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类型电子式电能表电原理图分析(王昌国).pdf

  • 上传人:HR专家
  • 文档编号:6080715
  • 上传时间:2019-03-26
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    电子式电能表电原理图分析(王昌国).pdf
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    1、电 子 式 电 能 表 电 原 理 图 分 析大 纲 :一 、 电 子 式 电 能 表 原 理 ( 分 类 为 5大 部 分 : 电 源 、 采 样 计 量 、 单 片 机 处 理 、 通 讯 、 输 出 ) :电 表 维 修 原 则 : 1、 通 过 现 象 查 上 一 级 电 路 输 出 的 电 压 ( 或 信 号 ) 是 否 正 常 。2、 上 一 级 电 路 输 出 的 电 压 ( 或 信 号 ) 是 正 常 的 , 则 故 障 不 在 上 一 级 电 路 , 查 本 级 电 路 。3、 上 一 级 电 路 输 出 的 电 压 ( 或 信 号 ) 是 不 正 常 的 , 再 查 上 上

    2、 一 级 电 路 输 出 的 电 压 ( 或 信 号 ) 是 否 正 常 。4、 通 过 分 级 检 测 输 出 的 电 压 ( 或 信 号 ) 是 否 正 常 来 确 定 故 障 的 范 围 。1、 供 电 原 理 ( 讲 原 理 时 要 画 出 电 路 , 提 及 有 故 障 时 的 现 象 和 检 测 维 修 方 法 ) ;1.1、 三 相 表 供 电 原 理 :变 压 器 供 电 原 理 ( 详 细 讲 解 ) ;电 原 理 图 如 下 :用 变 压 器 变 压 、 整 流 、 稳 压 对 三 相 表 进 行 供 电 , 电 路 中 有 三 个 变 压 器 。 其 中 的 每 个 变

    3、压 器 的 工 作 原 理 都 相 同 , 只 是各 个 变 压 器 的 初 级 输 入 电 压 是 三 相 电 压 中 的 不 同 的 相 。 对 于 三 相 四 线 电 表 : T1初 级 为 A N线 电 压 , T2 初 级 为 B N线电 压 , T3初 级 为 C N线 电 压 ; 对 于 三 相 三 线 电 表 : T1初 级 为 A B相 电 压 , T2初 级 为 A C相 电 压 , T3初 级 为 B C相 电 压 , 对 应 我 们 经 常 在 三 相 三 线 电 表 上 显 示 的 A相 电 压 ( 为 A B相 电 压 ) 、 B相 电 压 ( 为 A C相 电 压

    4、 ) 、 C相 电 压( 为 B C相 电 压 ) 。 用 三 个 变 压 器 供 电 的 好 处 是 : 1、 当 电 网 出 现 某 一 相 或 两 相 无 电 压 时 , 电 表 仍 然 可 以 计 量 有 电 压 的相 的 用 电 情 况 ; 2、 增 加 电 表 供 电 的 带 载 能 力 , 保 证 电 表 的 正 常 工 作 。现 以 变 压 器 T1为 例 详 细 说 明 以 上 供 电 电 路 的 工 作 原 理 :1、 压 敏 电 阻 RV1压 敏 电 阻 的 工 作 原 理顾 名 思 义 , 压 敏 电 阻 就 是 对 电 压 敏 感 , 由 电 压 的 改 变 而 改

    5、变 自 身 的 电 阻 , 我 公 司 使 用 的 压 敏 是 正 常 时 为 开 路 , 当 电压 达 到 一 定 值 时 ( 压 敏 的 动 作 电 压 ) , 压 敏 电 阻 会 非 常 快 速 地 阻 值 下 降 到 零 ( 短 路 。 这 个 时 间 为 t、 t为 1nS 10nS, t因选 择 的 压 敏 型 号 不 同 而 不 同 ) 。 而 对 多 少 电 压 值 ( 动 作 电 压 ) 会 开 始 阻 值 下 降 也 是 因 选 用 的 型 号 不 同 而 不 同 , 一 般 是 型 号上 的 数 值 。 比 如 : 20K510的 压 敏 电 阻 , 则 最 大 不 动

    6、作 电 压 为 510V, 可 以 查 相 关 的 电 子 元 件 资 料 , 电 子 文 档 文 件 路 径 :Z:研 发 中 心 综 合 组 陈 大 全 。压 敏 电 阻 RV1在 本 电 路 中 的 作 用当 输 入 电 表 的 电 压 线 上 有 带 高 能 量 的 短 时 高 电 压 时 , 压 敏 电 阻 动 作 , 使 高 电 压 短 路 ( A N, 三 线 为 A B) , 达 到 保护 电 表 的 目 的 。 此 处 的 高 电 压 不 是 由 于 错 误 接 线 产 生 的 380V或 420V之 类 的 持 续 高 压 , 而 是 由 于 雷 电 或 其 他 情 况 产

