專利名稱：電子式電度表及其串聯(lián)式開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力設(shè)備，尤其涉及電子式電度表。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電子式電度表，一般要求輸入電壓范圍非常寬，最高輸入電壓也比一般額 定電壓在220Vac 230Vac的市電高出1. 5 2. 5倍。有的要求對(duì)電度表有"接地故障"的 要求，那么，最高輸入電壓可達(dá)230Vac市電的1.9倍，也就是約440Vac?，F(xiàn)有的電子式電度 表中采用的串聯(lián)式開關(guān)電源，如圖l所示，市電整流、濾波后的輸入電壓端和接地端之間串 接有開關(guān)變壓器TT的原邊線圈與高壓M0SFET管M2，與M2的柵極相連的P麗控制器通過控 制M2的閉合/斷開，并通過TT原邊線圈-副邊線圈的耦合以及相關(guān)的變換電路，而將輸入 電壓轉(zhuǎn)換為電子式電度表中有關(guān)電路的工作電源，比如5V或3. 3V。并且，現(xiàn)有的開關(guān)電源 集成電路內(nèi)部所帶的高壓MOSFET管，以及通用的、分立的高壓MOSFET管，由于工藝的限制， 其Vds電壓(MOSFET的漏-源的截止電壓) 一般只能作到600V 800V。 可見，對(duì)于電子式電度表，交流輸入電壓范圍非常寬，最高可達(dá)到440Vac，此電壓 經(jīng)整流、濾波后的最高直流電壓將在600V以上，如此高的輸入電壓加在開關(guān)電源的高壓 MOSFET管上，如果M2采用Vds為600V 800V的MOSFET管作功率驅(qū)動(dòng)的話，M2容易應(yīng)漏 極_源極承擔(dān)過高的反激電壓而擊穿，使得電源失效，導(dǎo)致電子式電度表不能正常工作。 并且，由于受MOSFET技術(shù)條件的限制， 一般Vds也很難作到1000V以上，而且其價(jià) 格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出一般Vds在800V以下的高壓MOSFET管，也就是說，M2直接選用高Vds的高 壓MOSFET管在成本受限的前提下，不是可行的解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，通過電路上的設(shè)計(jì)，提出一種采用現(xiàn)有的、通用的開關(guān)兩 端可承受電壓值較低的開關(guān)電路串聯(lián)的方式作功率驅(qū)動(dòng)來提升整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)兩端 的可承受電壓值，能夠安全可靠地、成本不高地滿足電子式電度表的工作要求的串聯(lián)式開 關(guān)電源。 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型提供一種串聯(lián)式開關(guān)電源，包括開關(guān)變壓器、第 一開關(guān)電路和P麗控制器，該開關(guān)變壓器與第一開關(guān)電路串接在市電整流、濾波后的輸入 電壓端和接地端之間，該第一開關(guān)電路具有第一端、第二端以及用以控制該第一端和地二 端之間通斷的控制端，該第一開關(guān)電路的第一端與該開關(guān)變壓器的原邊線圈的激勵(lì)端相 連、第二端與該接地端短接而控制端與該P(yáng)麗控制器相連，還包括第二開關(guān)電路、電阻、第 一穩(wěn)壓電路和第二穩(wěn)壓電路；該第二開關(guān)電路具有第一端、第二端以及用以控制該第一端 和第二端之間通斷的控制端，該第二開關(guān)電路的第一端與該開關(guān)變壓器的原邊線圈的激勵(lì) 端短接、第二端與該第一開關(guān)電路的第一端短接而控制端經(jīng)由該電阻與輸入電壓端相連、 經(jīng)由該第一穩(wěn)壓電路與接地端相連并且經(jīng)由該第二穩(wěn)壓電路與該第二開關(guān)電路的第二端 相連。[0007] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，該第一開關(guān)電路為高壓MOSFET管，其第一端、第 二端和控制端分別為該高壓MOSFET管的漏極、源極和柵極；該第二開關(guān)電路為高壓MOSFET 管，其第一端、第二端和控制端分別為該高壓MOSFET管的漏極、源極和柵極。該第一開關(guān)電 路的高壓MOSFET管的Vds電壓值為600V 800V。該第二開關(guān)電路的高壓M0SFET管的Vds 電壓值為600V 800V。該第一穩(wěn)壓電路為TVS管，其最大箝位電壓值為400V 600V。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型電子式電度表及其串聯(lián)式開關(guān)電源，采用兩個(gè)Vds 為600-800V的MOSFET管串聯(lián)工作，通過電路上的設(shè)計(jì)使得使其工作電壓可相當(dāng)于這兩個(gè) 串聯(lián)的M0SFET管的Vds耐壓之和，高壓工作能力大大提高，并且從成本上考慮，兩只Vds為 600-800V的M0SFET管價(jià)格也遠(yuǎn)低于一只Vds為1000V 1600V的M0SFET管，從而實(shí)現(xiàn)安 全可靠、成本不高的設(shè)計(jì)目的。

圖1是現(xiàn)有的串聯(lián)式開關(guān)電源的電原理圖。 圖2是本實(shí)用新型的串聯(lián)式開關(guān)電源實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施方式為了進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施
