畢業(yè)設(shè)計（論文）三相四線制智能電表專用電源的設(shè)計

1、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計（論文）三相四線制智能電表專用電源的設(shè)計專業(yè)（系） 電氣自動化 班 級 鐵自 092 學生姓名 指導老師 完成日期 2011-11-5 2012屆畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、課題名稱：三相四線制數(shù)字智能電表專用電源的設(shè)計與實現(xiàn)二、指導老師：劉紅兵三、設(shè)計內(nèi)容與要求1、課題概述隨著脈寬調(diào)制技術(shù)的發(fā)展與完善,開關(guān)穩(wěn)壓電源以其極高的性價比在空間技術(shù)、計算機、通信、家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。美國power integration公司的第二代開關(guān)電源芯片topswitch系列芯片,與第一代產(chǎn)品相比,不僅性能上進一步改進,而且輸出功率明顯提高。其外圍元件少、開發(fā)周期短、

2、成本低、系統(tǒng)可靠性高,是目前設(shè)計250w以下的高效率、多功能單端反激式開關(guān)電源的最佳選擇。數(shù)字電表是開關(guān)電源廣泛應(yīng)用的場合之一。隨著社會用電量迅速增長和用戶對電能質(zhì)量要求的不斷提高,三相智能電表的需求量也迅速增長。采用電子計量原理的三相智能電表具有高精度、多參數(shù)測量、諧波功率電能計量等優(yōu)勢?，F(xiàn)有的電表專用模塊中普遍存在輸出路數(shù)較少、隔離性較差等缺陷。本課題就是利用topswitch系列芯片來設(shè)計三相四線制數(shù)字電表專用電源，設(shè)計好的專用電源能更適合應(yīng)用于單相(220v)、三相(380v)數(shù)字智能電表中,也可作為電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的電源模塊。2、 設(shè)計內(nèi)容與要求1) 設(shè)計內(nèi)容三相四線制電表專用電源模

3、塊的電路設(shè)計方案是：根據(jù)六路輸出的電流及電壓估算總功率約為10w，采用推薦功率為40w topswitch系列中的top224芯片。采用功率容量較大的top224不僅可以提高電源的效率和電源模塊的過載能力,更有利于提高電源模塊的可靠性。其次topswitchii芯片集成度高,設(shè)計工作主要針對外圍電路進行。外圍電路可以分為：輸入整流濾波電路、箝位保護電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路、反饋電路、軟啟動電路及電磁兼容設(shè)計等七部分組成。2)設(shè)計要求： 為了減少外圍接口,智能電表大多以測量電壓作為電表電源的進線電壓,這就要求智能電表具有足夠?qū)挼碾妷狠斎敕秶?110v25v220v45v),在智能電表的

4、所有功能模塊中,從mcu處理器、a/d采樣芯片,到不同偏壓的數(shù)字電路、周邊設(shè)備以及輸入/輸出電路,都各有特定的電源電壓要求。本電源模塊各輸出分別要求設(shè)計為:a) 主路5v供給mcu及相關(guān)數(shù)字電路。b) 輔路5v一路供給鍵盤、顯示及其驅(qū)動電路,另外一路供給a/d和mcu的模擬電源。c) 15v供運算放大器芯片。d) 24v為外接繼電器提供電源。e) 智能電表因長期在較惡劣的工作環(huán)境下工作,除了要求有較高的可靠性外,對電源的效率及散熱也有較高的要求。f) 電表電源還需要一定的電磁兼容性能,例如抗浪涌干擾以及抗射頻電磁場輻射等。g) 對于智能電表電源,由于其輸出功率較高、輸出路數(shù)多、線性穩(wěn)壓電源的效

5、率低、適應(yīng)電網(wǎng)電壓范圍窄,穩(wěn)壓性能差、笨重等智能電表趨向于采用技術(shù)成熟的開關(guān)電源。3）系統(tǒng)主要技術(shù)指標：a) 三相四線制輸入。當輸入為單相時也可工作。電源進線端可直接接電表的電壓測量端獲取電能,輸入電壓范圍每相85v265v(ac)或80v375v(dc)。b) 采用top224y設(shè)計的具有六路輸出的單端反激式電源。最大輸出功率約10w,六路輸出分別是:+5v/1a兩路+5v/0.2a、+15v/0.1a、-15v/0.1a、+24v/50ma。c) 輔路輸出設(shè)計具有低壓差三端穩(wěn)壓芯片,使得輔路的輸出電壓不受主路負載變化的影響。d) 具有斷電提示powergood信號。當輸入母線電壓驟降(如發(fā)

6、生三相短路或操作分閘)在電源停止輸出之前產(chǎn)生下降沿時,通知電表芯片及時存儲有用的數(shù)據(jù)。e) 電路簡單、穩(wěn)壓性好、可靠性高,配有光耦和tl431的反饋回路使穩(wěn)壓性能顯著提高。輸入端具有抗啟動過流、浪涌電壓的能力,同時具有過熱保護、短路自動重啟、安全電流限制功能。f) 具有良好的抗干擾特性。四、設(shè)計參考書：開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及應(yīng)用、電源電路的分析與設(shè)計、檢測技術(shù)、電子元件手冊、protel電路板設(shè)計方法等。五、設(shè)計說明書內(nèi)容1、封面2、目錄3、內(nèi)容摘要（200400字左右，中英文）4、引言5、正文（設(shè)計方案與選擇，設(shè)計方案原理、計算、分析、論證，設(shè)計結(jié)果的說明及特點）6、結(jié)束語7、附錄（參考文獻、

7、圖紙、材料清單等）六、畢業(yè)設(shè)計進程安排第1周：方案設(shè)計討論，教師輔導；第2-3周：分系統(tǒng)方案設(shè)計初稿、元件選擇、電氣原理圖等；第4-5周：編制程序、修改方案、設(shè)計說明書初稿；第6周：第一次檢查，討論并改寫文稿；第7周：第二次檢查，完善文稿輔導答辯；第8周：設(shè)計書成績評定、答辯。七、畢業(yè)設(shè)計答辯與論文要求1、畢業(yè)設(shè)計答辯要求答辯前三天，每個學生應(yīng)按時將畢業(yè)設(shè)計說明書或畢業(yè)論文、專題報告等必要資料交指導教師審閱，由指導教師寫出審閱意見。學生答辯時對自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻、設(shè)計基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評價。答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，

