摘 要：文章介绍了一种基于电容耦合的改进型电源方案，主要应用于低成本的单相智能电表中。这种方法无需使用传统的变压器和高耐压的电容，通常在200nf～680nf范围内产生的电压降。这种方法简单、经济，虽然由于其小负载电流的特性导致效率不高，但是很适用于低电流的智能电表芯片应用环境。
　　关键词：智能电表；低电流供电；方法
　　传统的电表计量芯片供电一般使用桥式整流电路，将220v交流电转换为12～15v直流电压，然后提供给诸如lm78xx系列电源芯片，为后端的ic及相关数字电路供电。其原理图如图1所示，其中图（a）、（b）、（c）是它的三种不同画法。
　　图1
　　桥式整流电路是由电源变压器、四只整流二极管d1～4和负载电阻rl组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。
　　桥式整流电路的工作原理如图2所示。在u2的正半周，d1、d3导通，d2、d4截止，电流由tr次级上端经d1→rl→d3回到tr次级下端，在负载rl上得到一半波整流电压。
　　图2
　　在u2的负半周，d1、d3截止，d2、d4导通，电流由tr次级的下端经d2→rl→d4回到tr次级上端，在负载rl上得到另一半波整流电压。这样就在负载rl上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即
　　ul=0.9u2
　　il=■
　　而流过每个二极管的平均电流为id=■=0.45■
　　每个二极管所承受的最高反向电压为urm=■×u2（全波整流的一半）
　　上述方法用于电源测量ic供电时，成本较高，漏电流较大。www.11665.coM下面介绍一款基于电容耦合原理的改进型供电电路。
　　本电路在正反两半波的ac输入都可工作，这区别于传统的半波整流，可以为交流电源提供一个平衡的负载。其低电流电源的工作原理是，使用相同的电流对几个电容器同时充电，从而获得更高的能量储存效率。对相同的负载只需要较低的输入电流，这样可以降低输入电容的容值，进而降低成本。并且这个电路还可以根据负载的情况对电路进行“模块化”的增减，通过并联更多的电容，可以在输入同样电流的条件下实现更多的能量输出。
　　电路原理图见图3。
　　图3
　　工作过程：该电路的工作过程涉及到两个不同的机制：在充电周期，各个小电容器处于充电状态；在放电周期，先前充电的电容再将电量充至大容量电容c3。
　　正充电周期：当零线电压高于火线时，c2充电（通过d1和d2）。
　　负充电周期：当零线电压高于火线时，c3以及和其串联的c6和c5充电（经d4，d7，和d8），实现了用相同的电流给所有电容器充电的优势。
　　正放电循环：c6和c5并联放电到c3（通过q2和q3）。
　　负放电循环：c2放电到c3（通过q1和d3）。
　　下面是针对这款电路的实际测试结果：
　　针对不同交流频率的工作稳定性：表1给出了在不同交流电频率下，该电路的工作状态。如表2所示：即使是在最低输入频率的条件下，该电路都可以在0.5秒后的实现电压稳定。
　　表1 低电流电源的频率特性
　　针对不同交流输入电压的工作稳定性：表2给出了该电路在50hz不同交流电压条件下的工作状态（负载电流8ma）。
　　表2 低电流电源的电压特性
　　大负载条件下的工作稳定性：表3将负载电流提升至20ma（极限状态），输入240v、50hz条件下的工作状态
　　表3 低电流电源的负载特性
　　如果提高输入电容c1的容值，则可以提供更大的负载电流，表4给出了c1=470nf时电路的工作状态。
　　结束语
　　相比于传统的交流桥式整流电路，文章介绍的基于电容耦合原理的改进型供电方案，成本更低、体积更小、器件可靠性更高，更符合低成本单相智能电表的应用环境。
　　参考文献
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　　[2]邵氡海.基于iec62056的三相智能电表设计与实现[d].湖南大学，2012.
　　[3]张学轶.小电流互感器专用电源的研制[m].山西机械，2000.
　　作者简介：李晓光（1980，12-），工程师，民族：汉，主要从事有线电视、移动通讯等方面的技术规划和技术实现。