    7、 生 的短 时 浪 涌 电 压 。压 敏 电 阻 特 别 注 意 事 项压 敏 电 阻 在 动 作 时 可 以 承 受 1000A甚 至 于 8000A的 电 流 ( 因 型 号 不 同 而 不 同 ) , 但 是 不 能 持 续 工 作 在 动 作 状 态 ( 短路 状 态 ) , 因 为 压 敏 电 阻 是 一 种 耗 尽 型 的 电 子 元 件 , 通 俗 地 说 就 是 “ 动 作 一 次 就 少 一 次 , 直 至 最 后 烧 毁 ” , 如 果 压 敏 电 阻一 直 工 作 在 动 作 状 态 ( 短 路 ) , 那 压 敏 电 阻 会 因 为 电 流 持 续 时 间 长 而 爆

    8、炸 。 最 初 的 电 子 式 电 能 表 使 用 380V的 动 作 电 压 压敏 电 阻 时 , 就 有 过 电 网 发 生 接 地 故 障 ( 产 生 压 敏 两 端 一 直 有 380V电 压 ) 而 使 整 条 电 网 线 路 上 的 电 子 式 电 表 压 敏 电 阻 都爆 炸 的 事 件 。 后 来 就 用 420V的 , 再 后 来 又 认 为 420V的 还 不 保 险 , 现 在 就 用 510V的 。2、 热 敏 电 阻 PTC1热 敏 电 阻 的 工 作 原 理热 敏 电 阻 在 正 常 状 态 下 呈 现 一 个 固 定 的 阻 值 我 们 使 用 的 热 敏 电 阻

    9、 的 型 号 中 有 ( 30 60 ) 的 标 记 , 这 个 标 记 不 是指 一 个 热 敏 电 阻 的 阻 值 在 正 常 情 况 下 可 以 在 30 60 之 间 变 化 , 而 是 指 这 一 批 的 热 敏 电 阻 的 阻 值 在 30 60 的 范 围内 。 , 当 通 过 热 敏 电 阻 的 电 流 达 到 一 定 值 时 ( 动 作 电 流 , 因 热 敏 电 阻 的 型 号 不 同 而 不 同 ) , 热 敏 电 阻 的 阻 值 会 增 大 , 按照 欧 姆 定 律 I=U/R 的 原 理 , 使 流 过 有 热 敏 电 阻 的 回 路 中 电 流 降 低 , 保 护

    10、此 回 路 中 的 其 他 器 件 。热 敏 电 阻 PTC1 在 本 电 路 中 的 作 用以 上 电 路 中 , 热 敏 电 阻 和 T1 初 级 串 联 , 当 输 入 电 压 正 常 时 , 此 时 热 敏 电 阻 和 T1初 级 串 联 的 回 路 中 的 电 流 为 电 表 正常 的 电 流 ( 因 为 国 标 要 求 电 表 单 相 功 耗 不 能 超 过 2W, 且 要 保 证 供 电 电 路 为 电 表 提 供 足 够 的 工 作 电 流 , 由 P=UI可 以 得 出三 相 四 线 220V电 表 一 般 为 10毫 安 左 右 ) , 热 敏 电 阻 处 于 正 常 状

    11、态 ( 固 定 的 阻 抗 , 因 选 择 的 型 号 不 同 而 不 同 ) 。 当 输 入 电压 变 大 时 ( 一 般 是 接 地 故 障 ) , 热 敏 电 阻 和 T1初 级 串 联 的 回 路 中 的 电 流 也 将 变 大 , 当 此 电 流 达 到 或 超 过 热 敏 电 阻 的 动 作电 流 时 , 热 敏 电 阻 将 动 作 , 热 敏 电 阻 阻 值 会 变 大 , 而 阻 值 变 大 的 速 度 取 决 于 此 时 电 流 的 大 小 , 电 流 越 大 , 速 度 越 快 。 当热 敏 的 阻 值 变 大 时 , 由 欧 姆 定 律 I=U/R, 可 以 得 出 整

    12、个 回 路 的 电 流 将 变 小 , T1初 级 得 到 保 护 。 如 果 没 有 热 敏 电 阻 , T1初级 的 电 流 过 大 后 , 线 圈 会 发 热 , 发 热 的 热 量 会 使 T1 的 绕 组 ( 漆 包 铜 线 ) 上 的 绝 缘 漆 熔 化 , 从 而 导 致 T1绕 组 匝 间 短 路 ,最 后 烧 毁 T1。 如 果 变 压 器 本 身 能 承 受 420V时 的 电 流 而 不 会 烧 毁 ( 不 会 出 现 匝 间 短 路 ) , 那 是 最 好 的 , 可 以 不 用 热 敏 电 阻 。并 且 , 变 压 器 如 果 输 入 端 为 420V 时 , 变 压