8、質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識、設(shè)計與計算方法、實驗方法、測試方法，鑒別學生獨立工作能力、創(chuàng)新能力。2、 畢業(yè)設(shè)計論文要求文字要求：說明書要求打印（除圖紙外），不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯別字，不允許抄襲。圖紙要求：按工程制圖標準制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。 41湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計摘要本文介紹了一款基于美國power integration公司的第二大開關(guān)電源芯片top224y采用其功率為40

9、w的top224y芯片而制作的三相四線制智能電表并說明其工作原理設(shè)計流程。設(shè)計輸入電壓范圍（220v2538025v）提供六路輸出電壓，該電源體積小、重量輕、外圍元件少，成本低有較高的可靠性和電磁兼容性可用于單相三相智能電表中。abstractthis article describes a u.s. power integration based companys second-largest switching power supply chip, its power is 40w using top224y top224y chip of the production of three-

10、phase four-wire smart meters and explain their design process works. design input voltage range (220v 25-380 25v) provides six output voltages, the power, small size, light weight, fewer external components and low cost with high reliability and electromagnetic compatibility can be used for single-p

11、hase three-phase smart meters in.關(guān)鍵詞：開關(guān)電源 pwm控制 topswitch- 智能電表switching power supply pwm control topswitch- smart meters目錄2012屆畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書2摘要5第1章 引言61.1開關(guān)電源的發(fā)展背景61.2論文設(shè)計目標和意義81.3論文章節(jié)安排8第2章 方案論證與設(shè)計82.1方案的論證82.2 方案工作元件的選擇112.2.1開關(guān)器件：(top224y)：112.2.2其它元件的選用：132.3方案的總體設(shè)計142.4高頻變壓器的設(shè)計16第3章 硬件電路設(shè)計與原理分析203.1

12、 開關(guān)電源的原理與應(yīng)用203.2 原理圖213.1.1整流濾波電路223.1.2箝位保護電路：233.1.3反饋電路243.1.4 輸出整流濾波電路的確定243.1.5 軟啟動電路253.1.6 電磁兼容性設(shè)計：263.3 pcb圖28第4章 電路的調(diào)試294.1 輸入?yún)?shù)：294.2輸出參數(shù)：294.3 效率：294.4電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率30第五章 智能電表的基本工作過程315.1 智能電表的工作原理和特點315.2智能電表帶給用戶的好處32總 結(jié)34參考文獻35致 謝36附件37第1章 引言1.1開關(guān)電源的發(fā)展背景隨著智能電網(wǎng)的提出我國的國家電網(wǎng)也朝著智能化不斷邁進，面對當今世界的能源

13、危機社會用電量迅速增長用戶對電能的質(zhì)量要求也不斷提高。因此用戶集電力公司需求一款能夠?qū)崿F(xiàn)信息化智能化的電表。然而數(shù)字智能電表的發(fā)展與開關(guān)電源、微型控制器集現(xiàn)代通信技術(shù)是分不開的。單片開關(guān)電源集成電路具有高集成度、高性價比、最簡外圍電路、最佳性能指標、能構(gòu)成高效率無工頻變壓器的隔離式開關(guān)電源等優(yōu)點。智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，即以發(fā)電、輸電、配電、儲能的電力系統(tǒng)為對象，通過數(shù)字信息技術(shù)和自動控制技術(shù)，實現(xiàn)從發(fā)電到用電過程中的所有環(huán)節(jié)形成信息的雙向交流，使得電力的生產(chǎn)、輸送和使用得到系統(tǒng)地優(yōu)化。安全、自愈、清潔、經(jīng)濟是未來的智能電網(wǎng)的主要特點;21世紀，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和is、grs、

14、gps等數(shù)字化技術(shù)日趨成熟，電子電力、數(shù)據(jù)采集、智能儀表等技術(shù)飛速發(fā)展，已經(jīng)能夠投入到實際使用中;數(shù)字化的變電站乃至數(shù)字化電網(wǎng)逐步建立，成為未來智能電網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。我國建設(shè)堅強的智能電網(wǎng)將是一個漫長、循序漸進的過程?，F(xiàn)階段，需要進行很多穩(wěn)步推進的試點工作，確定一條可行的發(fā)展路徑，確定電網(wǎng)數(shù)字化、智能化實踐的技術(shù)要點是其中的核心環(huán)節(jié)。智能電網(wǎng)的發(fā)展有三個主要階段：第一階段:2006年，ibm針對提“智能電網(wǎng)”安全性，可靠性等問題，提出了解決方案.ibm在中國發(fā)布的建設(shè)智能電網(wǎng)白皮書中指出，該解決方案主要包括以下三個方面:首先要提高電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)字化程度，電網(wǎng)資源與電力設(shè)備均通過相應(yīng)的傳感器來連接，

15、采用數(shù)字化的信息交流;其次是對傳輸數(shù)據(jù)的整合和采集體系;最后是進行采集數(shù)據(jù)的分析，即依根據(jù)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析，優(yōu)化系統(tǒng)運行和管理。ibm提出的方案通過對電力系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)的進行優(yōu)化管理優(yōu)化管理，不但為相關(guān)企業(yè)降低成本，而且使運行效率和可靠性大大提高。第二階段:奧巴馬提出的能源計劃，美國電網(wǎng)的電路損耗和故障維修每年要耗費 1200億美元，因此對電網(wǎng)系統(tǒng)升級換代迫在眉睫，建設(shè)橫跨四個時區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng);著重開發(fā)智能電網(wǎng)，逐步實現(xiàn)美國太陽能、風能、地熱能等分布式能源，的統(tǒng)一入網(wǎng)管理;最大限度提高能源使用效率。第三階段:互動電網(wǎng) (interactivesmartgrid)的概念是由中國能源

