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三相四线智能电表的电源解决方案
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作者：广州金升阳科技有限公司 廖荣军
摘 要：目前，三相四线数字化电能表是新一代智能型电能计量产品，主要应用于能源管理系统、数字化变电站、配电网自动化、工业自动化等场合，是电力负载管理系统的配套终端产品，由电力控制中心调配，实现电网的合理配置和监测，为电力营销自动化提供终端数据。在智能电表、电力转换开关、消防监控等系统中，很多都采用三相四线接线方式。
1、引言
传统的三相四线制智能电表，为解决高压输入及四线制的供电要求，采用3PCS工频变压器进行电压变换，再通过整流及滤波电路实现直流电压的输出,这种方案的优势是成本低，缺点是体积大。同时不同国家、不同区域，三相四线智能电表的工作电压存在很大的区别。目前一些国家（如中国、俄罗斯）实际供电电压达到380VAC、而有的国家（如美国）则达到了480VAC。如果把如此高的供电电压通过线-线直接接入85-264VAC输入的AC/DC电源中，则电源将出现过压损坏等情况。因此，85-264VAC输入的常规电源已经不能满足此应用需求。为满足全球单相或三相输入电压（100VAC~480VAC）和智能电表小体积的要求，金升阳推出了90-528VAC输入的小体积高性价比开关电源LS03-16BXXSS系列。
2、三相智能电表电源方案
金升阳微功率三相四线制电力专用电源LS03-16BxxSS或LD03-16BxxSS系列能够解决工频变压器的体积大、设计复杂、输入电压高等问题。下面为三相智能电表的电源解决方案。
图一 三相四线制智能电表方案框图
图（一）为三相四线智能电表功能框图。，主要由EMC防护、电源模块、网络模块、人机交互模块、高速数据处理器、实时时钟、数据接口及采集模块等组成。该方案推荐选用金升阳LS03-16BxxSS（或LD03-16BxxSS）系列开关电源。此电源输入电压为90-528VAC，可从前端三相输入中的任何相电压或线电压中直接取电，而不因过压导致模块损坏。经过LS03-16BxxSS转换为隔离的DC电源，再经过LDO的转换给系统的其他功能模块供电。考虑到智能电表需向外部接口提供信息和进行数据交换，为使信号传输稳定可靠，建议选择带集成隔离电源的通信模块，如金升阳TDX01D485系列485通信模块，能有效抑制电磁干扰和消除地环路影响。
3、LS03-16BxxSS系列模块电源简介
LS03-16BxxSS 系列是金升阳为客户提供的小体积开关模块电源。该系列电源具有全球输入电压范围、交直流两用、低功耗、高效率、高可靠性、安全隔离等优点。同时，该系列电源也满足国际UL60950/EN60950 标准。能够广泛适用于工控和电力仪器仪表等对体积要求苛刻、输入电压要求宽、需要满足UL/CE 认证并对EMC 要求不高的场合。
产品特点：
4、LD03-16Bxx系列模块电源简介
针对宽电压输入微功率三相四线制电源，为满足不同环境应用需求，金升阳不仅提供小体积、高功率密度、经济型的SIP封装，而且还提供内置EMC防护滤波电路的DIP封装LD03-16Bxx，此产品在环境不是很恶劣的情况下，无需增加任何EMC器件即可满足IEC 61000-6-3、IEC 61000-6-1标准要求，为客户系统设计提供便利。
产品特点：
5、LO10-26D0512-04三相四线制电力仪表专用电源介绍
仪表接入电网的方式有两种，直接接入或经电压互感器接入。如果是经电压互感器接入，根据IEC 62052-11：2003标准要求，输入电压会低至60V。为满足智能电表更低输入电压和电力行业单相或三相输入的要求，金升阳推出专为电力仪表三相四线制设计的超宽输入电压范围的开关电源。
LO10-26D0512-04可在65-460VAC 或90-650VDC 超宽输入电压下工作，符合额定电压380/220VAC(三相四线)、任接2 根线工作的供电要求。当供电系统发生故障导致输入过压时，电源会自动关机，从而保障电源及终端不受损。
产品特点：
6、应用注意事项
LS03-16BxxSS系列电源，如果需应用在电磁环境比较恶劣的场合中，为使产品工作稳定且不被电磁干扰轻易损坏，建议在电源输入端口增加相应的EMC外围电路，以满足一定指标的电磁兼容性能，如图（二）所示为推荐电路供参考：
图二 LS03-16BxxSS EMC外围推荐电路
注：具体元器件选型参数请参考LS03-16BxxSS技术手册。
7、总 结
随着智能电表在全球各地广泛普及，其不仅要求开关电源具有小体积、高可靠性等，更要求开关电源能够同时兼容多种输入电压。凭借着技术平台优势和自主创新能力，金升阳精心研发出满足全球输入电压范围的隔离型开关电源，为电力电表、消防监控等行业产品的供电设计带来便利。
摘 要：目前，三相四线数字化电能表是新一代智能型电能计量产品，主要应用于能源管理系统、数字化变电站、配电网自动化、工业自动化等场合，是电力负载管理系统的配套终端产品，由电力控制中心调配，实现电网的合理配置和监测，为电力营销自动化提供终端数据。在智能电表、电力转换开关、消防监控等系统中，很多都采用三相四线接线方式。