    13、 器 次 级 输 出 的 电 压 必 须 满 足 : 整 流 后 的 电 压 值 不 能 大 于 滤 波 电 容 的 耐 压 值 和 三端 稳 压 块 的 输 入 极 限 电 压 , 这 样 才 不 会 损 坏 滤 波 电 容 和 三 端 稳 压 块 。热 敏 电 阻 特 别 注 意 事 项1、 热 敏 电 阻 的 选 型 , 必 须 达 到 电 表 正 常 工 作 时 , 热 敏 电 阻 不 能 动 作 , 这 里 有 个 问 题 是 : 当 环 境 温 度 变 高 时 , 热 敏 电阻 的 动 作 电 流 会 变 小 。 这 种 情 况 要 注 意 : 常 温 220V电 表 可 以 工

    14、作 , 虽 然 高 温 时 电 表 工 作 的 功 耗 电 流 和 常 温 一 样 , 但 是热 敏 电 阻 的 动 作 电 流 在 高 温 下 已 经 改 变 为 现 在 的 电 流 甚 至 更 低 , 高 温 ( 比 如 70度 ) 时 220V可 能 热 敏 电 阻 已 经 动 作 , 电表 不 工 作 了 。 所 以 热 敏 电 阻 选 型 要 满 足 1.2倍 正 常 电 压 高 温 不 保 护 。 要 求 1.5倍 正 常 电 压 下 电 表 要 工 作 时 , 则 要 满 足 1.5倍 正 常 电 压 高 温 不 保 护 。2、 热 敏 电 阻 的 选 型 , 最 好 ( 企 业

    15、 标 准 是 必 须 ) 在 动 作 后 , 电 表 能 显 示 并 走 字 ( 精 度 可 不 要 求 ) 。 这 样 就 要 使 热 敏 动作 后 达 到 : T1初 级 与 热 敏 电 阻 分 压 后 , T1初 级 的 电 压 仍 然 是 220V左 右 , 保 证 电 表 工 作 。 这 也 是 选 型 时 要 试 验 后 才 能 定的 。 3、 三 相 三 线 的 电 表 不 需 要 热 敏 电 阻 , 因 为 三 相 三 线 的 三 根 线 无 论 如 何 错 接 , 其 电 压 差 都 不 会 变 大 , 只 是 如 果 在 调 试和 使 用 中 如 果 错 误 地 接 到 了

    16、 220V电 压 上 , 电 表 的 变 压 器 将 被 烧 毁 , 所 以 高 档 的 三 线 电 表 或 者 客 户 有 要 求 的 表 还 是 加 了热 敏 的 。4、 57.7V的 四 线 表 使 用 的 热 敏 动 作 电 流 比 220V的 要 大 ( 因 为 国 标 要 求 的 功 耗 、 电 表 本 身 需 要 的 工 作 功 率 决 定 的 ) ,工 作 原 理 与 220V相 同 。3、 变 压 器 T1变 压 器 的 工 作 原 理变 压 器 是 把 漆 包 线 绕 在 磁 性 材 料 上 , 绕 好 后 , 初 级 通 电 产 生 磁 场 , 这 个 磁 场 旁 边 的

    17、 次 级 再 感 应 出 电 压 , 以 此 达 到 把电 压 改 变 的 目 的 。 其 原 理 定 理 为 : Uin/Uout=N1/N2; Iin/Iout=N2/N1, Uin 为 输 入 电 压 , Uout为 输 出 电 压 , N1 为 初 级 绕组 的 匝 数 , N2为 次 级 绕 组 的 匝 数 , Iin为 输 入 电 流 ( 流 过 初 级 绕 组 的 电 流 ) , Iout为 输 出 电 流 ( 流 过 次 级 绕 组 的 电 流 ) 。变 压 器 T1 在 本 电 路 中 的 作 用T1 初 级 N12加 电 压 Uin : A N( 三 线 为 A B) ,

    18、则 在 T1 次 级 N34感 应 到 一 个 电 压 , 我 们 设 为 U34, 在 N56感 应到 一 个 电 压 , 我 们 设 为 U56。 具 体 的 电 压 变 化 按 照 变 压 器 原 理 : Uin/Uout=N1/N2进 行 计 算 , 我 们 可 以 按 照 变 压 器 的 型 号查 看 我 公 司 的 自 制 件 文 件 , 电 子 文 档 文 件 路 径 : Z:研 发 中 心 综 合 组 陈 大 全 自 制 件 文 件 , 使 用 “ 搜 索 ” 功 能 查 文 件 名 关键 字 可 以 很 容 易 查 到 : 比 如 查 “ TET35I01-220” , 搜