16、專家武建東提出，它實質(zhì)上包含了智能電網(wǎng)的含義?；与娋W(wǎng)定義為:在互聯(lián)和開放的信息模式基礎(chǔ)上，通過完善電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，依靠先進的系統(tǒng)數(shù)字設(shè)備，加速促進電力系統(tǒng)全流程的信息化。集合了產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和管理革命的智能電網(wǎng)將再造電網(wǎng)信息回路，構(gòu)建實時反饋系統(tǒng)，推動電網(wǎng)整體轉(zhuǎn)型為節(jié)能基礎(chǔ)設(shè)施，提高能源使用效率，減少客戶成本，減少二氧化碳氣體排放，最大限度創(chuàng)造電網(wǎng)價值。1.2論文設(shè)計目標和意義隨著我國智能電網(wǎng)的進一步建設(shè)，市場要求的不斷提高，新興的智能電表成為市場的重要需求品之一。本課題就是通過分析開關(guān)電源、電力電子技術(shù)的發(fā)展結(jié)合當今的pc技術(shù)等完成一款智能電表的設(shè)計與實現(xiàn)。對促進我國智能電網(wǎng)的發(fā)展，

17、提高我國居民用戶的用電質(zhì)量，實現(xiàn)我國在用電方面自動化、智能化，提高用電效率節(jié)約能源有重要意義。智能電表其實是為實現(xiàn)國家智能電網(wǎng)而推出的計量設(shè)備，是該系統(tǒng)建設(shè)重要環(huán)節(jié)。所謂智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”。它建立在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進的傳感和測量等技術(shù)設(shè)備，實現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠和經(jīng)濟高效的目標，具有信息化、數(shù)字化、自動化和互動化等主要特征?！坝秒娦畔⒉杉到y(tǒng)”的建設(shè)，是實現(xiàn)電能信息全采集、全覆蓋、全預(yù)付費的基礎(chǔ)，是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要組成部分，杜絕了原人工抄錄出現(xiàn)的用電誤讀、誤抄、漏抄和抄表不及時等問題。這種新型智能電表使電力用戶不用跑到屋外找電表查電量，直接可以

18、通過電表上的液晶顯視屏查詢電費、告警、歷史用電、實時電價及供電曲線等信息，了解自家在不同時間的用電情況，在用電波峰的時候關(guān)閉某些電器，根據(jù)自己需求，制定用電計劃，在精打細算中節(jié)約用電。還可以由電腦遠程自動抄表，將大大提高抄表精確性和工作效率，有效避免人工抄表的誤差，并可遠程分析電表數(shù)據(jù)，幫助供電企業(yè)掌握客戶用電信息，第一時間獲取現(xiàn)場故障和異常情況，方便及時搶修，減少停電時間。1.3論文章節(jié)安排本論文大致可分為五部分：第一部分設(shè)計任務(wù)要求；第二部分第一章介紹了研究背景及意義。第三部分第二章，介紹了專用電源的總體論證設(shè)計。智能電表總體工作原理圖，第四部分，第三章給出了總體硬件原理圖和各部分工作原理

19、和調(diào)試以及總的工作原理接線圖，第五部分，相關(guān)的單片機程序流程圖，致謝及附件。第2章 方案論證與設(shè)計2.1方案的論證1）開關(guān)電源工作形式的選擇：在開關(guān)電源電路中,基本類型有5種:單端反激式、單端正激式、推挽式、半橋式和全橋式。對于100 w以下的開關(guān)電源,多采用單端反激式變換器,反激式功率變換電路中的變壓器,除了起隔離作用之外,還具有儲能的功能。反激式功率變換電路結(jié)構(gòu)比較簡單,輸出電壓不受輸入電壓的限制,亦可提供多路電壓輸出topswitch系列應(yīng)用于單端反激式變換器,典型用法如圖4所示圖a圖b圖c圖d圖4topswitch四種典型反激式變換電路在圖4中,(a)將偏置線圈通過限流電阻直接作為to

20、pswitch控制極的輸入;(b)在(a)的基礎(chǔ)上增加了穩(wěn)壓管,是(a)的增強型;(c)中輸出電壓通過光耦作用于topswitch控制極,在輸出電壓反饋精度上有所提高;(d)在(c)基礎(chǔ)上增加了精密基準tl431,使得輸出穩(wěn)壓精度和負載調(diào)整率都能獲得較高的精度。4種變換電路的效果如表1所示表1 4種變換電路參數(shù)比較圖示穩(wěn)壓精度（典型值）負載調(diào)整率（典型值）a10%5b52.5c51d10.2采用單端反激式開關(guān)電源，這種反饋控制電路的最大特點是：在輸入電壓和負載電流變化較大時，具有更快的動態(tài)響應(yīng)速度，自動限制負載電流，補償電路簡單。反激電路適應(yīng)于小功率開關(guān)電源。方案的確定：故在此次設(shè)計中選用單端

21、反激式。2）開關(guān)器件的選擇：功率開關(guān)管、pwm控制器和高頻變壓器是開關(guān)電源必不可少的組成部分。傳統(tǒng)的開關(guān)電源多采用分立的高頻功率開關(guān)管和多引腳的pwm集成控制器，例如采用uc3842+mosfet是國內(nèi)小功率開關(guān)電源中較為普及的設(shè)計方法。90年代以來，出現(xiàn)了pwm/mosfet二合一的集成芯片。它的出現(xiàn)，大大降低了開關(guān)電源設(shè)計的復雜性，縮短了設(shè)計所需的時間，從而加快了產(chǎn)品進入市場的速度。二合一集成控制芯片多采用3腳、4腳、5腳、7腳和8腳封裝。其中，tea1523p二合一集成控制器件，是該類器件的代表性產(chǎn)品。topswitch系列芯片是powerintegration公司生產(chǎn)的開關(guān)電源專用集成

