一种基于电力传输系统的变压单元
阅读说明：本技术 一种基于电力传输系统的变压单元 (Transformation unit based on power transmission system ) 是由 朱文廷 周观金 王俊 于 2020-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电力计量技术领域,尤其涉及一种基于电力传输系统的变压单元,包括：整流电路,用以将交流电转化为直流电输出；滤波电路,连接所述整流电路,用以对所述直流电做滤波处理以形成一滤波信号；降压电路,用以接收所述滤波信号,并将所述滤波信号降压至预定信号输出；其中,所述降压电路包括：第一集成装置；第四二极管,所述第四二极管的正向端接地,所述第四二极管的反向端连接所述第一集成装置的源极；第二电感,输入端连接所述第一集成装置的源极,输出端连接所述变压单元的输出端。(The invention relates to the technical field of electric power measurement, in particular to a transformation unit based on a power transmission system, which comprises: the rectifying circuit is used for converting alternating current into direct current and outputting the direct current; the filter circuit is connected with the rectifying circuit and is used for filtering the direct current to form a filter signal; the voltage reduction circuit is used for receiving the filtering signal and reducing the voltage of the filtering signal to a preset signal for output; wherein, the step-down circuit includes: a first integrated device; a fourth diode, a forward end of which is grounded and a reverse end of which is connected to the source of the first integrated device; and the input end of the second inductor is connected with the source electrode of the first integrated device, and the output end of the second inductor is connected with the output end of the voltage transformation unit.)
技术领域
本发明涉及电力计量技术领域，尤其涉及一种基于电力传输系统的变压单元。
背景技术
目前互联网时代，越来越多的电子产品趋向更多功能的智能化，而拥有通断定时计量功耗的插座已成为智能化设备的标准配置。通常，在实现上述功能的产品设计中，对电能进行计量的装置中，通常都包含由降压单元，现有的降压单元大多采用变压器进行降压，但是变压器的体积相对较大，故而在集成过程中通常存在以下问题：一是基于变压的体积使得电路板或者PCB的体积或面积相对较大，尤其是电路器件布局难以紧凑，同时对产品结构以及外观上的设计带来不便。另外采用变压器降压，工作状态的变压器及外部的噪音相对较大，对于电压采样和电流采样的影响较大，其采样数据的准确度较低，基于该采样数据输出的电压通常处于不稳定的状态，降低了计量装置的工作精度。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于一种基于电力传输系统的变压单元。
本发明提供一种基于电力传输系统的变压单元，其中，包括：
整流电路，用以将交流电转化为直流电输出；
滤波电路，连接所述整流电路，用以对所述直流电做滤波处理以形成一滤波信号；
降压电路，用以接收所述滤波信号，并将所述滤波信号降压至预定信号输出；其中，
所述降压电路包括：
第一集成装置；
第四二极管，所述第四二极管的正向端接地，所述第四二极管的反向端连接所述第一集成装置的源极；
第二电感，输入端连接所述第一集成装置的源极，输出端连接所述变压单元的输出端。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括反馈单元，具体包括：
第一电阻，所述第一电阻一端连接所述变压单元的输出端，
第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述变压单元的输出端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电阻的另一端以形成一反馈连接端，所述反馈连接端连接所述第一集成装置的反馈引脚端。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，所述第一电阻的阻值为5.6KΩ，所述第三电阻的阻值为4.99KΩ。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，所述滤波电路由第一电感、第四电容、第五电容形成，所述第四电容的正极端连接所述第一电感的一端，所述第四电容的负极端连接所述第五电容的负极端，所述第五电容得正极端连接所述第一电感得另一端。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，所述第四电容的容值为2.2uf，所述第五电容的容值为4.7uf。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，所述第四电容的容值为4.7uf，所述第五电容的容值为4.7uf。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括第五电阻，所述第五电阻设置于所述第四电容的负极端与所述第五电容的负极端之间。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接所述第四电容的负极端，所述第六电阻的另一端连接第二类接地端。
