一种电表的供电电路的制作方法

本发明涉及智能电表的技术领域，具体涉及一种电表的供电电路。

背景技术：

近年来，智能电表被广泛应用。而智能电表存在一个问题，如果在智能电表的外部有强磁场的干扰，则使电表的供电电路出现问题，进而造成智能电表的计电量出现问题。因此，如何使电表的供电电路不受干扰，是业界亟待解决的问题。

现有的多种解决方式是通过屏蔽的方式，例如在电表的外围增加磁场屏蔽装置，以此来避免遭受外部强磁场的干扰，而此种方式过于复杂和昂贵。另外，例如中国专利cn204758820，通过追补电量的方式，补偿因干扰而出现的电量计的差值，需要复杂的算法和程序来解决问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电表的供电电路，以解决上述背景技术中提出的问题，避免电表受到外部强磁场的干扰。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电表的供电电路，包括反激主电路，反激主电路包括开关管s1、变压器t1、电阻rs，以及与变压器t1副边绕组串联的二极管d1和电容c1，经过d1和c1整流后的输出端作为所述供电电路的输出端，电阻rs串联在开关管s1与变压器原边绕组的回路中，所述电阻rs两端的电压作为所述开关管s1的电流检测信号，还包括控制电路，所述控制电路包括磁场单元、限流单元、电压稳定单元、驱动生成单元；

所述磁场单元，检测磁场的强度，当检测到磁场强度超过预设值时，输出补偿信号vc给所述限流单元；

所述限流单元，将所述开关管s1的电流检测信号与电流预设值iref比较，当电流检测信号大于电流预设值iref时，输出电流限制信号vi给所述驱动生成单元；并且当接收到所述磁场单元输出的补偿信号vc时，控制所述电流限制信号vi的值随着所述补偿信号vc的升高而升高；

所述电压稳定单元，检测所述供电电路的输出电压vo，并且预设一个电压预设值vref，输出反馈信号vf给所述驱动生成单元，所述反馈信号vf表征输出电压vo与所述电压预设值vref之间的差值，所述电压稳定单元用于控制所述输出电压等于电压预设值vref；

所述驱动生成单元，接收所述电流限制信号vi和所述反馈信号vf，当只接收到反馈信号vf时，根据反馈信号生成驱动信号vd，使该驱动信号的占空比根据反馈信号的变化而变化；而只要接收到电流限制信号vi时，则根据电流限制信号生成驱动信号vd，控制该驱动信号的占空比随着电流限制信号vi的升高而升高。

作为优选，所述磁场单元包括霍尔元件h、第一运算放大器、三极管q1及电阻r1，所述霍尔元件h由恒流源供电，两端连接第一运算放大器的输入端，第一运算放大器的输出端连接三极管q1的基极，三极管q1的集电极连接恒流源，发射极串联电阻r1后接地，所述电阻r1非接地的一端作为所述磁场单元的输出端，所述电阻r1上的电压为所述补偿信号vc。

作为优选，所述磁场单元还包括比较单元，所述比较单元接收所述开关管s1电流的斜率信号，将所述斜率信号与设定值比较，当所述斜率信号大于所述设定值时，输出补偿信号vc。

作为优选，所述比较单元还控制其输出的补偿信号vc的幅值随着所述斜率信号的增大而增大。

作为优选，所述限流单元包括第一比较器和电阻r2、r3，第一比较器的反相输入端连接所述电阻rs，用于接收所述电流检测信号，电流预设值iref通过电阻r2输入到第一比较器的正相输入端，补偿信号vc通过电阻r3输入到第一比较器的正相输入端，第一比较器的输出端作为所述限流单元的输出端，输出电流限制信号vi。

作为优选，所述限流单元包括第二比较器、第三比较器和电阻r9、r10，第二比较器的反相输入端连接所述电阻rs，用于接收所述电流检测信号，电流预设值iref通过电阻r9输入到第二比较器的正相输入端，第三比较器的反相输入端接一个幅值接近于零的小电压vcs，补偿信号vc输入到第三比较器的正相输入端，第三比较器输出端通过电阻r10连接第二比较器的正相输入端，第二比较器的输出端作为所述限流单元的输出端，输出电流限制信号vi。