22、電路,他將脈寬調(diào)制電路與高壓mosfet開關(guān)管及驅(qū)動電路等集成在一起,具備完善的保護功能。使用該芯片設(shè)計的小功率開關(guān)電源,可大大減少外圍電路,降低成本,提高可靠性。介紹其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,給出幾種應(yīng)用于反激式功率變換電路的典型用法,并給出一種反激式開關(guān)電源的實用電路。方案的確定：所以最終選擇top224y構(gòu)成的應(yīng)用電路。2.2 方案工作元件的選擇2.2.1開關(guān)器件：(top224y)：湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計主要性能：top224y構(gòu)成的應(yīng)用電路具有較低的成本和元件數(shù)量，與線性電源相比具有價格競爭優(yōu)勢的應(yīng)用電路輸出功率為5w的電源電路。它具有非常低的ac/dc變換損耗，轉(zhuǎn)換效率可達90%

23、。芯片內(nèi)部集成了自動復位啟動和限流能電路。為了實現(xiàn)電源系統(tǒng)的安全保護，芯片內(nèi)部還具有一個觸發(fā)式熱關(guān)斷電路；可構(gòu)成反擊式、正激式、升壓式降壓式結(jié)構(gòu)的電路；可工作于觸及反饋控制結(jié)構(gòu)或光耦合反饋控制結(jié)構(gòu)；可穩(wěn)定工作與連續(xù)不連續(xù)傳導模式。芯片的source端被內(nèi)部連接于自帶金屬散熱片上，既改善了散熱效果又降低了emi。湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱 極限值 單位 drain端電壓 -0.3700 v drain端電流增加量（id）0.1xilimitmax control端電壓 -0.39 v control端電流 100 ma 儲存溫度 -65150 焊接溫度 260 工作結(jié)點溫度 -

24、40150 topswitch-ii的性能特點：1）topswitch-ii內(nèi)部包括振蕩器、誤差放大器、脈寬調(diào)制器、門電路、高壓功率開關(guān)管（mosfet）、偏置電路、過流保護電路、過熱保護及上電復位電路、關(guān)斷自動重啟動電路。它通過高頻變壓器使輸出端與電網(wǎng)完全隔離，使用安全可靠。它屬于漏極開路輸出的電流控制型開關(guān)電源。由于采用cmos電路，使器件功耗顯著降低。2) 只有三個引出端：控制端c、源極s、漏極d，可同三端線性穩(wěn)壓器相媲美，能以最簡方式構(gòu)成無工頻變壓器的反激式開關(guān)電源。為完成多種控制、偏置及保護功能，c、d均屬多功能引出端，實現(xiàn)了一腳多用。以控制端為例，它具有三項功能：該端電壓vc為片內(nèi)

25、并聯(lián)調(diào)整器和門驅(qū)動級提供偏壓；該端電流ic能調(diào)節(jié)占空比；該端還作為電源支路與自動重啟動補償電容的連接點，通過外接旁路電容來決定自動重啟動的頻率，并對控制回路進行補償。3) 輸入交流電壓的范圍極寬。作固定電壓輸入時可選220v15%交流電，若配85265v寬范圍變化的交流電，最大輸出功率要降低40%。開關(guān)電源的輸入頻率范圍是47440hz。4) 開關(guān)頻率典型值為100khz，占空比調(diào)節(jié)范圍是1.7%67%。電源效率為80%左右，最高可達90%，比線性集成穩(wěn)壓電源提高近一倍。其工作溫度范圍是070芯片最高結(jié)溫tjm=135。5) topswitch-ii的基本工作原理是利用c控制端的反饋電流ic來

26、調(diào)節(jié)占空比，達到穩(wěn)壓目的。6) 外圍電路簡單，成本低廉。外部僅需接整流濾波器、高頻變壓器、初級保護電路、反饋電路和輸出電路。采用此類芯片還能降低開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾。topswitch-ii可廣泛用于儀器儀表、筆記本電腦、移動電話、電視機、vcd7和dvd、攝錄像機、電池充電器、功率放大器等領(lǐng)域，并能構(gòu)成各種小型化、高密度、低成本的開關(guān)電源模塊。此外，它還適合構(gòu)成后備式開關(guān)電源，非隔離式開關(guān)電源、恒流恒壓輸出開關(guān)電源，供無線通信用的dc/dc電源變換器、恒功率調(diào)節(jié)器、功率因數(shù)補償器等。topswitch-系列芯片的管腳功能與應(yīng)用：topswitch-系列芯片有三個管腳，分別是d（3腳）、s（

27、2腳）、c（1腳），其中c為控制腳，用于電壓反饋控制輸入；d為內(nèi)部mos管的漏極，也是芯片功率電路輸入端，一般經(jīng)過變壓器初級繞組與供電電源正端相連接；s為內(nèi)部mos管的源極，一般接輸入電源的負端。2.2.2其它元件的選用：符號名稱作用lm2930穩(wěn)壓芯片輸出穩(wěn)壓lm 2940穩(wěn)壓芯片輸出穩(wěn)壓lm 2990穩(wěn)壓芯片輸出穩(wěn)壓pc817a光電耦合隔離tl431三端可調(diào)分流基準源比較放大注：詳細參數(shù)間附表2.3方案的總體設(shè)計專用電源的總體方框圖根據(jù)實際設(shè)計要求可分為開關(guān)電源、單片機、現(xiàn)代通信技術(shù)三大部分。其中開關(guān)電源的系統(tǒng)圖如下：繼電器開關(guān)三相半波整流鉗位，慮濾波 高 頻 變 壓 器鍵盤5v/0.2a

28、mcu5v/0.2a主路5v/1a正負15va/d、單片機top224y脈沖控制單片機及相關(guān)電路方框圖：電壓采樣電流采樣ade7753單片機lcd顯示光隔離485通訊接口rf通訊接口e2prom鍵盤掃描看門狗rtc脈沖輸出電源系統(tǒng)控制流程圖2.4高頻變壓器的設(shè)計開關(guān)電源外圍元件設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵在于高頻變壓器的設(shè)計, 高頻變壓器設(shè)計的參數(shù)很大程度上決定了開關(guān)電源的性能參數(shù). 因此在設(shè)計高頻變壓器時,需要確定以下九個參數(shù):變壓器初級電感量lp、 磁心氣隙寬度、初級匝數(shù)np、次級匝數(shù)ns、反饋繞組匝數(shù)nf、初級裸導線直徑dpm、初級導線外徑dpm、次級裸導線直徑dsm、和次級裸導線外徑dsm。上述參數(shù)