    19、索 “ TET35I” 就 可 以 , 然 后 在 搜 索 的 结 果 中 寻 找 需 要 的 型 号 。 纸 制 的文 件 在 我 公 司 下 发 技 术 文 件 的 各 个 部 门 文 员 处 。 通 过 以 上 途 径 我 们 可 以 知 道 变 压 器 的 具 体 输 出 电 压 , 可 以 知 道 绕 组 脚 分布 情 况 , 以 便 检 测 变 压 器 是 否 损 坏 。 因 为 对 电 表 的 安 全 性 的 要 求 ( 人 身 安 全 和 设 备 安 全 ) , 电 表 的 试 验 和 实 际 使 用 中 都 会要 求 电 表 的 输 出 端 子 必 须 和 强 电 ( 既 A

    20、、 B、 C、 N) 隔 离 , 而 电 表 的 端 子 中 如 果 有 485口 , 那 么 485电 路 的 供 电 电 源 也要 和 强 电 隔 离 : 因 为 485口 和 485电 源 之 间 是 不 能 做 到 要 求 的 隔 离 强 度 的 , 既 485口 和 485电 源 应 该 看 做 是 等 电 位 。 U56为 供 485电 压 的 次 级 电 压 , U34为 供 电 表 除 485电 路 以 外 的 电 路 的 次 级 电 压 , 所 以 N56与 初 级 、 N56与 N34是 隔 离 的 ,按 照 国 家 标 准 GB/T17215, GB/T17883的 要

    21、求 , 必 须 满 足 施 加 交 流 4KV 电 压 60S时 间 , N56与 初 级 之 间 漏 电 流 不 能 超过 1毫 安 , N56与 N34之 间 漏 电 流 也 不 能 超 过 1毫 安 。变 压 器 T1在 本 电 路 中 的 作 用 则 是 : 1、 输 出 两 个 次 级 电 压 U34和 U56; 2、 U56和 Uin之 间 , U56和 U34之 间 必 须做 到 施 加 交 流 4KV电 压 60S时 间 , 漏 电 流 不 能 超 过 1毫 安 。变 压 器 特 别 注 意 事 项1、 变 压 器 每 个 绕 组 都 应 该 有 一 个 固 定 的 阻 值 (

    22、 组 成 绕 组 的 铜 线 决 定 : 次 级 十 几 欧 姆 到 几 十 欧 姆 左 右 , 初 级 1.5K欧姆 左 右 。 ) , 如 果 是 开 路 或 者 是 短 路 都 表 示 变 压 器 的 这 个 绕 组 坏 了 , 或 者 是 变 压 器 绕 组 脚 的 分 布 与 图 纸 不 符 。2、 因 为 有 三 个 变 压 器 供 电 , 所 以 检 测 电 表 时 要 做 单 相 供 电 试 验 。 这 里 的 单 相 供 电 和 误 差 测 试 时 检 测 单 相 电 压 不 是 同的 : 因 为 供 电 是 一 个 电 路 , 而 电 压 取 样 是 另 外 一 个 电 路

    23、 , 两 者 没 有 任 何 联 系 。 既 : 能 检 测 到 A相 电 压 只 能 表 明 A相 电 压采 样 正 常 , 不 能 表 示 A相 供 电 正 常 ; 同 样 , 供 电 正 常 也 不 能 表 示 采 样 正 常 。 且 各 相 的 供 电 和 采 样 都 没 有 关 联 关 系 , 需 要一 个 个 地 全 面 检 测 , 才 能 判 断 所 有 相 的 供 电 和 采 样 是 否 正 确 。4、 半 波 整 流 D5半 波 整 流 的 工 作 原 理由 于 二 极 管 是 PN结 组 成 的 , 具 有 单 向 导 电 性 : P到 N的 电 压 为 正 ( 加 正 向

    24、 电 压 ) , 且 到 一 定 值 ( 二 极 管 的 阀 值 , 硅管 : 硅 材 料 二 极 管 为 0.6V 0.8V, 锗 管 : 锗 材 料 二 极 管 为 0.2V 0.3V) 后 二 极 管 会 呈 现 低 阻 抗 状 态 ( 导 通 ) , 使 电 流 通过 二 极 管 。 而 N到 P的 电 压 为 正 时 ( 加 反 向 电 压 ) , 二 极 管 会 呈 现 高 阻 抗 状 态 ( 开 路 ) , 电 流 不 能 通 过 二 极 管 。 所 以 当 有一 个 正 弦 波 通 过 一 个 硅 二 极 管 时 将 产 生 如 下 图 的 波 形 变 化 : 正 弦 交 流

    25、电 将 成 为 一 个 断 续 的 只 有 正 且 大 于 0.7V的 电 压 , 这个 电 压 已 不 再 是 交 流 电 压 , 而 是 直 流 电 。 当 然 , 只 是 一 个 断 续 的 、 不 稳 定 的 直 流 电 压 。0U(V) tU(V)0 t整 流 前的 正 弦波 波 形正 弦 波 经过 半 波 整流 后 的 波形半 波 整 流 D5在 此 电 路 中 的 作 用半 波 整 流 D5在 此 电 路 中 的 作 用 是 : 把 交 流 电 压 U56整 流 为 断 续 的 、 不 稳 定 的 直 流 电 压 。半 波 整 流 特 别 注 意 事 项1、 每 个 变 压 器