1、引言
传统的三相四线制智能电表，为解决高压输入及四线制的供电要求，采用3PCS工频变压器进行电压变换，再通过整流及滤波电路实现直流电压的输出,这种方案的优势是成本低，缺点是体积大。同时不同国家、不同区域，三相四线智能电表的工作电压存在很大的区别。目前一些国家（如中国、俄罗斯）实际供电电压达到380VAC、而有的国家（如美国）则达到了480VAC。如果把如此高的供电电压通过线-线直接接入85-264VAC输入的AC/DC电源中，则电源将出现过压损坏等情况。因此，85-264VAC输入的常规电源已经不能满足此应用需求。为满足全球单相或三相输入电压（100VAC~480VAC）和智能电表小体积的要求，金升阳推出了90-528VAC输入的小体积高性价比开关电源LS03-16BXXSS系列。
2、三相智能电表电源方案
金升阳微功率三相四线制电力专用电源LS03-16BxxSS或LD03-16BxxSS系列能够解决工频变压器的体积大、设计复杂、输入电压高等问题。下面为三相智能电表的电源解决方案。
图一 三相四线制智能电表方案框图
图（一）为三相四线智能电表功能框图。，主要由EMC防护、电源模块、网络模块、人机交互模块、高速数据处理器、实时时钟、数据接口及采集模块等组成。该方案推荐选用金升阳LS03-16BxxSS（或LD03-16BxxSS）系列开关电源。此电源输入电压为90-528VAC，可从前端三相输入中的任何相电压或线电压中直接取电，而不因过压导致模块损坏。经过LS03-16BxxSS转换为隔离的DC电源，再经过LDO的转换给系统的其他功能模块供电。考虑到智能电表需向外部接口提供信息和进行数据交换，为使信号传输稳定可靠，建议选择带集成隔离电源的通信模块，如金升阳TDX01D485系列485通信模块，能有效抑制电磁干扰和消除地环路影响。
3、LS03-16BxxSS系列模块电源简介
LS03-16BxxSS 系列是金升阳为客户提供的小体积开关模块电源。该系列电源具有全球输入电压范围、交直流两用、低功耗、高效率、高可靠性、安全隔离等优点。同时，该系列电源也满足国际UL60950/EN60950 标准。能够广泛适用于工控和电力仪器仪表等对体积要求苛刻、输入电压要求宽、需要满足UL/CE 认证并对EMC 要求不高的场合。
产品特点：
- 超宽输入电压：90~ 528VAC
- 交直流两用（同一端子输入电压）
- 4000VAC 高隔离电压
- 小体积、高功率密度
- 输出短路、过流保护功能
- 工业级工作温度范围：-40℃～+85℃
- 符合UL60950/EN60950 认证标准
4、LD03-16Bxx系列模块电源简介
针对宽电压输入微功率三相四线制电源，为满足不同环境应用需求，金升阳不仅提供小体积、高功率密度、经济型的SIP封装，而且还提供内置EMC防护滤波电路的DIP封装LD03-16Bxx，此产品在环境不是很恶劣的情况下，无需增加任何EMC器件即可满足IEC 61000-6-3、IEC 61000-6-1标准要求，为客户系统设计提供便利。
产品特点：
- 超宽输入电压：90~ 528VAC/100~745VDC
- 交直流两用（同一端子输入电压）
- 3000VAC 高隔离电压
- 小体积、高功率密度
- 产品裸机即可以满足IEC 61000-6-1、IEC 61000-6-3 EMC标准要求
5、LO10-26D0512-04三相四线制电力仪表专用电源介绍
仪表接入电网的方式有两种，直接接入或经电压互感器接入。如果是经电压互感器接入，根据IEC 62052-11：2003标准要求，输入电压会低至60V。为满足智能电表更低输入电压和电力行业单相或三相输入的要求，金升阳推出专为电力仪表三相四线制设计的超宽输入电压范围的开关电源。
LO10-26D0512-04可在65-460VAC 或90-650VDC 超宽输入电压下工作，符合额定电压380/220VAC(三相四线)、任接2 根线工作的供电要求。当供电系统发生故障导致输入过压时，电源会自动关机，从而保障电源及终端不受损。
产品特点：
- 三相四线超宽输入: 65~460VAC/90~650VDC
- 接入三相四线供电系统任意两线，电源正常工作
- 传导/辐射：CLASS B
- 群脉冲/浪涌：四级
- 具有输出短路、过流和输入过压关断保护功能
- 高效率、高可靠性，低纹波噪声、低待机功耗
- 采用长寿命低阻抗电解电容
6、应用注意事项
LS03-16BxxSS系列电源，如果需应用在电磁环境比较恶劣的场合中，为使产品工作稳定且不被电磁干扰轻易损坏，建议在电源输入端口增加相应的EMC外围电路，以满足一定指标的电磁兼容性能，如图（二）所示为推荐电路供参考：
图二 LS03-16BxxSS EMC外围推荐电路
注：具体元器件选型参数请参考LS03-16BxxSS技术手册。
7、总 结
随着智能电表在全球各地广泛普及，其不仅要求开关电源具有小体积、高可靠性等，更要求开关电源能够同时兼容多种输入电压。凭借着技术平台优势和自主创新能力，金升阳精心研发出满足全球输入电压范围的隔离型开关电源，为电力电表、消防监控等行业产品的供电设计带来便利。
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