29、除了lp可以通過計算得出，其他均要進行迭代，直到滿足磁通密度bm=0.20.3t，磁芯氣隙寬度0.05mm初級繞組電流密度j=(410)a/mm的條件為止1)高頻變壓器骨架設(shè)計:采用efd25鋅錳鐵氧體磁芯,其參數(shù):磁芯有效截面積sj=0.58cm磁路有效長度l=57mm 磁芯不留間隙時的等效電感al=1800nh/t骨架寬度 b=16.4mm.2)確定初級電路的有關(guān)參數(shù):在計算初級電感量之前,先確定初級電路的有關(guān)參數(shù):初級電流平均值: i 最大占空比: d初級峰值電流: i初級有效值電流: i式中krp為初級波紋電流與初級峰值電流的比值,決定了開關(guān)電源的工作方式(連續(xù)方式或不連續(xù)方式)初級電

30、感量的確定: l 3) 計算各繞組匝數(shù):次級繞組取0.6匝/v再加上肖特基整流管0.4v正向壓降次級匝數(shù)為（50.4）6匝3.24匝，由于初級繞組上還存在導線電阻，實取4匝。初級繞組匝數(shù)確定如下：n匝反饋繞組：n匝其他各繞組的電壓均按每伏匝數(shù)來計算，每伏匝數(shù)的定義為n除了24繞組之外其他各繞組由于還接了低壓差三端穩(wěn)壓器所以在計算變壓器繞組時還要加上12的電壓對應(yīng)的繞組4）驗證最大磁通密度bm 及氣隙寬度 b=,s 5) 確定導線截面積:初級導線外徑用以下公式確定d計算電流密度 j= 驗證j是否滿足(410)a/mm如果j10a/mm，則選擇較粗的導線或多股繞制；否則可選擇較細的導線。實際當中結(jié)

31、合power integration的單片開關(guān)電源設(shè)計綜合上述的計算結(jié)果來確定變壓器的參數(shù)。其設(shè)計結(jié)果如下：初級繞組用0.21mm漆包線繞兩層50+50匝，次級主回路繞組用0.20mm漆包線繞4層4匝，兩路5v各用0.14mm漆包線繞4層5匝， 15用0.14mm漆包線繞2層14匝,24v輸出用0.25mm漆包線繞1層18匝,反饋繞組用0.14mm漆包線繞9匝,初級電感量957h。變壓器的結(jié)構(gòu)對變壓器性能的影響變壓器的最主要作用是隔離，電器隔離性能應(yīng)符合電氣安全規(guī)則的要求。為了滿足電器安全規(guī)則的要求，通常要在變壓器的初次級之間留有不低于3mm的絕緣邊距（爬電距離），如圖2-3空隙的方法。邊沿空

32、隙方法（margin wound）是在骨架邊沿留有不繞線的余留，以提供所需的絕緣邊距要求。 怎樣才能取消令人深惡痛絕的變壓器中的邊沿空隙和初次級間的絕緣？問題的關(guān)鍵就是改進漆包線的質(zhì)量，單層絕緣的漆包線的最主要的缺陷是針孔（當然也不可否認絕緣電壓可能還不夠），那么在制造漆包線時可以在漆包線上多涂幾次絕緣漆，這樣不僅提高了絕緣電壓，最主要的是徹底的消除了漆包線的漆皮上的針孔，這就是三重絕緣的漆包線。 三重絕緣漆包線繞制法（triple insulated）-次級繞組的導線采用三重絕緣漆包線以便任意兩層結(jié)合都滿足電氣強度要求。實際上用三重絕緣漆包線繞制變壓器時，初次級之間可以不附加任何絕緣物（如絕

33、緣膠帶）同樣可以保證絕緣強度。這樣，變壓器的繞線窗口將得到有效的利用，同時變壓器的漏感也可以減小到最小。變壓器磁芯的確定 可以選擇最常見而又最便宜的ei40，這個磁芯可能會大一些，但是作為競賽，這種選擇也是可以的。由于開關(guān)頻率選擇50khz，一般的功率鐵氧體磁芯都可以滿足要求，磁感應(yīng)強度可以選擇1500gs，即0.15mt。變壓器初次級繞組導線的選擇與繞法 初級繞組電流有效值。在最低輸入電壓下（9v）輸出100w的功率（為分析方便，考慮效率為100%）每個初級繞組要流過的有效值電流約為：7.5a（100/9的1/2）。按每平方毫米流過3a有效值電流的電流密度，除級繞組需要2的導線很難繞在框架中

34、。解決的方法有兩種，其一初級繞組選擇銅箔，可以選擇0.05厚的銅箔三層并繞，兩個初級繞組相間，即三層銅箔加一層絕緣膠帶再加三層銅箔的繞法。由于電路為推挽式變換器，僅初級兩個繞組之間的漏感做到最小就可以了。因此可以選擇初級在內(nèi)，次級在外的簡單繞法。表1 各種磁芯特性比較表磁芯類型非晶合金薄硅鋼片坡莫合金鐵氧體鐵損低高中低磁導率高低高中飽和磁密高高中低溫度影響中小小中加工難易易易第3章 硬件電路設(shè)計與原理分析3.1 開關(guān)電源的原理與應(yīng)用基本構(gòu)成：ui u0dc/dc變換器驅(qū)動器pwm比較放大r1r2工作原理：（單端反激式）單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯

35、僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激，是指當開關(guān)管vt1 導通時，高頻變壓器初級繞組的感應(yīng)電壓為上正下負，整流二極管vd1處于截止狀態(tài)，在初級繞組中儲存能量。當開關(guān)管vt1截止時，變壓器初級繞組中存儲的能量，通過次級繞組及vd1 整流和電容濾波后向負載輸出。單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為20100，可以同時輸出不同的電壓，且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大，外特性差，適用于相對固定的負載。單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管vt1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍，工作頻率在20200khz之間。3.2 原理圖3.1.1整流濾波電路整流濾波電路包括三相