优选地，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括静电保护电路，所述静电保护电路连接所述电源输入端。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明中，通过第一集成装置形成线性非隔离的AD降压电路，第一集成装置尺寸较小，同时第一集成装置的引脚也相对较少，周边电路简单。另外第一集成装置的电流过载能力较强，其输入第一集成装置内部电阻的选取范围较大。PCB上有更大的布局空间，体积上较隔离电源的设计也有极大改善，为缩减结构空间提供便利。
附图说明
图1为本发明中一种基于电力传输系统的变压单元的电路图；
图2为本发明中一种基于电力传输系统的变压单元的电路图。
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，本发明提供一种基于电力传输系统的变压单元，其中，包括：
整流电路，用以将交流电转化为直流电输出；进一步地，所述整流电路由二极管形成，所述二极管的反向端连接电能输入端，所述二极管的正向端连接所述滤波电路，所述二极管为单边整流。进一步的于所述二极管的前端还包括一过载保护装置。
滤波电路，连接所述整流电路，用以对所述直流电做滤波处理以形成一滤波信号；进一步，所述滤波电路由第一电感、第四电容、第五电容形成，所述第四电容的正极端连接所述第一电感的一端，所述第四电容的负极端连接所述第五电容的负极端，所述第五电容得正极端连接所述第一电感得另一端。
进一步的，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，所述第四电容的容值为4.7uf，所述第五电容的容值为4.7uf。在第四电容与第五电容的容值相同的情况下，其形成了一个基于第一电感的对称电路，其中第一电感的阻值为1mH。
当第四电容采用4.7uf的电容时，其电容的体积较大，基于此，进一步的，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，所述第四电容的容值为2.2uf，所述第五电容的容值为4.7uf。采用2.2uf 的小体积电容以方便电路布局。
降压电路，用以接收所述滤波信号，并将所述滤波信号降压至预定信号输出；其中，
所述降压电路包括，
第一集成装置；第一集成装置可由芯片形成。第一集成装置电流过载能力达到350ma。
第四二极管，所述第四二极管的正向端接地，所述第四二极管的反向端连接所述第一集成装置的源极；
第二电感，输入端连接所述第一集成装置的源极，输出端连接所述变压单元的输出端。
本发明的工作原理是，220V电压通过过载保护装置输入至整流电路，整流电路将220V的交流电压信息转化为99V的直流信号输出，直流信号通过滤波电路做滤波处理以形成电压稳定的直流信号，将直流信号被传输至降压电路，降压电路内部的元件与第四二极管、第二电感对结合第一集成装置内部形成的PWM波对所述直流信号降压处理。
本发明中，通过第一集成装置形成线性非隔离的AD降压电路，第一集成装置尺寸较小，同时第一集成装置的引脚也相对较少，周边电路简单。另外第一集成装置的电流过载能力较强，其输入第一集成装置内部电阻的选取范围较大。PCB上有更大的布局空间，体积上较隔离电源的设计也有极大改善，为缩减结构空间提供便利。
作为进一步优选实施方案，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括反馈单元，具体包括：
第一电阻，所述第一电阻一端连接所述变压单元的输出端，
第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述变压单元的输出端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电阻的另一端以形成一反馈连接端，所述反馈连接端连接所述第一集成装置的反馈引脚端。于所述反馈连接端与源极之间连接一第三电容，所述第三电容的容值为470pf。在仿真电路中，通常不需要该第三电容，但是在实际使用过程中，第一集成装置本身的电阻不可以被忽略，为了降低第一集成装置本身对电路的影响，通过第三电容以消除该影响。
所述第一电阻的阻值为5.6KΩ，所述第三电阻的阻值为4.99K Ω。
还包括第一电容，所述第一电容的容值为220nf，所述第一电容的一端连接所述第一电阻的一端，所述第一电容的另一端连接所述第三电阻的一端，第一电容与第一电阻和第三电阻并联以形成以RC滤波电路，通常第一电容的取值匹配第一电阻和第三电阻，第一电阻和第三电阻的取得匹配反馈连接端。所述第一电容用以对第一电阻和第三电阻两端的电阻再次做滤波处理，以进一步滤除输出电压的交流谐波。
在使用过程中，220V电压的N端与接地端连接，会产生较多的噪声。作为进一步优选实施方案，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括第五电阻，所述第五电阻设置于所述第四电容的负极端与所述第五电容的负极端之间。所述第五电阻为零欧姆电阻，第四电容、第五电容在放电的过程中，通过第五电阻能够快速将其存储的电能予以释放，另外通过第五电阻将N端与接地端分离，能够有效降低噪声对各个功能电路的影响。
如图2所示，作为进一步优选实施方案，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接所述第四电容的负极端，所述第六电阻的另一端连接第二类接地端。通过第六电阻进一步将N端与第二类接地端隔离。
作为进一步优选实施方案，上述的一种基于电力传输系统的变压单元，其中，还包括静电保护电路，所述静电保护电路连接所述电源输入端。
所述静电保护电路包括L端静电保护支路和N端静电保护支路， L端静电保护支路由一对二极管连接形成，一只所述二极管正向并联于所述L输出端与地之间，另一只所述二极管反向并联于所述L输出端与地之间，于所述L输出端与所述二极管之间包括四个510KΩ电阻，通过该四个510KΩ电阻对L电压进行分压处理。当KV的静电由输入端输入时，二极管被反向击穿，同时电荷被快速泻放到地或者电源。正的静电大部分泻放到电源，负的静电大部分泻放到地。达到降低信号噪声，保护电路的目的。
同理，N端静电保护支路至少包括N端静电保护输入支路和N 端静电保护输出支路，N端静电保护输入/输出支路由一对二极管连接形成。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。