作为优选，所述电压稳定单元包括第二运算放大器和外围电路，所述外围电路包括电容c1和电阻r4、r5、r6，所述电阻r4、r5串联后两端分别连接到所述供电电路的输出两端，电阻r4、r5的公共端连接第二运算放大器的反相输入端，电阻r6一端连接第二运算放大器的反相输入端，另一端串联电容c1后连接第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的正相输入端输入所述电压预设值vref，第二运算放大器输出端作为所述电压稳定单元的输出端，输出反馈信号vf。

作为优选，所述驱动生成单元为sr触发器，所述sr触发器的q端作为所述驱动生成单元的输出端，用于输出驱动信号vd，输出端s连接反激主电路的开关管s1的控制端，输入端r7连接限流单元的输出端，用于接收电流限制信号vi，输入端r8连接电压稳定单元的输出端，用于接收反馈信号vf。

作为优选，所述输入端r7的优先级高于输入端r8。

本发明提供了一种电表的供电电路，具备以下有益效果：作为电表的供电电路，可以避免外部强磁场的干扰，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图；

图2为本发明磁场单元的电路结构示意图；

图3为本发明限流单元第一实施例的电路结构示意图；

图4为本发明限流单元第二实施例的电路结构示意图；

图5为本发明电压稳定单元的电路结构示意图；

图6为本发明驱动生成单元的电路结构示意图；

图7为本发明断续模式的周期图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种电表的供电电路，包括反激主电路，反激主电路包括开关管s1、变压器t1、电阻rs，以及与变压器t1副边绕组串联的二极管d1和电容c1，经过d1和c1整流后的输出端作为所述供电电路的输出端，电阻rs串联在开关管s1与变压器原边绕组的回路中，所述电阻rs两端的电压作为所述开关管s1的电流检测信号，还包括控制电路，所述控制电路包括磁场单元1、限流单元2、电压稳定单元3、驱动生成单元4；

所述磁场单元1，检测磁场的强度，当检测到磁场强度超过预设值时，输出补偿信号vc给所述限流单元2；

所述限流单元2，将所述开关管s1的电流检测信号与电流预设值iref比较，当电流检测信号大于电流预设值iref时，输出电流限制信号vi给所述驱动生成单元4；并且当接收到所述磁场单元1输出的补偿信号vc时，控制所述电流限制信号vi的值随着所述补偿信号vc的升高而升高；

所述电压稳定单元3，检测所述供电电路的输出电压vo，并且预设一个电压预设值vref，输出反馈信号vf给所述驱动生成单元4，所述反馈信号vf表征输出电压vo与所述电压预设值vref之间的差值，所述电压稳定单元3用于控制所述输出电压等于电压预设值vref；

所述驱动生成单元4，接收所述电流限制信号vi和所述反馈信号vf，当只接收到反馈信号vf时，根据反馈信号生成驱动信号vd，使该驱动信号的占空比根据反馈信号的变化而变化；而只要接收到电流限制信号vi时，则根据电流限制信号生成驱动信号vd，控制该驱动信号的占空比随着电流限制信号vi的升高而升高。

如图2所示，所述磁场单元1包括霍尔元件h、第一运算放大器5、三极管q1及电阻r1，所述霍尔元件h由恒流源6供电，两端连接第一运算放大器5的输入端，第一运算放大器5的输出端连接三极管q1的基极，三极管q1的集电极连接恒流源6，发射极串联电阻r1后接地，所述电阻r1非接地的一端作为所述磁场单元的输出端，所述电阻r1上的电压为所述补偿信号vc。

进一步的，所述磁场单元还包括比较单元，所述比较单元接收所述开关管s1电流的斜率信号，将所述斜率信号与设定值比较，当所述斜率信号大于所述设定值时，输出补偿信号vc。

