三相四線智能電表的電源解決方案

　　1、引言

　　傳統的三相四線制智能電表，為解決高壓輸入及四線制的供電要求，采用3PCS工頻變壓器進行電壓變換，再通過整流及濾波電路實現直流電壓的輸出,這種方案的優勢是成本低，缺點是體積大。同時不同國家、不同區域，三相四線智能電表的工作電壓存在很大的區別。目前一些國家(如中國、俄羅斯)實際供電電壓達到380VAC、而有的國家(如美國)則達到了480VAC。如果把如此高的供電電壓通過線-線直接接入85-264VAC輸入的AC/DC電源中，則電源將出現過壓損壞等情況。因此，85-264VAC輸入的常規電源已經不能滿足此應用需求。為滿足全球單相或三相輸入電壓(100VAC~480VAC)和智能電表小體積的要求，金升陽推出了90-528VAC輸入的小體積高性價比開關電源LS03-16BXXSS系列。

　　2、三相智能電表電源方案

　　金升陽微功率三相四線制電力專用電源LS03-16BxxSS或LD03-16BxxSS系列能夠解決工頻變壓器的體積大、設計復雜、輸入電壓高等問題。下面為三相智能電表的電源解決方案。

　　圖一 三相四線制智能電表方案框圖

　　圖(一)為三相四線智能電表功能框圖。，主要由EMC防護、電源模塊、網絡模塊、人機交互模塊、高速數據處理器、實時時鐘、數據接口及采集模塊等組成。該方案推薦選用金升陽LS03-16BxxSS(或LD03-16BxxSS)系列開關電源。此電源輸入電壓為90-528VAC，可從前端三相輸入中的任何相電壓或線電壓中直接取電，而不因過壓導致模塊損壞。經過LS03-16BxxSS轉換為隔離的DC電源，再經過LDO的轉換給系統的其他功能模塊供電。考慮到智能電表需向外部接口提供信息和進行數據交換，為使信號傳輸穩定可靠，建議選擇帶集成隔離電源的通信模塊，如金升陽TDX01D485系列485通信模塊，能有效抑制電磁干擾和消除地環路影響。

　　3、LS03-16BxxSS系列模塊電源簡介

　　LS03-16BxxSS 系列是金升陽為客戶提供的小體積開關模塊電源。該系列電源具有全球輸入電壓范圍、交直流兩用、低功耗、高效率、高可靠性、安全隔離等優點。同時，該系列電源也滿足國際UL60950/EN60950 標準。能夠廣泛適用于工控和電力儀器儀表等對體積要求苛刻、輸入電壓要求寬、需要滿足UL/CE 認證并對EMC 要求不高的場合。

　　產品特點：

　　● 超寬輸入電壓：90~ 528VAC

　　● 交直流兩用(同一端子輸入電壓)

　　● 4000VAC 高隔離電壓

　　● 小體積、高功率密度

　　● 輸出短路、過流保護功能

　　● 工業級工作溫度范圍：-40℃～+85℃

　　● 符合UL60950/EN60950 認證標準

　　4、LD03-16Bxx系列模塊電源簡介

　　針對寬電壓輸入微功率三相四線制電源，為滿足不同環境應用需求，金升陽不僅提供小體積、高功率密度、經濟型的SIP封裝，而且還提供內置EMC防護濾波電路的DIP封裝LD03-16Bxx，此產品在環境不是很惡劣的情況下，無需增加任何EMC器件即可滿足IEC 61000-6-3、IEC 61000-6-1標準要求，為客戶系統設計提供便利。

　　產品特點：

　　● 超寬輸入電壓：90~ 528VAC/100~745VDC

　　● 交直流兩用(同一端子輸入電壓)

　　● 3000VAC 高隔離電壓

　　● 小體積、高功率密度

　　● 產品裸機即可以滿足IEC 61000-6-1、IEC 61000-6-3 EMC標準要求

　　5、LO10-26D0512-04三相四線制電力儀表專用電源介紹

　　儀表接入電網的方式有兩種，直接接入或經電壓互感器接入。如果是經電壓互感器接入，根據IEC 62052-11：2003標準要求，輸入電壓會低至60V。為滿足智能電表更低輸入電壓和電力行業單相或三相輸入的要求，金升陽推出專為電力儀表三相四線制設計的超寬輸入電壓范圍的開關電源。

　　LO10-26D0512-04可在65-460VAC 或90-650VDC 超寬輸入電壓下工作，符合額定電壓380/220VAC(三相四線)、任接2 根線工作的供電要求。當供電系統發生故障導致輸入過壓時，電源會自動關機，從而保障電源及終端不受損。

　　產品特點：

　　● 三相四線超寬輸入: 65~460VAC/90~650VDC

　　● 接入三相四線供電系統任意兩線，電源正常工作

　　● 傳導/輻射：CLASS B

　　● 群脈沖/浪涌：四級

　　● 具有輸出短路、過流和輸入過壓關斷保護功能

　　● 高效率、高可靠性，低紋波噪聲、低待機功耗

　　● 采用長壽命低阻抗電解電容

　　6、應用注意事項

　　LS03-16BxxSS系列電源，如果需應用在電磁環境比較惡劣的場合中，為使產品工作穩定且不被電磁干擾輕易損壞，建議在電源輸入端口增加相應的EMC外圍電路，以滿足一定指標的電磁兼容性能，如圖五所示為推薦電路供參考：

　　注：具體元器件選型參數請參考LS03-16BxxSS技術手冊。

　　7、總 結

　　隨著智能電表在全球各地廣泛普及，其不僅要求開關電源具有小體積、高可靠性等，更要求開關電源能夠同時兼容多種輸入電壓。憑借著技術平臺優勢和自主創新能力，金升陽精心研發出滿足全球輸入電壓范圍的隔離型開關電源，為電力電表、消防監控等行業產品的供電設計帶來便利。