一起用來(lái)提供直流電輸出，可以有效地提高可靠性，并提高電能利用效率。


圖I是本發(fā)明的電能表的RC電源實(shí)施例的電原理框圖。圖2是本發(fā)明的電能表的RC電源實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一歩地詳盡闡述。如圖I所示的電能表的RC電源實(shí)施例的電原理框圖，本發(fā)明的電能表的RC電源具有用以連接交流供電線的第一、第二兩個(gè)輸入端ロ INI、IN2和用以輸出直流電的輸出端ロ 0UT1、0UT2，該第二輸入端ロ IN2同時(shí)構(gòu)成輸出直流電的地0UT2，其包括整流能量提供單元I、蓄積能量提供單元2以及直流電轉(zhuǎn)換單元3。該整流能量提供単元I，包括整流ニ極管11、串接在該第一輸入端ロ INl與該整流ニ極管11的正極之間的、有電阻12與電容13構(gòu)成的RC降壓電路以及串接在該整流ニ極管11的負(fù)極與該直流電轉(zhuǎn)換單元3之間的第一限流電阻14。整流能量提供単元I與第一輸入端ロ INl相連、能夠?qū)涣鞴╇娫诘谝粋€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到整流電能并能夠?qū)⒃撜麟娔芩椭猎撝绷麟娹D(zhuǎn)換単元3進(jìn)行處理后將直流電送到該輸出端ロ 0UT1、0UT2。該蓄積能量提供單元2，包括蓄電電容21和與該蓄電電容21相連的充電電路及放電電路。該充電電路在交流供電的第二個(gè)半周對(duì)該蓄電電容進(jìn)行充電以得到蓄積能量，該放電支路在交流供電的第一個(gè)半周將該蓄積能量送至該直流電轉(zhuǎn)換単元轉(zhuǎn)化為直流電輸出。充電電路包括第一、第二兩充電ニ極管22、23，該第一充電ニ極管22的正極與該第二輸入端ロ IN2相連、負(fù)極與該蓄電電容21的正極相連，該第二充電ニ極管23的正極與該蓄電電容21的負(fù)極相連、負(fù)極與該整流ニ極管11的正極相連。放電電路包括受控開(kāi)關(guān)和放電ニ極管25，該放電ニ極管25的正極與該蓄電電容21的正極相連、負(fù)極與該直流電轉(zhuǎn)換単元3相連，該受控開(kāi)關(guān)設(shè)置在該蓄電電容21的負(fù)極與該第二輸入端ロ IN2之間。受控開(kāi)關(guān)具有第一、第二兩開(kāi)關(guān)端口和控制端ロ，該第一開(kāi)關(guān)端ロ與該蓄電電容21的負(fù)極相連，該第二開(kāi)關(guān)端ロ與該第二輸入端ロ相連，該控制端ロ與 該整流ニ極管的正極相連。優(yōu)選地，該受控開(kāi)關(guān)包括MOS管24和電阻26，該MOS管24的源極構(gòu)成該第一開(kāi)關(guān)端ロ、漏極構(gòu)成該第二開(kāi)關(guān)端ロ而柵極串接該電阻26后構(gòu)成該控制端ロ。蓄積能量提供単元2能夠?qū)涣鞴╇娫诘诙€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到蓄積能量并能夠在交流供電的第一個(gè)半周將該蓄積電能與整流電能一井送至該直流電轉(zhuǎn)換単元3轉(zhuǎn)化為直流電輸出。該直流電轉(zhuǎn)換単元3，包括穩(wěn)壓ニ極管31、第二限流電阻32以及整流電容33，該穩(wěn)壓ニ極管31的負(fù)極與該第一限流電阻14的與整流ニ極管11不相連的一端相連、正極與該第二輸入端ロ IN2相連，該第二限流電阻32與該整流電容33串聯(lián)，二者的串聯(lián)電路與該整流ニ極管31并聯(lián)。該第二限流電阻32與該整流電容33的相交點(diǎn)即為輸出端ロ 0UT1。如圖2所示的本發(fā)明的電能表的RC電源實(shí)施例的電原理圖，電阻Rl和電容Cl為該電路的降壓器件，通過(guò)合適的電阻R1、電容Cl的選取，把輸入的高壓交流電降到適合電表系統(tǒng)工作的一個(gè)低壓交流電。在交流電的正半周期，整流ニ極管Dl導(dǎo)通，電能通過(guò)電阻R2、R3的限流后給電容EC2充電，得到紋波較小的直流電供給系統(tǒng)使用，其中穩(wěn)壓ニ極管Zl在此可起保護(hù)作用，防止過(guò)高的輸入電壓導(dǎo)致系統(tǒng)電路的燒壞，并且可提供較穩(wěn)定的直流輸出；在交流電的負(fù)半周期時(shí)，ニ極管D2、D3導(dǎo)通，MOSFET管Ql截止，蓄電電容ECl處于充電狀態(tài)儲(chǔ)存負(fù)半周的能量；當(dāng)再次到達(dá)交流電的正半周吋，MOSFET管Ql導(dǎo)通，蓄電電容ECl通過(guò)ニ極管D4放電，最終和半波整流后的輸出匯集到一起提供系統(tǒng)需要的電源可通過(guò)三端穩(wěn)壓器件Ul對(duì)由穩(wěn)壓ニ極管Z1、第二限流電阻R3以及整流電容EC2等構(gòu)成的直流電轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行處理，將輸出電壓由VCC_Realy變換為VCC_SYS以供電表系統(tǒng)中的用電電路使用。其中，整流ニ極管Dl的正極與該第二輸入端ロ L_LINE之間的壓敏電阻R5和/或TVS管D5可實(shí)現(xiàn)輸入保護(hù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電能表的RC電源，具有的有益效果包括電源效率高；電路簡(jiǎn)單，成本較低；功耗低；EMC效果好。