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基于AP8012H单相电能表的开关电源设计首次发表

电子技术•电子技术82•电子技术与软件工程电子技术与软件工程【关键词】AP8012H 电能表用开关电源 目前,线性电源以其可靠性高等优点广泛应用于单相电能表中设计简单,但耗电量高、效率低是其明显的缺点,每年为国家电网公司浪费大量能源。为推进节能减排,国家电网公司开始严格限制电能表用电量。线性供电方案的电能表已经不能满足国家电网的用电要求,而开关电源方案的电能表具有功耗低、效率高的优点,正好可以弥补线性电源的不足。1 电能表对电源的指标要求电源输入从电网取电,电网额定电压为:220VAC。因为电网的环境比较复杂,要求电源能够工作在85VAC到265VAC的电压环境下,并且具有抗雷电信号、突发信号的能力。电源输出端主要为电能表各模块供电。电能表模块包括:计量模块、MCU及外围模块、继电器控制模块、载波通信模块、RS-485通讯模块等模块的具体要求如表1所示。2 AP8012H简介 AP8012H是无锡芯邦微电子有限公司(Chipown)研制的一款反激式开关电源控制芯片。内部集成PWM控制器和800V高压MOSFET。开关电源。

该芯片具有过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护等功能,还集成了高压启动模块等功能。其特点是:待机功耗低、外围电路简单、工作频率固定、工作电压宽、保护功能完善等。 3 基于AP8012H设计的开关电源原理根据指标要求,功能框图为如图1所示。 3.1 EMC处理设计 EMC处理电路主要有两个作用: (1)滤除电网的雷击干扰,而脉冲群是基于AP8012H单相电能表开关电源设计文章/潘秋荣 本文介绍了电能表对电源的指标要求;描述AP8012H芯片的特点,基于AP8012H开关电源方案设计,简要说明电源方案的各个框图,并给出具体的设计原理图。抽象干扰等,保护电源模块不被损坏;(2)滤除开关电源本身产生的高频信号,避免污染电网和无线电。主要由压敏电阻、安规电容、共模电感组成的滤波网络实现。对于220Vac输入电压,TDK品牌20K420可用于压敏电阻,0。安规电容1uF,共模电感33mH。3.2 输入整流滤波电路设计 输入整流滤波的主要作用是将电网的50Hz交流电压转换为直流电压。主要由整流桥和高压电解电容实现。电解电容容量的设计可按以下公式求得: 式中电能表出现开关在哪儿,△V DC max 一般取最小交流输入的0.15倍,P in 为输入功率,D ch 为输入整流器滤波电容的占空比一般为0.2,V line min 为最小交流输入电压电能表出现开关在哪儿,f L 为电网频率,C DC 为电容容量。2 输入整流滤波电路设计 输入整流滤波的主要作用是将电网的50Hz交流电压转换成直流电压。主要由整流桥和高压电解电容实现。电解电容容量的设计可按以下公式求得: 式中,△V DC max 一般取最小交流输入的0.15倍,P in 为输入功率,D ch 为输入整流器滤波电容的占空比一般为0.2,V line min 为最小交流输入电压,f L 为电网频率,C DC 为电容容量。2 输入整流滤波电路设计 输入整流滤波的主要作用是将电网的50Hz交流电压转换成直流电压。主要由整流桥和高压电解电容实现。电解电容容量的设计可按以下公式求得: 式中,△V DC max 一般取最小交流输入的0.15倍,P in 为输入功率,D ch 为输入整流器滤波电容的占空比一般为0.2,V line min 为最小交流输入电压,f L 为电网频率,C DC 为电容容量。

3.3 高频变压器设计根据电能表的要求,电源的最大功率为3.3W。初步评估,高频变压器可以使用EE16磁芯。由于变压器的设计过程比较复杂,具体的参数设计就不介绍了。最终设计 变压器初级匝数为:120,电感为2mH,三个次级输出,匝数分别为:26匝、15匝、15匝,还有一个辅助绕组,匝数为28匝。3.4 输出整流滤波电路设计主要由整流二极管和电容组成。二极管选用的额定电流一般为输出电路额定电流的三倍,而耐压是根据输入电压的最大值计算出来的,再根据变压器的匝数比来计算。整流二极管的反向恢复时间也是一个很重要的参数,一般选择快恢复的。二极管; 电容的容值主要决定输出电压的纹波,纹波主要是根据输出电流和脉冲电压的频率得到的。3.5 LDO选型 LDO是低压差三端稳压器,主要用于稳压输出。此框图中的三个 LDO 具有 5V 的输出电压和 30mA 至 100mA 之间的电流。明达微品牌下的MD7550可以满足要求。以上 3 个 LDO 的要求。MD7550的静态电流仅为1.2uA,输入输出压差仅为10mV,输出电流为100mA,非常适合低功耗电源设计。4 典型设计如图2所示。 5 结语 本文介绍了基于AP8012H设计的电能表开关电源。该电源已应用于单相远传载波电能表,并通过了国家电网公司的检验检测。在测试报告中,电能表的工作功耗仅为0.4W。与线性供电方案的电能表相比,功耗降低50%。今后的使用将为电力公司节省电能打下基础。输出电流100mA,非常适合低功耗电源设计。4 典型设计如图2所示。 5 结语 本文介绍了基于AP8012H设计的电能表开关电源。该电源已应用于单相远传载波电能表,并通过了国家电网公司的检验检测。在测试报告中,电能表的工作功耗仅为0.4W。与线性供电方案的电能表相比,功耗降低50%。今后的使用将为电力公司节省电能打下基础。输出电流100mA,非常适合低功耗电源设计。4 典型设计如图2所示。 5 结语 本文介绍了基于AP8012H设计的电能表开关电源。该电源已应用于单相远传载波电能表,并通过了国家电网公司的检验检测。在测试报告中,电能表的工作功耗仅为0.4W。与线性供电方案的电能表相比,功耗降低50%。今后的使用将为电力公司节省电能打下基础。5 结束语 本文介绍了基于AP8012H设计的电能表开关电源。该电源已应用于单相远传载波电能表,并通过了国家电网公司的检验检测。在测试报告中,电能表的工作功耗仅为0.4W。与线性供电方案的电能表相比,功耗降低50%。今后的使用将为电力公司节省电能打下基础。5 结束语 本文介绍了基于AP8012H设计的电能表开关电源。该电源已应用于单相远传载波电能表,并通过了国家电网公司的检验检测。在测试报告中,电能表的工作功耗仅为0.4W。与线性供电方案的电能表相比,功耗降低50%。今后的使用将为电力公司节省电能打下基础。电能表的工作功能 功耗仅为0.4W。与线性供电方案的电能表相比,功耗降低50%。今后的使用将为电力公司节省电能打下基础。电能表的工作功能 功耗仅为0.4W。与线性供电方案的电能表相比,功耗降低50%。今后的使用将为电力公司节省电能打下基础。

参考文献 [1] 王志强等译.开关电源A到Z精通开关电源设计[M].北京:人民邮电出版社 [2] 卢家辉.开关电源在电子式电能表中的应用[J].机电技术,2005. 作者单位 武汉盛帆电子有限公司 湖北省武汉市 430200 表1 电能表模块 电源名称 电压/电流测量模块 V1 5V/30mA AMCU及外围模块 V2 5V/100mA继电器控制模块V3 12V/100mA 载波通讯模块 V4 12V/100mARS-485通讯模块 V5 5V/50mA 图1:基于AP8012H的原理框图 图2:基于AP8012H的电能表原理图 网络发表时间:2017-05-03 11 :29:31 网络发布地址: