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国家半导体在三相电表中的应用 棋港电子 王健宇 三相电表-电源基本要求 由于EMC的要求，国内目前较多使用线性电源即变压器+整流桥+DC/DC； AC/DC在部分三相电表中有使用，EMC难处理； 基本三相电表总耗电量要求小于2W； 基于国内电网的实际情况，交流电压波动较大，在三相电表中DC/DC需要能承受较高输入电压； 带GPRS模块的电表，峰值工作电流约2A@5V. 三相电表-电源为什么DC/DC要求较高耐压？ 整流桥输出电压计算（Vdc：整流桥输出电压；Vout：变压器输出电压Vtr） 单相整流：Vdc=1.414*Vtr 三相整流：Vdc=1.732*Vtr 供电局要求，在缺相情况下即使只有单相供电，电表能正常计量； 一般电力客户要求相电压波动在0.8In~1.9In时电表工作正常，极端如广东电网要求0.5In~3.5In DC/DC最低输入电压：1.414*0.5*Vtr DC/DC最高输入电压：1.732*3.5*Vtr 低端输入/高端输入 = 1：8.5 三相电表-电源带GPRS模块 GPRS模块在拨号时，峰值电流可能达到2A； 为了减少GPRS工作噪声对计量的影响，通常一路DC/DC给表计部分供电，一路DC/DC给GPRS模块供电； 按照有些电力客户的要求，GPRS做成独立通用的通信模块。输入电压10-20V，输出电流大于1.5A，要求较高效率，可以考虑LM20242（效率高达93%）。 三相电表-电源GPRS电表参考 三相电表-OPA 电表一般较少使用运放； 多功能三相电表全失压功能，用于防窃电； 全失压运放要求低功耗，低Vos； LPV511针对此种应用要求设计； 竞争对手：TLV2211。 三相电表-比较器 三相电表中比较器的可能应用 电池电压监测，电压过低时向MCU报警(一般三相表都有此功能)； 全失压运放输出门限比较； 某些高端表中，LCD光感唤醒； 。。。 对比较器的要求：低功耗 LPV7215，功耗电流0.58uA 竞争对手：TLV3491/TLV3492 三相电表-网络接口PHY 0.2S关口表，一般用于电网之间结算； 主要使用DSP实现计量与数据处理； 需要1-2个以太网接口，光接口或电接口； DP83848/DP83849，工业级。 国家半导体芯片在三相表中的应用 三相电表-电源选型表 三相电表-电源485接口隔离电源 三相电表-电源LM2733实现485隔离电源参考电路 * * 三相电表基本框图 CPU Mea. Module DC/DC CPU LCD PT CT EEPROM RTC 电池 整流桥 光藕 RS-485 防窃电功能 隔离电源 变压器 N L1 L2 L3 GPRS模块 PLC Ethernet CPU Mea. Module Transformer LM5007 CPU LM2733 LCD PT CT RS-485 LM5575 LM20242 CPU GPRS LP38692 Comm Module LP38501 11 0.88 Is(uA) 0.47 0.2 Vos(mV) TLV2211 LPV511 CPU Mea. Module DC/DC CPU LCD PT CT EEPROM RTC 电池 整流桥 光藕 RS-485 防窃电功能 隔离电源 变压器 N L1 L2 L3 GPRS模块 LPV511 LPV7215 LM2733 LM27313 LM5002 LM5007 LM5010 LM5574 LM5575 LM20242 LP3850X LP3869X LPV7215 PLC Ethernet LPV7215 DP83848 DP83849 TSSOP20-EP 50-500KHz 3.0A 1.225 to Vin 6 to 75V LM5576 TSSOP16-EP 50-500KHz 1.5A 1.225 to Vin 6 to 75V LM5575 TSSOP-16 50-500KHz 0.5A 1.225 to Vin 6 to 75V LM5574 TSSOP20-EP 50-500KHz 2.5A 1.225 to Vin 9 to 75V LM5005 MSOP-8 50-500KHz 1.0A 1.225 to Vin 9 to 75V LM5010 MSOP-8 50-500KHz 0.5A 1.225 to Vin 9 to 75V LM5007 Package Fsw Range Iout Vout Vin P/N 通常由变压器附加绕组输出经7805稳压产生； 有多路485接口时，使用Flyback隔离电源可简化PCB