36、整流、emi 濾波和直流濾波三部分。 三相濾波采用三相半波整流， 快恢復整流管選用耐壓值600 的mur160（是超快恢復二極管，1a,600v trr:50ns）.emi采用直流emi濾波器。 直流濾波電容由次級輸出的總功率決定，設(shè)計為600uf， 若取整流二極管導通時間典型值t=3ms由下式可得輸入電容設(shè)計耐壓值：v =上式中，為開關(guān)電源的效率， 典型值為80%。f為電網(wǎng)頻率， 實際電容耐壓值為400v。3.1.2箝位保護電路：箝位齊納管vdz 和阻塞二極管的選擇每個開關(guān)周期，當topswish關(guān)斷，次級電路處于導通狀態(tài)時，次級電壓會感應(yīng)到初級上， 感應(yīng)電壓uor與ui相疊加后, 加到to

37、pswish內(nèi)部功率開關(guān)管的漏極上, 與此同時, 高頻變壓器的漏感也釋放能量,并在漏極上產(chǎn)生尖峰電壓ul上述的不利情況極易損壞芯片。 因此選擇瞬態(tài)電壓抑制器（tvs） 來吸收尖峰電壓的瞬間能量， 使（u）小于功率開關(guān)管mosfet的d-s擊穿電壓uds的值700v。對于topswish- 系列和230v 輸入uor的典型值為130v， 一般取tvs的箝位電壓u= 1.5u=202.5v故本電路選擇tvsp6ke200阻塞管為uf4005.3.1.3反饋電路精密光耦反饋電路由pc817a和tl431組成, 輸出電壓經(jīng)過r4、r5取樣后與tl431內(nèi)部基準電壓2.5進行比較,產(chǎn)生誤差電壓,再通過p

38、c817a 去改變top224y的輸出占空比.用tl431來構(gòu)成外部誤差放大器可以改善調(diào)節(jié)性能，提高輸出電壓的穩(wěn)定性。tl431的偏置電流僅為1ma這有助于降低空載損耗反饋回路的形式依據(jù)輸出電壓精度而決定，本方案使用的“光耦”tl431可以把輸出電壓精度控制在%1。電壓反饋信號經(jīng)分壓網(wǎng)絡(luò)（r4 r5）引入tl431的ref端轉(zhuǎn)化為電流反饋信號，經(jīng)過光耦隔離后輸入topswish的控制端。光耦工作在線性狀態(tài)，起隔離作用。如果所選光耦的crt（電流放大率）上限超過200%，容易造成top224y的過壓保護。相反，若ctr的下限小于e01，占空比將不能隨反饋電流的增大而減小，從而導致過流。因此，應(yīng)選

39、擇crt范圍接近100%的光耦。3.1.4 輸出整流濾波電路的確定整流管必須選擇恢復速度高的肖特基整流管, 具體的選擇是依據(jù)各路的輸出電壓水平和輸出電流容量,整流管的額定工作電流至少為該支路最大輸出電流的三倍以上, 管子的反向耐壓也需要在最低耐壓值的基礎(chǔ)上留夠裕量。具體方案如下表所示。輸出支路（v）整流管設(shè)計最低耐壓值（v）實際反相耐壓（v）最大輸出電流（a）主路 5mbr74520457.5輔兩路5in58222040315， 24in5402582003反饋回路in414847750.2主路采用型濾波電路,電容取 220f/35v,電感為5.6h，兩個輔路 5v,15v支路采用lm29系列

40、低壓差三端穩(wěn)壓器,就可以有效地減小主路負載變化時對輔路的影響。24v支路采用型濾波電路并串連磁珠防止外界的高頻干擾。3.1.5 軟啟動電路在各種過去和現(xiàn)在常用的電源中，開關(guān)電源是很普及的，一般可以滿足任何設(shè)計要求。這種電源很經(jīng)濟，但在設(shè)計中也存在一些問題。這就是很多開關(guān)電源(特別是大功率開關(guān)電源)，都存在一個固有的缺點：在加電瞬間要汲取一個較大的電流。這個浪涌電流可能達到電源靜態(tài)工作電流的10倍100倍。由此，至少有可能產(chǎn)生兩個方面的問題。第一，如果直流電源不能供給足夠的啟動電流，開關(guān)電源可能進入一種鎖定狀態(tài)而無法啟動；第二，這種浪涌電流可能造成輸入電源電壓的降低，足以引起使用同一輸入電源的其

41、它動力設(shè)備瞬間掉電。傳統(tǒng)的輸入浪涌電流限制方法是串聯(lián)負溫度系數(shù)熱敏限流電阻器(ntc)，然而這種簡單的方法具有很多缺點：如ntc電阻器的限流效果受環(huán)境溫度影響較大、限流效果在短暫的輸入主電網(wǎng)中斷(約幾百毫秒數(shù)量級)時只能部分地達到、ntc電阻器的功率損耗降低了開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率。其實上面提出的這兩個問題可以通過一個“軟啟動電路”來解決，下面詳細介紹之。 開關(guān)電源浪涌電流產(chǎn)生的原因： 在論述“軟啟動電路”以前，我們首先討論浪涌電流是如何產(chǎn)生的?，F(xiàn)代的驅(qū)動系統(tǒng)、逆變器和開關(guān)電源等一般通過脈沖調(diào)制技術(shù)(pwm)來轉(zhuǎn)換電能，其中的核心部件是直流直流轉(zhuǎn)換器。如圖1所示的開關(guān)電源中，輸入電壓首先經(jīng)過干擾濾