例進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖2所示，本實(shí)用新型的串聯(lián)式開關(guān)電源實(shí)施例，其包括串接在市電整流、濾波 后的輸入電壓端+V和接地端之間的開關(guān)變壓器TT的原邊線圈與第一高壓M0SFET管M2以 及與該第一高壓M0SFET管M2的柵極相連的P麗控制器，串接在該開關(guān)變壓器TT的原邊線 圈的激勵(lì)端與第一高壓M0SFET管M2之間的第二高壓M0SFET管Ml。第二高壓M0SFET管 Ml的柵極經(jīng)電阻Rl與輸入電壓端+V相連并經(jīng)第一穩(wěn)壓電路Zl與接地端相連。第二高壓 M0SFET管Ml的源極與第一高壓MOSFET管M2的漏極短接并經(jīng)第二穩(wěn)壓電路Z2與第二高壓 M0SFET管M1的柵極相連。 其中，第一高壓M0SFET管M2的Vds電壓值為600V 800V。第二高壓M0SFET管 Ml的Vds電壓值為600V 800V。第一穩(wěn)壓電路Zl選用最大箝位電壓值為400V 600V 的TVS管。 上述電路的工作原理是相互串聯(lián)的Rl和Zl給M1的柵極提供穩(wěn)定的直流電壓 Zl的穩(wěn)壓值Vzl ;Z2用來保護(hù)M1的Vgs，當(dāng)M2截止后，M1的源極電壓超過柵極電壓Vzl，令 Ml也處于截止?fàn)顟B(tài)，這樣在開關(guān)變壓器TT的原邊線圈的激勵(lì)端，也就是M1的漏極可以承 受的電壓為Vzl+Vds(Ml)。如果M1的Vds = 600V，Z1選用最大箝位電壓值為600V的TVS 管，則在TT的原邊線圈電路的激勵(lì)端的耐壓最大可以達(dá)到600V+600V = 1200V,上述電源 電路可以在440Vac交流輸入下安全工作。 需要說明的是，雖然上述實(shí)施例中Ml和M2均為N溝道的MOSFET管，M1還可以為 三極管、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)，而M2可以為三極管、IGBT或者是功率驅(qū)動(dòng)的開關(guān)電壓 集成電路內(nèi)的MOSFET管。 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，并非限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 故凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實(shí)用新型的保
4護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種串聯(lián)式開關(guān)電源，包括開關(guān)變壓器、第一開關(guān)電路和PWM控制器，該開關(guān)變壓器與第一開關(guān)電路串接在市電整流、濾波后的輸入電壓端和接地端之間，該第一開關(guān)電路具有第一端、第二端以及用以控制該第一端和第二端之間通斷的控制端，該第一開關(guān)電路的第一端與該開關(guān)變壓器的原邊線圈的激勵(lì)端相連、第二端與該接地端短接而控制端與該P(yáng)WM控制器相連，其特征在于，還包括第二開關(guān)電路、電阻、第一穩(wěn)壓電路和第二穩(wěn)壓電路；該第二開關(guān)電路具有第一端、第二端以及用以控制該第一端和地二端之間通斷的控制端，該第二開關(guān)電路的第一端與該開關(guān)變壓器的原邊線圈的激勵(lì)端短接、第二端與該第一開關(guān)電路的第一端短接而控制端經(jīng)由該電阻與輸入電壓端相連、經(jīng)由該第一穩(wěn)壓電路與接地端相連并且經(jīng)由該第二穩(wěn)壓電路與該第二開關(guān)電路的第二端相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式開關(guān)電源，其特征在于，該第一開關(guān)電路為高壓MOSFET 管，其第一端、第二端和控制端分別為該高壓M0SFET管的漏極、源極和柵極；該第二開關(guān)電 路為高壓M0SFET管，其第一端、第二端和控制端分別為該高壓M0SFET管的漏極、源極和柵 極。
3. 如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)式開關(guān)電源，其特征在于，該第一開關(guān)電路的高壓M0SFET 管的Vds電壓值為600V 800V。
4. 如權(quán)利要求3所述的串聯(lián)式開關(guān)電源，其特征在于，該第二開關(guān)電路的高壓M0SFET 管的Vds電壓值為600V 800V。
5. 如權(quán)利要求4所述的串聯(lián)式開關(guān)電源，其特征在于，該第一穩(wěn)壓電路為TVS管，其最 大箝位電壓值為400V 600V。
6. —種電子式電度表，其特征在于，具有如權(quán)利要求1至5任一所述的串聯(lián)式開關(guān)電源。
專利摘要一種電子式電度表及其串聯(lián)式開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括開關(guān)變壓器、第一開關(guān)電路和PWM控制器，該開關(guān)變壓器與第一開關(guān)電路串接在市電整流、濾波后的輸入電壓端和接地端之間，該第一開關(guān)電路的第一端與該開關(guān)變壓器的原邊線圈的激勵(lì)端相連、第二端與該接地端短接而控制端與該P(yáng)WM控制器相連，還包括第二開關(guān)電路、電阻、第一穩(wěn)壓電路和第二穩(wěn)壓電路；該第二開關(guān)電路的第一端與該開關(guān)變壓器的原邊線圈的激勵(lì)端短接、第二端與該第一開關(guān)電路的第一端短接而控制端經(jīng)由該電阻與輸入電壓端相連、經(jīng)由該第一穩(wěn)壓電路與接地端相連并且經(jīng)由該第二穩(wěn)壓電路與該第二開關(guān)電路的第二端相連。安全可靠，成本不高。
文檔編號(hào)G01R1/20GK201440643SQ20092015078
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者李常波 申請(qǐng)人:深圳長城開發(fā)科技股份有限公司