    26、都 有 一 组 供 电 是 电 表 的 485供 电 , 所 以 当 某 相 变 压 器 没 有 输 出 ( 变 压 器 坏 或 D5损 坏 ) , 而 其 他 两 相或 一 相 有 输 出 时 , 485电 路 仍 然 可 以 工 作 , 但 是 可 能 会 成 功 率 会 降 低 ( 因 为 功 率 不 够 ) , 也 可 能 没 有 问 题 ( 一 相 或 两 相 完全 满 足 485电 路 的 功 率 要 求 ) 。 所 以 检 测 时 要 单 相 通 485, 才 能 检 测 到 某 一 相 485供 电 是 否 正 常 。5、 桥 式 整 流 D1、 D2、 D3、 D4桥 式 整

    27、 流 的 工 作 原 理桥 式 整 流 也 是 利 用 二 极 管 的 单 向 导 电 性 能 工 作 的 , 以 电 路 中 D1、 D2、 D3、 D4进 行 分 析 , 当 有 一 个 正 弦 波 通 过 一 个桥 式 整 流 二 极 管 网 络 时 , 将 产 生 如 下 图 的 波 形 变 化 :经 过 D3、 D4整 流后 的 波 形 :正 弦波 负 半 周 时 , 整流 网 络 的 输 出 电压 正 负 极 性 不 变。 正 弦 波 经 过 D1、 D2整 流 后 的波 形整 流 前 的 正 弦波 波 形经 过 D1、 D2、 D3、 D4整 流 后 的波 形 U(V)00 tt

    28、tt0U(V)U(V)U(V)0桥 式 整 流 D1、 D2、 D3、 D4在 本 电 路 中 的 作 用桥 式 整 流 D1、 D2、 D3、 D4在 本 电 路 中 的 作 用 是 : 把 交 流 电 压 U34整 流 为 比 较 连 续 的 , 比 较 稳 定 的 直 流 电 压 。桥 式 整 流 特 别 注 意 事 项1、 同 变 压 器 特 别 注 意 事 项 2。2、 桥 式 整 流 D1、 D2、 D3、 D4如 果 只 损 坏 ( 或 焊 反 : 焊 反 的 可 以 目 测 ) 其 中 的 一 个 ( 或 同 一 个 整 流 回 路 中 的 两 个 ) ,另 外 一 个 整 流

    29、 回 路 正 常 , 比 如 D1、 D2 坏 D3、 D4 好 , 或 D3、 D4 坏 D1、 D2 好 , 则 桥 式 整 流 还 可 以 输 出 半 波 整 流 后 的波 形 , 仍 然 可 以 对 后 级 电 路 供 电 , 但 是 功 率 会 只 有 原 来 的 一 半 , 这 样 的 话 电 表 可 能 工 作 , 也 可 能 不 工 作 。 要 检 查 这 种 故障 , 要 对 电 表 进 行 单 相 80%Un 或 70%Un( 甚 至 更 低 电 压 ) 的 供 电 工 作 检 测 , 对 比 正 常 电 表 的 80%Un 或 70%Un( 甚 至更 低 电 压 ) 供

    30、电 工 作 情 况 进 行 判 断 某 相 是 否 有 此 故 障 。6、 滤 波 电 容 C1、 C3、 C5、 C7滤 波 电 容 的 工 作 原 理电 容 的 结 构 是 两 端 ( 有 极 性 的 电 容 则 是 两 极 ) 为 导 电 极 , 导 电 极 中 间 是 绝 缘 介 质 。 电 容 最 大 的 特 点 是 两 端 电 压 不 能突 变 : 它 的 一 端 加 一 个 电 压 U1时 , 电 容 上 的 电 压 是 要 经 过 一 端 时 间 充 电 才 能 达 到 U2的 ( 如 果 电 容 容 值 很 大 , 则 C两 端电 压 可 能 一 直 不 能 达 到 U1)

    31、, U1波 形 到 达 峰 值 后 , 电 容 两 端 电 压 将 保 持 U2不 变 , 外 部 电 压 变 小 或 变 为 负 , 电 容 将 放 电 ,电 压 又 会 从 U2开 始 下 降 。滤 波 电 容 C1、 C3、 C5、 C7在 此 电 路 中 的 作 用电 路 中 滤 波 电 容 C1、 C3、 C5、 C7 在 此 电 路 中 是 对 整 流 后 的 电 压 进 行 滤 波 作 用 的 。 原 理 是 电 容 两 端 电 压 不 能 突 变 ,对 于 周 期 性 的 高 低 变 化 的 电 压 , 电 容 会 有 充 电 、 放 电 的 过 程 。 这 样 , 整 流 后