42、波，再通過橋式整流器變成直流，然后通過一個很大的電解電容器進行波形平滑，之后才能進入真正的直流直流轉(zhuǎn)換器。輸入浪涌電流就是在對這個電解電容器進行初始充電時產(chǎn)生的，它的大小取決于起動上電時輸入電壓的幅值以及由橋式整流器和電解電容器所形成回路的總電阻。如果恰好在交流輸入電壓的峰值點起動時，就會出現(xiàn)峰值輸入浪涌電流。另外，變壓器電源起動時也會出現(xiàn)輸入浪涌電流。然而，這種輸入浪涌電流的出現(xiàn)原因有所不同。當變壓器電源在正弦輸入電壓的過零點起動時，變壓器磁芯的磁化在前幾個周期中被迫進入一種不平衡狀態(tài)。結(jié)果，磁芯在每個半周飽和。此時的勵磁電流只能由微弱的漏電感寄生電阻來限制，導致出現(xiàn)很大的輸入浪涌電流。變壓

43、器電源通常帶有特殊的輸入浪涌電流限制器來保證其在正弦輸入電壓的峰值起動，以防止出現(xiàn)很高的輸入浪涌電流。而如果在開關(guān)電源中也使用這種輸入浪涌電流限制器，則如前文所述，后果恰恰相反，不但起不到限流作用，反而會導致出現(xiàn)峰值輸入浪涌電流。故我們今天只討論開關(guān)電源浪涌電流的產(chǎn)生和消除，變壓器電源不在論述范圍。本電路軟啟動的設(shè)置：由于電源為多路輸出，變壓器所接電容較多，啟動時充電電流較大，因此必須設(shè)計軟啟動環(huán)節(jié)限制開啟電源時的占空比，使輸出電壓平穩(wěn)地升高。為此在tl431正負極兩端并聯(lián)一只47f的電解電容c5作為軟啟動電容，可以獲得大于2ms的軟啟動時間，對top224起到了保護作用.斷電時c5通過r6進

44、行放電。3.1.6 電磁兼容性設(shè)計：電磁干擾(electromagnetic interference)，有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾是指通過導電介質(zhì)把一個電網(wǎng)絡(luò)上的信號耦合(干擾)到另一個電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源 通過空間把其信號耦合(干擾)到另一個電網(wǎng)絡(luò)。在高速pcb及系統(tǒng)設(shè)計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾 源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。 自從電子系統(tǒng)降噪技術(shù)在70年代中期出現(xiàn)以來，主要由于美國聯(lián)邦通訊委員 會在1990年和歐盟在1992 提出了對商業(yè)數(shù)碼產(chǎn)品的有關(guān)規(guī)章，這些規(guī)章要求各個公司確保它們的產(chǎn)品

45、符合嚴格的磁化系數(shù)和發(fā)射準則。符合這些規(guī)章的產(chǎn)品稱為具有電磁兼容性emc (electromagnetic compatibility)電磁兼容設(shè)計包括電磁干擾抑制和防護兩大方面。1、電磁兼容設(shè)計的基本方法基本電磁兼容設(shè)計的方法一般有三種：問題解決法、規(guī)范法和系統(tǒng)法。問題解決法是過去應(yīng)用較多的方法。它就是在發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在檢測中出現(xiàn)問題后進行改進。這種方法雖然具有針對性，但很可能導致成本上升，并影響產(chǎn)品及早上市。規(guī)范法即在產(chǎn)品開發(fā)階段就按照有關(guān)電磁兼容標準規(guī)范的要求進行設(shè)計，使產(chǎn)品可能出現(xiàn)的問題得到早期解決。系統(tǒng)法是近些年興起的一種設(shè)計方法，它在產(chǎn)品的初始設(shè)計階段對產(chǎn)品的每一個可能影響產(chǎn)品電磁兼容性

46、的元器件、模塊及線路建立數(shù)學模型，利用輔助設(shè)計工具對其電磁兼容性進行分析預(yù)測和控制分配，從而為整個產(chǎn)品的滿足要求打下良好基礎(chǔ)。無論是規(guī)范法或是系統(tǒng)法設(shè)計，其有效性都應(yīng)是以最后產(chǎn)品或系統(tǒng)的實際運行情況或檢驗結(jié)果為準則，必要時還是需要結(jié)合問題解決法才能完成設(shè)計目標。電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容包括：分析設(shè)備或系統(tǒng)所處的電磁環(huán)境和要求，正確選擇設(shè)計的主攻方向；精心選擇產(chǎn)品所使用的頻率；制定電磁兼容性要求和控制計劃；對元器件、模塊、電路采取合理的干擾抑制和防護技術(shù)。 電磁兼容設(shè)計的主要參數(shù)有：限額值、安全裕度和費效比。解決電磁兼容問題，一般可采取：接地技術(shù)、濾波和吸收技術(shù)、屏蔽和隔離技術(shù)等技術(shù)。接地屬于線路設(shè)計

47、的范疇，對產(chǎn)品電磁兼容性有著至關(guān)重要的意義?？梢哉f，合理的接地是最經(jīng)濟有效的電磁兼容設(shè)計技術(shù)。濾波是抑制傳導干擾最直接有效的辦法。另外，由于良好的濾波抑制了干擾源的泄漏，所以對輻射干擾的抑制也會起到良好的效果。對于瞬態(tài)脈沖干擾，最有效的辦法則是使用脈沖吸收技術(shù)。屏蔽是抑制輻射干擾的有效辦法。應(yīng)用時應(yīng)注意，屏蔽措施經(jīng)常要與接地共同使用才能發(fā)揮作用。屏蔽可理解為隔離的一種方法，但隔離所包含的內(nèi)容不止于此，它還包括位置的遠離和傳導干擾路徑的切斷（如使用光電耦合器切斷地環(huán)路干擾）等。目前，市場上有大量的電磁干擾對策元器件可供采用。本次電路電磁兼容性設(shè)計如下：電磁兼容設(shè)計主要考慮抑制電源發(fā)出的差模干擾和

