智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計(jì)量功能以外，為了適應(yīng)智能電網(wǎng)和新能源的使用它還具有用電信息存儲(chǔ)、雙向多種費(fèi)率計(jì)量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電表代表著未來(lái)節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。減低智能電表自身功耗，提高其運(yùn)行能效已成為當(dāng)前智能電表的重要環(huán)節(jié)。開(kāi)關(guān)電源不同于智能電表中的其他器件，規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)或?qū)⑹翘岣咂焚|(zhì)、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化生產(chǎn)工藝。雖然智能電表用開(kāi)關(guān)電源已經(jīng)獲得重視，然而國(guó)內(nèi)在開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展上，還存在基礎(chǔ)理論欠缺、產(chǎn)業(yè)水平跟不上需求、生產(chǎn)工藝不成熟等諸多問(wèn)題。另外開(kāi)關(guān)電源引發(fā)的炸表現(xiàn)象一直也是困擾和阻礙其廣泛應(yīng)用的重要原因之一。其他原因還有，長(zhǎng)期工作的可靠性等。目前國(guó)內(nèi)智能電表用電源依舊以傳統(tǒng)工頻變壓器為主，而國(guó)外一些產(chǎn)品已經(jīng)逐步使用了開(kāi)關(guān)電源。主要的原因是電表功能加強(qiáng)后，供電功率要求增加，工頻變壓器很難勝任。同時(shí)，考慮到安裝及運(yùn)輸成本，開(kāi)關(guān)電源會(huì)有具備很大優(yōu)勢(shì)。

　　三相智能電表的內(nèi)部電源結(jié)構(gòu)：

　　以一個(gè)具體規(guī)格為例進(jìn)行說(shuō)明：

　　原邊的開(kāi)關(guān)線路由變壓器、鉗位電路、開(kāi)關(guān)管及CoolSET、TVS、齊納二極管等組成。

　　啟動(dòng)時(shí)，電流通過(guò)R19，R20，R21，R22流過(guò)齊納二極管D10進(jìn)入CoolSET的漏極相連的高壓?jiǎn)?dòng)單元。CoolSET內(nèi)部的高壓?jiǎn)?dòng)單位為800V，由于外部的TVS二極管的存在，超高電壓會(huì)被鉗位于一個(gè)特定的電壓，以保護(hù)CoolSET。但CoolSET開(kāi)通時(shí)，外部MOSFET的源極被拉至地，從而齊納管D10形成反偏，從而使外部MOSFET開(kāi)通；當(dāng)CoolSET關(guān)斷時(shí)，電感電流首先對(duì)CoolSET內(nèi)部的MOSFET的漏源電容進(jìn)行充電，直到Vds電壓達(dá)到外部TVS二極管的鉗位電壓時(shí)，電流開(kāi)始對(duì)外部MOSFET的門極源極電容進(jìn)行放電，直到位于GS間的齊納二極管的正向電壓超過(guò)0.7V，外部MOSFET關(guān)斷，同時(shí)電流將通過(guò)齊納二極管D10流向外部TVS二極管或R19，R20，R21，R22。取決于兩個(gè)回路的阻抗，由于外部MOSFET的Vgs已經(jīng)接近于零，因此MOSFET將被徹底關(guān)斷；對(duì)于超過(guò)外部TVS管額定電壓的輸入，此時(shí)CoolSET電壓應(yīng)力即為外部TVS的鉗位電壓值。例如，采用了550VTVS二極管和一個(gè)800V的外部MOSFET，那么反激的耐壓能力為：550V+800V=1350V。作為設(shè)計(jì)，考慮惡劣情況，可以粗略估計(jì)從內(nèi)部MOSFET到外部MOSFET關(guān)斷的時(shí)間即為流過(guò)外部TVS二極管的時(shí)間，用最大負(fù)載時(shí)的峰值電流容易得到流過(guò)TVS的平均電流。因此TVS二極管的損耗即為平均電流和鉗位電壓之積；

　　輸出電路由肖特基二極管，吸收電路，濾波器構(gòu)成。為了紋波要求，采用二級(jí)濾波器。其中輸出1為主5V，與12V共地，另外一個(gè)5V的參考地與輸出1，2隔離。考慮到多路輸出負(fù)載交叉調(diào)整問(wèn)題，12V的參考疊加在5V輸出。這樣對(duì)于12V輸出，調(diào)整精度有所提高。因?yàn)橐?guī)避了5V輸出上二極管正向壓降隨電流變化的影響。基于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面的考慮，12V輸出電容C8放置于5V輸出，這樣可以避免5V輸出大動(dòng)態(tài)負(fù)載跳變時(shí)造成12V輸出不穩(wěn)定的情況。

　　反饋電路由分壓網(wǎng)絡(luò)、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、TL431及光耦構(gòu)成。補(bǔ)償部分由C10，C11和R10構(gòu)成，其中R10與C10，C11分別構(gòu)成兩個(gè)極點(diǎn)和零點(diǎn)對(duì)電流型反激進(jìn)行補(bǔ)償。

　　變壓器考慮尺寸，選用EE20-PC40磁芯。綜合占空比，選擇

　　設(shè)計(jì)考慮：

　　ICE3AR2280JZ的最大占空比為0.7，為了合理利用占空比以覆蓋超寬的電壓范圍，取反射電壓為150V。根據(jù)最低輸入電壓，滿載條件可知最大占空比為0.62。因此電感為：1.024mH

　　測(cè)試結(jié)果：

　　負(fù)載調(diào)整率及輸入調(diào)整率：