    32、 的 信 号 将 产 生 如 下 变 化 。 变 为 连 续 的 更 接 近直 流 的 电 压 。 C5是 对 D13( 485绕 组 ) 整 流 后 的 波 形 进 行 滤 波 。 C3、 C7分 别 对 U1、 U2输 出 的 电 压 进 行 滤 波 : 使 波 形 更稳 定 。经 过 D3、 D4整 流后 的 波 形 :正 弦波 负 半 周 时 , 整流 网 络 的 输 出 电压 正 负 极 性 不 变。 波 形 U(V)0U(V)0经 过 D1、 D2、 D3、 D4整 流 后 的波 形 0 tttD1、 D2、 D3、 D4整 流 后 的 波 形经 过 C1滤 波 后 的 U2 U1

    33、滤 波 电 容 C1、 C3、 C5、 C7特 别 注 意 事 项1、 因 为 U1输 出 的 电 压 是 对 主 板 上 单 片 机 、 计 量 芯 片 供 电 的 , 所 以 滤 波 要 求 严 格 些 , 使 用 的 电 容 容 值 大 些 , 充 电 时间 和 放 电 时 间 更 长 , 滤 波 后 的 波 形 更 平 滑 , 更 接 近 于 直 流 。 U2 输 出 的 电 压 是 对 485供 电 , 485电 路 的 工 作 电 压 要 求 没有 单 片 机 、 计 量 芯 片 的 高 , 所 以 从 节 约 成 本 的 目 的 考 虑 使 用 容 值 小 一 些 的 电 解 电

    34、 容 , 三 角 波 波 形 陡 峭 一 些 。 因 为 485通讯 如 果 失 败 可 以 再 重 新 通 讯 , 单 片 机 、 计 量 芯 片 则 不 能 出 任 何 异 常 : 电 表 不 允 许 出 现 计 量 错 误 和 程 序 错 误 。2、 对 于 C1、 C3、 C5、 C7的 耐 压 值 选 择 问 题 : 由 加 给 电 容 两 端 的 电 压 决 定 。 比 理 论 上 能 施 加 的 最 大 电 压 的 最 大 波 峰点 的 值 略 大 就 可 以 , 但 为 了 保 险 起 见 大 多 会 选 择 更 大 一 些 的 电 容 。3、 有 极 性 的 电 容 不 能

    35、焊 反 : 因 为 反 向 电 压 过 大 , 会 导 致 电 容 反 向 电 流 过 大 , 最 终 击 穿 电 容 , 甚 至 于 电 容 爆 炸 。4、 电 容 两 端 不 能 短 路 , 因 为 此 处 的 电 容 两 端 是 电 压 的 正 极 和 负 极 。7、 旁 路 电 容 C2、 C4、 C6、 C8旁 路 电 容 的 工 作 原 理电 容 的 两 端 电 压 不 能 突 变 的 性 能 使 电 容 表 现 出 一 个 最 明 显 的 现 象 特 点 : 隔 直 流 , 通 交 流 。 既 直 流 电 流 不 可 以 通 过 电容 , 交 流 电 流 可 以 通 过 电 容

    36、。 换 个 说 法 就 是 : 电 容 对 于 直 流 的 容 抗 ( 容 抗 : 电 容 对 信 号 的 衰 减 阻 挡 特 性 , 类 似 于 电 阻 的阻 抗 ) 很 大 , 接 近 于 开 路 , 电 容 对 于 交 流 容 抗 很 小 , 接 近 于 短 路 ( 根 据 交 流 电 的 频 率 而 不 同 ) 。 电 容 对 于 不 同 频 率 的 交 流电 所 呈 现 的 容 抗 按 照 以 下 公 式 计 算 : Xc=1/2 fC。 Xc为 容 抗 , 既 交 流 电 的 频 率 越 小 , 电 容 值 越 小 , 容 抗 越 大 ; 频 率 越 大 ,电 容 值 越 大 ,

    37、容 抗 越 小 。 为 圆 周 率 , f 为 通 过 电 容 的 交 流 电 的 频 率 , C为 电 容 的 容 值 。旁 路 电 容 C2、 C4、 C6、 C8在 此 电 路 中 的 作 用电 路 中 C2是 对 D1、 D2、 D3、 D4整 流 后 的 电 压 进 行 滤 出 高 频 分 量 的 作 用 。 原 理 就 是 Xc=1/2 fC, 此 处 电 容 对 于 高频 分 量 呈 现 低 容 抗 , 把 高 频 分 量 对 地 短 路 , 使 高 频 分 量 不 能 进 入 下 一 级 的 U1。 而 对 于 直 流 分 量 , 电 容 是 呈 现 高 容 抗 的 ,直 流