48、共模干擾，并且減小外界引入的高頻干擾。本電源模塊采用直流emi濾波器，其中的濾波電容可以有效抑制由初級電流基波與諧波所產(chǎn)生的差模泄漏電流，其中的模扼流圈以抑制由初級繞組接top芯片d端的高壓開關(guān)波形所產(chǎn)生的共模泄漏電流。圖中，具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻r2可以限制上電時電流的突然增大，避免濾波電容受到大電流的沖擊。r1為壓敏電阻，當電網(wǎng)上電壓超過275v時r1被擊穿，能起到箝位保護的作用。c2用來濾除來自電網(wǎng)的高頻電壓干擾，c4為安全電容，用于濾除由高頻變壓器初、次級耦合電容引起的干擾。3.3 pcb圖第4章 電路的調(diào)試4.1 輸入?yún)?shù)：輸入電壓大小，交流還是直流，相數(shù)，頻率等。 國際電壓等級有

49、單相120vac，220vac，230vac等。國際通用的交流電壓范圍為85265v。一般包括輸入電壓額定值及其變化范圍； 3kw以下功率常選用單相輸入，5kw以上選用三相輸入； 工業(yè)用電頻率一般為50hz或者60hz,航空航天電源、船舶用電為400hz.有無功率因數(shù)（power factor)和諧波（total harmonics distortion)指標并聯(lián)有源濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理4.2輸出參數(shù)： 輸出功率，輸出電壓，輸出電流，紋波，穩(wěn)壓(穩(wěn)流)精度，調(diào)整率，動態(tài)特性(穩(wěn)定時間：settling time)、電源的啟動時間和保持時間。 輸出電壓：額定值調(diào)節(jié)范圍。輸出電壓的上限應(yīng)盡量

50、靠近額定值，以避免不必要的過大的設(shè)計余量。 輸出電流：額定值過載倍數(shù)。有穩(wěn)流要求的還會指定調(diào)節(jié)范圍。有些電源不允許空載，因此還應(yīng)指定電流下限。 穩(wěn)壓穩(wěn)流精度：影響因素包括輸入電壓調(diào)整率，負載調(diào)整率，時效偏差?；鶞试淳取z測元件精度、控制電路中運放的精度對穩(wěn)壓穩(wěn)流精度影響很大。 紋波：紋波成分包括遠高于開關(guān)頻率的高頻尖刺，與開關(guān)頻率fs相關(guān)的紋波以及低頻紋波（如電網(wǎng)單相整流后的100hz 紋波）。紋波系數(shù)： 輸出電壓中交流成分總有效值與直流成分的百分比。是最常用的量化方法。峰峰電壓值： 紋波電壓的峰峰值，可以反映出幅值很高有效值卻很小的尖峰聲的含量，但不能反映出紋波有效值的大小。一般的電源紋波

51、要求 /-(1 2 )。4.3 效率：額定輸入電壓與額定輸出電壓、額定輸出電流時輸出功率與輸入有功功率的比值。損耗：與開關(guān)頻率密切相關(guān)的損耗：開關(guān)器件的開關(guān)損耗，磁性元件的鐵損，吸收電路的損耗。電路中的通態(tài)損耗：開關(guān)器件的通態(tài)損耗，磁性元件的銅損，線路損耗。這部分損耗取決于電流。其它損耗：控制電路損耗，驅(qū)動電路的損耗等一般輸出電壓較高的電源的效率高于輸出電壓較低的電源。高輸出電壓的電源效率可達9095的效率。大功率電路的效率可以比小功率電路的效率做得更高。4.4電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率 電壓（源）調(diào)整率：電源調(diào)整率通常以額定負載條件下，由輸入電壓變化所造成其輸出電壓偏差率。如下列公式所示：vo(

52、max)-vo(min)/vo(normal)或者規(guī)定其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之上下限范圍內(nèi)，即輸出電壓之上下限絕對值以內(nèi)。 負載調(diào)整率：負載調(diào)整率的定義為開關(guān)電源於輸出負載電流變化時，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。或者輸出負載電流變化下，其輸出電壓偏差量不得超過上下限絕對值。 測試方法：待測電源在正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩(wěn)定後，測量正常負載下的輸出電壓值，再分別測量輕載(min)、重載(max)負載下其輸出電壓值(分別為vmax與vmin)，負載調(diào)整率通常以正常固定輸入電壓下，由負載電流變化所造成其輸出電壓偏差率的百分比，如下列公式所示v0(max)-v0(min)/v0(normal)第

53、五章 智能電表的基本工作過程所謂智能電表，就是應(yīng)用計算機技術(shù)，通訊技術(shù)等，形成以智能芯片(如cpu)為核心，具有電功率計量計時、記費、與上位機通訊、用電管理等功能的電度表。5.1 智能電表的工作原理和特點1. 智能電表的工作原理用戶持ic卡到供電部門交款購電，供電部門用售電管理機將購電量寫入ic卡中，用戶持ic卡在感應(yīng)區(qū)刷非接觸式ic卡(簡稱刷卡，下同)，即可合閘供電，供電后將卡拿走。當表內(nèi)剩余電量等于報警電量時，拉閘斷電報警(或蜂鳴器報警)，此時用戶在感應(yīng)區(qū)刷卡即可恢復供電;當剩余電量為零時，自動拉閘斷電，用戶必須再次持卡交費購電，才可以恢復用電。電子式智能電表，是在電子式電表的基礎(chǔ)上，近年

54、來開發(fā)面世的高科技產(chǎn)品，它的構(gòu)成、工作原理與傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表有著很大的差別。而電子式智能電表主要是由電子元器件構(gòu)成，其工作原理是先通過對用戶供電電壓和電流的實時采樣，再采用專用的電能表集成電路，對采樣電壓和電流信號進行處理，并轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸出，最后通過單片機進行處理、控制，把脈沖顯示為用電量并輸出。通常我們把智能電表計量一度電時a/d轉(zhuǎn)換器所發(fā)出的脈沖個數(shù)稱之為脈沖常數(shù)，對于智能電表來說，這是一個比較重要的常數(shù)，因為a/d轉(zhuǎn)換器在單位時間內(nèi)所發(fā)出脈沖數(shù)個的多少，將直接決定著該表計量的準確度。目前智能電表大多都采用一戶一個a/d轉(zhuǎn)換器的設(shè)計原則，但也有些廠家生產(chǎn)的多用戶集中式智能電表采用多戶共用一個