进一步的，所述比较单元还控制其输出的补偿信号vc的幅值随着所述斜率信号的增大而增大。

如图3所示，所述限流单元2包括第一比较器7和电阻r2、r3，第一比较器7的反相输入端连接所述电阻rs，用于接收所述电流检测信号，电流预设值iref通过电阻r2输入到第一比较器7的正相输入端，补偿信号vc通过电阻r3输入到第一比较器7的正相输入端，第一比较器7的输出端作为所述限流单元2的输出端，输出电流限制信号vi。rs串联在开关管s1与变压器原边绕组的回路中，用于检测开关管s1的电流。将该检测电流信号输入到第一比较器7的反相输入端，电流预设值iref通过电阻r2输入到第一比较器7的正相输入端，当开关管s1的电流大于电流预设值iref时，输出电流限制信号vi给驱动生成单元4，供电电路工作在限流控制状态。而当开关管s1的检测电流信号不大于电流预设值iref时，输出的电流限制信号vi不对驱动生成单元4产生控制，驱动生成单元4此时由电压稳定单元3控制。当磁场单元1未检测到磁场强度超过预设值时，不会输出补偿信号vc，限流单元2只通过上述的工作原理工作。当磁场单元1检测到磁场强度超过预设值时，输出补偿信号vc给所述限流单元2，该补偿信号vc与电流预设值iref通过r2和r3相叠加，叠加之后输入到第一比较器7的正相输入端。因此，当外部磁场强度持续增大时，磁场单元1输出的补偿信号vc的幅值随之增大，则输入到第一比较器7正相输入端的信号幅值持续增大，使限流单元2输出的电流限制信号vi的幅值也持续升高，驱动生成单元4生成的驱动信号的占空比持续升高，补偿了由于强磁干扰而降低的输出功率。也就是说，当电表外部的磁场干扰电表时，电表的供电电路的磁性器件发生参数的变化，致使输出功率降低，输出电压降低，此时，在电压稳定单元3控制下使开关管s1的电流超过了电流预设值，进而供电电路工作在限流单元2的控制下，而本申请的限流单元2根据磁场单元的补偿信号vc，升高了开关管s1的占空比，进而升高输出电压，弥补电表因外部强磁场干扰而引起的问题。需要指出的是，本实施例是以外部磁场的强度的增大而补偿信号vc也增大为例的。另一个相同的实施例也可以替换图3的实施例，也即将vc通过反向跟随器后通过电阻r3和r2将与开关管s1电流信号(rs上的电压)相叠加，可以获得相同的结果，即磁性越强，vc幅值也越大，经反相跟随器后，其幅值越小，叠加之后的值也越小，输入到第一比较器7的反相输入端，同样体现为输出电流限制信号vi升高。

进一步的，如图4所述，所述限流单元2包括第二比较器8、第三比较器9和电阻r9、r10，第二比较器8的反相输入端连接所述电阻rs，用于接收所述电流检测信号，电流预设值iref通过电阻r9输入到第二比较器8的正相输入端，第三比较器9的反相输入端接一个幅值接近于零的小电压vcs，补偿信号vc输入到第三比较器9的正相输入端，第三比较器9输出端通过电阻r10连接第二比较器8的正相输入端，第二比较器8的输出端作为所述限流单元2的输出端，输出电流限制信号vi。

如图5所示，所述电压稳定单元3包括第二运算放大器10和外围电路，所述外围电路包括电容c1和电阻r4、r5、r6，所述电阻r4、r5串联后两端分别连接到所述供电电路的输出两端，电阻r4、r5的公共端连接第二运算放大器10的反相输入端，电阻r6一端连接第二运算放大器10的反相输入端，另一端串联电容c1后连接第二运算放大器10的输出端，第二运算放大器10的正相输入端输入所述电压预设值vref，第二运算放大器10输出端作为所述电压稳定单元3的输出端，输出反馈信号vf。

如图6所示，所述驱动生成单元4为sr触发器，所述sr触发器的q端作为所述驱动生成单元4的输出端，用于输出驱动信号vd，输出端s连接反激主电路的开关管s1的控制端，输入端r7连接限流单元2的输出端，用于接收电流限制信号vi，输入端r8连接电压稳定单元3的输出端，用于接收反馈信号vf。

其中，所述输入端r7的优先级高于输入端r8，也就是说，当r7接收到触发信号时，该触发器根据r7的信号开始工作，只有当r7没有接收到触发信号时，触发器才根据r8接收的信号工作。

进一步的，控制电路还控制反激主电路工作在断续模式。具体的，在供电电路工作满载时，反激主电路工作在断续模式。断续模式是指：变压器的副边电流不为零的持续时间toff和开关管导通时间ton(也即原边电流不为零的持续时间)之和小于开关周期tm。

如图7所示，开关管的导通时间ton，变压器原边电流也即开关管的电流is，副边电流ir，副边电流不为零的持续时间toff，二者之和小于开关管的开关周期tm。反激主电路工作在断续模式，以确保反激主电路在补偿信号的最大值时仍然能工作在断续模式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。