    38、分 量 对 地 是 开 路 的 , 直 流 分 量 进 入 下 一 级 U1。 为 什 么 要 滤 除 高 频 分 量 , 使 高 频 分 量 不 能 进 入 U1呢 ? 因 为 我 们 需 要U1输 出 非 常 稳 定 的 直 流 电 压 , 稳 定 的 直 流 电 压 才 能 保 证 电 表 的 各 个 芯 片 工 作 正 常 , 换 言 之 电 表 的 各 个 芯 片 的 工 作 电 压 要求 是 比 较 严 格 的 , 单 片 机 电 压 波 动 范 围 一 般 要 求 如 下 : VCC(模 拟 电 路 电 源 电 压 )波 动 范 围 为 -0.25% +0.25%, VDD(数字

    39、 电 路 电 源 电 压 )波 动 范 围 为 -0.15% +0.15%范 围 内 , 当 然 , 如 果 芯 片 要 求 的 工 作 电 压 波 动 范 围 可 以 更 大 , 我 们 实 际 使 用中 是 乐 于 见 到 , 产 品 的 电 源 要 求 可 以 低 些 , 相 应 的 用 于 电 源 的 成 本 可 以 降 低 。 所 以 现 在 有 些 芯 片 的 工 作 电 压 可 以 做 到2.7V-5.5V的 宽 范 围 , 但 是 价 格 可 能 就 会 比 一 般 的 贵 。 如 果 不 滤 除 输 入 U1 的 高 频 分 量 , 则 U1输 出 的 直 流 电 压 波 动

    40、 会 比较 大 , 影 响 电 表 各 个 芯 片 的 工 作 。电 路 中 C4、 C6、 C8的 作 用 与 C2 的 作 用 相 同 , 只 是 作 用 的 对 象 是 加 到 各 自 的 电 压 。8、 三 端 稳 压 块 U1、 U2三 端 稳 压 块 的 工 作 原 理 , 三 端 稳 压 块 U1、 U2在 此 电 路 中 的 作 用三 端 稳 压 块 U1采 用 MC7805CT、 U2采 用 MC7805CT或 78L05。 MC7805CT和 78L05 的 工 作 原 理 相 同 , 只 是 带 负 载的 能 力 不 同 , MC7805CT为 1A, 78L05为 0.

    41、1A。 工 作 原 理 是 在 Vin和 GND两 个 管 脚 之 间 输 入 一 定 数 值 范 围 内 的 电 流 足够 大 的 直 流 电 压 后 ( 工 作 电 压 7V-25V, 但 是 电 压 在 20V左 右 及 20V以 上 时 , 发 热 很 厉 害 , 最 高 极 限 35V-40V) , MC7805CT和 78L05 在 Vout和 GND之 间 会 输 出 一 个 稳 定 的 +5V电 压 , 波 动 范 围 为 4.8V 5.2V。 485电 路 要 求 功 率 小 , 78L05 可 以满 足 需 要 。三 端 稳 压 块 U1、 U2特 别 注 意 事 项1、

    42、三 端 稳 压 块 的 输 入 电 压 必 须 满 足 它 自 身 的 要 求 , 不 然 将 不 能 输 出 稳 定 的 5V电 压 。 我 们 的 某 些 电 表 要 求 70%Un时 能 工 作 , 可 是 变 压 器 在 70%Un 时 输 出 的 电 压 、 电 流 过 低 ( 特 别 是 要 求 单 相 70%Un 时 ) , 被 整 流 网 络 整 流 后 不 能 达 到7V, 7805不 能 输 出 5V电 压 , 电 表 不 能 工 作 。9、 抬 升 电 压 参 考 点 二 极 管 D16抬 升 电 压 参 考 点 的 工 作 原 理 、 抬 升 电 压 参 考 点 二 极

    43、 管 D16在 此 电 路 中 的 作 用前 面 讲 过 硅 二 极 管 的 PN结 必 须 有 0.6V-0.8V的 电 压 才 能 导 通 , 整 流 网 络 整 流 后 的 电 压 输 入 到 U1和 D16上 后 , D16上 同 样 有 0.6V-0.8V 的 电 压 降 , 而 U1的 Vin和 GND 之 间 仍 然 满 足 7V-25V的 电 压 , 那 么 在 Vout和 GND 之 间 仍 然 是 稳定 的 5V。 而 U1和 D16输 出 给 下 一 级 的 电 压 ( VDD GND) 为 5V加 上 D16的 结 电 压 0.6V-0.8V, 成 为 5.6V 5.8

    44、V, 提高 供 给 主 板 的 电 压 , 使 芯 片 的 工 作 电 压 处 在 合 格 范 围 内 的 高 端 , 更 可 靠 保 证 电 源 有 轻 微 波 动 时 , VDD GND电 压 值 不 会下 降 到 危 险 值 ( 影 响 芯 片 工 作 的 值 ) , 电 压 高 , 可 以 起 到 增 强 带 载 能 力 的 作 用 。抬 升 电 压 参 考 点 二 极 管 D16特 别 注 意 事 项1、 D16损 坏 或 焊 反 都 将 导 致 无 5V输 出 : 因 为 U1的 GND 脚 与 电 路 输 出 的 GND断 开 了 , Vin和 GND间 无 电 压 输 入 。了