上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電能表的RC電源，包括整流能量提供単元和與該整流能量提供単元相連的直流電轉(zhuǎn)換単元，該整流能量提供単元能夠?qū)涣鞴╇娫诘谝粋€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到整流電能并能夠?qū)⒃撜麟娔芩椭猎撝绷麟娹D(zhuǎn)換単元進(jìn)行處理后將直流電送到該輸出端ロ，其特征在干，該RC電源還包括一蓄積能量提供単元，該蓄積能量提供単元能夠?qū)涣鞴╇娫诘诙€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到蓄積能量并能夠在交流供電的第一個(gè)半周將該蓄積電能與整流電能一井送至該直流電轉(zhuǎn)換単元轉(zhuǎn)化為直流電輸出。
2.依據(jù)權(quán)利要求I所述的RC電源，其特征在于，該RC電源具有用以連接交流供電線的第一、第二兩個(gè)輸入端ロ ；該整流能量提供単元與該第一輸入端ロ相連，其包括整流ニ極管、串接在該第一輸入端ロ與該整流ニ極管的正極之間的RC降壓電路以及串接在該整流ニ極管的負(fù)極與該直流電轉(zhuǎn)換單元之間的第一限流電阻。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的RC電源，其特征在干，該蓄積能量提供単元包括蓄電電容和與該蓄電電容相連的充電電路及放電電路，該充電電路在交流供電的第二個(gè)半周對(duì)該蓄電電容進(jìn)行充電以得到蓄積能量，該放電支路在交流供電的第一個(gè)半周將該蓄積能量送至該直流電轉(zhuǎn)換単元轉(zhuǎn)化為直流電輸出。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的RC電源，其特征在于，該充電電路包括第一、第二兩充電ニ極管，該第一充電ニ極管的正極與該第二輸入端ロ相連、負(fù)極與該蓄電電容的正極相連，該第ニ充電ニ極管的正極與該蓄電電容的負(fù)極相連、負(fù)極與該整流ニ極管的正極相連。
5.依據(jù)權(quán)利要求3所述的RC電源，其特征在于該放電電路包括受控開(kāi)關(guān)和放電ニ極管，該放電ニ極管的正極與該蓄電電容的正極相連、負(fù)極與該直流電轉(zhuǎn)換単元相連，該受控開(kāi)關(guān)設(shè)置在該蓄電電容的負(fù)極與該第二輸入端ロ之間。
6.依據(jù)權(quán)利要求5所述的RC電源，其特征在于該受控開(kāi)關(guān)具有第一、第二兩開(kāi)關(guān)端ロ和控制端ロ，該第一開(kāi)關(guān)端ロ與該蓄電電容的負(fù)極相連，該第二開(kāi)關(guān)端ロ與該第二輸入端ロ相連，該控制端ロ與該整流ニ極管的正極相連。
7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的RC電源，其特征在于該受控開(kāi)關(guān)包括MOS管和電阻，該MOS管的源極構(gòu)成該第一開(kāi)關(guān)端ロ、漏極構(gòu)成該第二開(kāi)關(guān)端ロ而柵極串接該電阻后構(gòu)成該控制端ロ。
8.依據(jù)權(quán)利要求2所述的RC電源，其特征在于該整流能量提供單元還包括輸入保護(hù)電路，其設(shè)置在該整流ニ極管的正極與該第二輸入端ロ之間，包括兩端分別與該整流ニ極管的正極與該第二輸入端ロ相連的壓敏電阻和/或TVS管。
9.依據(jù)權(quán)利要求2所述的RC電源，其特征在于該直流電轉(zhuǎn)換単元包括穩(wěn)壓ニ極管、第二限流電阻以及整流電容，該穩(wěn)壓ニ極管的負(fù)極與該第一限流電阻的與該整流ニ極管不相連的一端相連、正極與該第二輸入端ロ相連，該第二限流電阻與該整流電容串聯(lián)，二者的串聯(lián)電路與該整流ニ極管并聯(lián)。
10.一種電能表，其特征在于，包括權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)所述的RC電源。
全文摘要
一種電能表及其RC電源，該RC電源包括整流能量提供單元和與該整流能量提供單元相連的直流電轉(zhuǎn)換單元，該整流能量提供單元能夠?qū)涣鞴╇娫诘谝粋€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到整流電能并能夠?qū)⒃撜麟娔芩椭猎撝绷麟娹D(zhuǎn)換單元進(jìn)行處理后將直流電送到該輸出端口，該RC電源還包括一蓄積能量提供單元，該蓄積能量提供單元能夠?qū)涣鞴╇娫诘诙€(gè)半周提供的電能進(jìn)行處理得到蓄積能量并能夠在交流供電的第一個(gè)半周將該蓄積電能與整流電能一并送至該直流電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為直流電輸出?？梢杂行У靥岣呖煽啃裕⑻岣唠娔芾眯?。
文檔編號(hào)H02M3/06GK102790538SQ201110130318
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者何方, 盧昌樹(shù), 孫奉健 申請(qǐng)人:深圳長(zhǎng)城開(kāi)發(fā)科技股份有限公司