電表電路設(shè)計(jì)中元器件選型

電能表是用來測量電能的儀表，又稱電度表，火表，千瓦小時(shí)表，指測量各種電學(xué)量的儀表，俗稱電度表、火表。

一 電能表的種類
1.1 按用途：工業(yè)與民用表、電子標(biāo)準(zhǔn)表、復(fù)費(fèi)率表
1.2 按結(jié)構(gòu)和工作原理：感應(yīng)式（機(jī)械式）、靜止式（電子式）、機(jī)電一體式（混合式）
1.3 按接入電源性質(zhì)：交流表、直流表
1.4 按準(zhǔn)確級(jí)：常用普通表：0.2S、0.5S、0.2、0.5、1.0、2.0等
1.5 標(biāo)準(zhǔn)表：0.01、0.05、0.2、0.5等
1.6 按安裝接線方式：直接接入式、間接接入式
1.7 按用電設(shè)備：單相、三相三線、三相四線電能表

二 電子式電能表
2.1 電子式電能表的組成
(1) 電源
(2) 采樣計(jì)量
(3) 數(shù)據(jù)處理
(4) 通信
(5) 輸出數(shù)據(jù)

三 電子電度表的工作原理
用變壓器對(duì)各相的電壓進(jìn)行變壓，然后通過整流穩(wěn)壓電路對(duì)電表供電。

3.1 保護(hù)電路
 (1) 電路中壓敏電阻的選型
當(dāng)加在壓敏電阻上的電壓低于它本身的閥值時(shí)，流過它的電流極小。當(dāng)電壓超過閥值，就會(huì)使得流過它上面的電流激增，從而保護(hù)其他對(duì)敏感的器件。

風(fēng)華高科FNR系列壓敏電阻
·采用陶瓷體封裝。
·它的壓敏電壓達(dá)560V，可以有效避免電網(wǎng)的故障導(dǎo)致的電表損壞。
·通流量大
·反應(yīng)速度小于25ns

(2) 電路中熱敏電阻的選型
當(dāng)輸入電壓正常時(shí)，此時(shí)熱敏電阻和T1初級(jí)串聯(lián)的回路中的電流為電表正常的電流。當(dāng)輸入電壓變大時(shí)（一般是接地故障），熱敏電阻和T1初級(jí)串聯(lián)的回路中的電流也將變大，當(dāng)此電流達(dá)到或超過熱敏電阻的動(dòng)作電流時(shí)，熱敏電阻將動(dòng)作，熱敏電阻阻值會(huì)變大，而阻值變大的速度取決于此時(shí)電流的大小，電流越大，速度越快。當(dāng)熱敏的阻值變大時(shí)，由歐姆定律I=U/R，可以得出整個(gè)回路的電流將變小。

風(fēng)華高科的MZ2系列熱敏電阻
·專門為電路的過流保護(hù)設(shè)計(jì)，有很高的老化系數(shù)。
·耐壓強(qiáng)度和抗氧化性高。
·可以在-10℃~60℃的環(huán)境下使用。
·相對(duì)溫度40-70%（+40℃±2℃）。
·動(dòng)作電流從10-400mA，開關(guān)溫度在80,100℃兩個(gè)范圍。

               

3.2 整流電路
由于二極管是PN結(jié)組成的，具有單向?qū)щ娦裕篜到N的電壓為正（加正向電壓），且到一定值（二極管的閥值，硅管：硅材料二極管為0.6V—0.8V，鍺管：鍺材料二極管為0.2V—0.3V）后二極管會(huì)呈現(xiàn)低阻抗?fàn)顟B(tài)（導(dǎo)通），使電流通過二極管。而N到P的電壓為正時(shí)（加反向電壓），二極管會(huì)呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)（開路），電流不能通過二極管。正弦交流電將成為一個(gè)斷續(xù)的只有正且大于0.7V的電壓，這個(gè)電壓已不再是交流電壓，而是直流電。當(dāng)然，只是一個(gè)斷續(xù)的、不穩(wěn)定的直流電。然后再利用橋式整流電路將其整流為比較連續(xù)的，比較穩(wěn)定的直流電壓。

電路中整流二極管的選型
風(fēng)華高科的FH1N系列整流二極管
·超低正向壓降
·高抗浪涌電流
·反向峰值電壓50-1000V。



3.3 濾波（電容C1 C3 C5 C7）
電路中濾波電容C1、C3、C5、C7在此電路中是對(duì)整流后的電壓進(jìn)行濾波作用的。原理是電容兩端電壓不能突變，對(duì)于周期性的高低變化的電壓，電容會(huì)有充電、放電的過程。這樣，整流后的信號(hào)將產(chǎn)生如下變化。變?yōu)檫B續(xù)的更接近 直流的電壓。C5是對(duì)D13（485繞組）整流后的波形進(jìn)行濾波。C3、C7分別對(duì)U1、U2輸出的電壓進(jìn)行濾波：使波形更 穩(wěn)定。
由加給電容兩端的電壓決定。比理論上能施加的最大電壓的最大波峰點(diǎn)的值略大就可以，但為了保險(xiǎn)起見大多會(huì)選擇更大一些的電容。

濾波電容選型
風(fēng)華高科X5R電容
·電容量大，比容大。
·疊層獨(dú)石結(jié)構(gòu)，高可靠性
·優(yōu)秀的耐焊和可焊性，適用于回流焊