    45、 解 开 关 电 源 原 理 ;开 关 电 源 是 交 流 经 过 变 压 器 变 压 、 二 极 管 整 流 后 , 通 过 控 制 开 关 管 的 导 通 和 断 开 , 以 此 调 节 整 流 后 的 电 压 进 入 下 一级 的 时 间 间 隔 , 既 开 的 时 候 有 电 压 送 下 去 , 关 的 时 候 没 有 电 压 送 下 去 , 送 下 去 电 压 的 线 路 上 会 有 一 个 电 容 , 有 电 压 时 ,此 电 压 对 芯 片 供 电 并 对 电 容 充 电 ( 一 般 是 电 感 、 电 容 组 成 的 滤 波 网 络 ) , 当 没 有 电 压 送 下 去 时

    46、, 电 容 放 电 对 芯 片 供 电 。 输出 的 电 压 幅 度 由 开 的 时 间 和 关 的 时 间 调 节 , 而 开 和 关 的 时 间 由 对 输 出 电 压 的 取 样 , 取 样 电 压 和 基 准 电 压 的 比 较 电 路 控 制 。1.2、 单 相 表 供 电 原 理 : 变 压 器 供 电 、 阻 容 供 电 ;单 相 表 变 压 器 供 电1、 单 相 表 变 压 器 供 电 原 理 和 三 相 表 变 压 器 供 电 原 理 相 同 , 只 是 只 有 一 个 变 压 器 。单 相 表 阻 容 供 电1、 单 相 表 阻 容 供 电 原 理 图 如 下 :压 敏

    47、电 阻 RV1、 压 敏 电 阻 RV1的 工 作 原 理 、 压 敏 电 阻 RV1在 此 电 路 中 的 作 用 、 压 敏 电 阻 RV1特 别 注 意 事 项与 三 相 表 中 的 压 敏 相 同 。聚 脂 电 容 C1聚 脂 电 容 C1的 工 作 原 理电 容 对 于 交 流 有 容 抗 : 原 理 就 是 Xc=1/2 fC。 聚 脂 电 容 两 极 间 可 以 承 受 的 电 压 能 做 到 很 大 : 250V以 上 , 一 般 275V。聚 脂 电 容 C1在 此 电 路 中 的 作 用本 电 路 中 C1以 容 抗 的 原 理 对 输 入 的 220V、 50Hz的 交

    48、流 电 压 进 行 分 压 , 把 通 过 电 容 后 的 电 压 降 低 到 可 以 用 整 流 二 极管 进 行 整 流 , 后 级 可 以 滤 波 输 出 直 流 电 的 程 度 。聚 脂 电 容 C1特 别 注 意 事 项聚 脂 电 容 没 有 极 性 , 但 是 一 定 注 意 耐 压 值 要 足 够 。线 绕 电 阻 R1线 绕 电 阻 R1的 工 作 原 理电 阻 在 电 路 中 由 欧 姆 定 律 可 知 : I=U/R。 电 路 中 的 电 流 与 电 路 中 的 电 阻 成 反 比 : 既 电 路 中 电 阻 越 大 , 则 电 路 中 的 电 流越 小 , 所 以 电 阻

    49、 在 电 路 中 有 限 制 电 流 太 大 的 作 用 。 且 线 绕 电 阻 的 功 率 可 以 做 得 很 大 , 以 满 足 对 供 电 功 率 的 要 求 。线 绕 电 阻 R1在 此 电 路 中 的 作 用R1在 本 电 路 中 的 作 用 就 是 限 制 输 入 下 一 级 ( 给 D1、 D2) 的 电 流 过 大 , 达 到 保 护 D1、 D2的 目 的 。线 绕 电 阻 R1特 别 注 意 事 项线 绕 电 阻 是 电 阻 丝 绕 在 瓷 芯 上 制 成 的 电 阻 , 然 后 再 加 绝 缘 层 和 丝 印 层 。 绝 缘 层 的 材 料 一 般 都 不 是 很 强 固 , 使 用 中 要注 意 不 能 损 坏 绝 缘 层 。稳 压 二 极 管 D1稳 压 二 极 管 D1的 工 作 原 理稳 压 二 极 管 的 工 作 原 理 是 利 用 二 极 管 的 反 向 击 穿 特 性 : 反 向 电 流 到 达 二 极 管 的 限 额 后 , 二 极 管 将 反 向 击 穿 , 此 时 二极 管 两 端 电 压 将 保 持 在 一 个 固 定 的 值 不 变 , 既 把 电 压 钳 位 在 一 个 固 定 值 , 达 到 稳 压 的 的 目 的 。稳 压 二 极 管

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