智能电表是智能电网的智能终端，除了具有传统电能表根本用电量的计量功用以外，为了习惯智能电网和新能源的运用它还具有用电信息存储、双向多种费率计量功用、用户端操控功用、多种数据传输形式的双向数据通信功用、防窃电功用等智能化的功用，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的开展方向。减低智能电表本身功耗，进步其运转能效已成为当时智能电表的重要环节。开关电源不同于智能电表中的其他器材，规模化、标准化出产或将是进步质量、下降出产本钱、优化出产工艺。尽管智能电表用开关电源现已取得注重，但是国内涵开关电源的开展上，还存在基础理论短缺、工业水平跟不上需求、出产工艺不成熟等许多问题。别的开关电源引发的炸表现象一向也是困扰和阻止其广泛运用的重要原因之一。其他原因还有，长时刻作业的可靠性等。目前国内智能电表用电源依旧以传统工频变压器为主，而国外一些产品现已逐渐运用了开关电源。首要的原因是电表功用加强后，供电功率要求添加，工频变压器很难担任。一起，考虑到装置及运输本钱，开关电源会有具有很大优势。
三相智能电表的内部电源结构：
智能电表中开关电源的要求：
本文仅针对几个重要的要求提出处理计划：
极宽输入电压规模
多路输出调整率
各类反常
层叠式一般反激计划：
关于惯例输入电压（85Vac-265Vac）的小功率开关电源运用，归纳功率及本钱，反激拓扑最为常见。结构上能够选用操控器配外置的开关器材，或许考虑集成度，也有集成操控器和开关器材于一个封装。开关器材的耐压等级一般为650V，700V和800V。假如关于三相运用，考虑到变压器的反射电压及漏感和规划余量，该类器材无法满足要求。而单纯选用一个高压开关器材，如1000V或1200V以上的功率开关器材，挑选地步并不大，本钱也较高。因而，在三相电表中考虑的第一个规划问题便是怎么处理高输入电压下的耐压问题。
以一个详细标准为例进行阐明：
标准：
由于多路输出和小功率输出的特色，电源拓扑挑选反激较为适宜。本文中操控芯片为英飞凌ICE3AR2280JZ。其内部除了作业频率为100KHz的电流形式操控器外，还集成了800V CoolMOS，导通电阻为2.2ohm，封装为DIP7。该芯片内部一起集成了800V的高压发动单元。在环境温度为50度，惯例宽电压输入（85Vac-265Vac）状况，最大输入功率可达28W。一起，芯片还具有过流、过压、输入欠压、过温等维护功用和进步轻载功率的突发形式。鉴于小功率运用，变压器尺度及环路补偿等要素，一般主张体系在全负载段作业于电流断续形式（DCM）。
原理图：
原理描绘：
输入电压经过前级的共模滤波器L1，C20，C21和两个整流桥BR1和BR2；压敏电阻RV1，RV2，RV3及CX11，CX12，CX13构成过压维护线路；功率电阻R1，R2，R3用于按捺浪涌电流。为了简化规划，滤波电感的方位被放置于整流桥后以节约本钱。考虑到输入缺相状况，即只需恣意两根线存在，不管前方零线仍是前方前方，体系依旧能够正常作业，选用两个整流桥输出并联运用。整流后，由于最大峰值电压可达780V，因而选用两个450V电解电容进行串联运用，一起考虑电压平衡，R13，R14，R15，R16并接在电容两边。
原边的开关线路由变压器、钳位电路、开关管及CoolSET、TVS、齐纳二极管等组成。
发动时，电流经过R19，R20，R21，R22流过齐纳二极管D10进入CoolSET的漏极相连的高压发动单元。CoolSET内部的高压发动单位为800V，由于外部的TVS二极管的存在，超高电压会被钳坐落一个特定的电压，以维护CoolSET。但CoolSET注册时，外部MOSFET的源极被拉至地，然后齐纳管D10构成反偏，然后使外部MOSFET注册；当CoolSET关断时，电感电流首要对CoolSET内部的MOSFET的漏源电容进行充电，直到Vds电压到达外部TVS二极管的钳位电压时，电流开端对外部MOSFET的门极源极电容进行放电，直到坐落GS间的齐纳二极管的正向电压超越0.7V，外部MOSFET关断，一起电流将经过齐纳二极管D10流向外部TVS二极管或R19，R20，R21，R22。取决于两个回路的阻抗，由于外部MOSFET的Vgs现已接近于零，因而MOSFET将被彻底关断；关于超越外部TVS管额外电压的输入，此刻CoolSET电压应力即为外部TVS的钳位电压值。例如，选用了550V TVS二极管和一个800V的外部MOSFET，那么反激的耐压才能为：550V+800V=1350V。作为规划，考虑恶劣状况，能够大略估量从内部MOSFET到外部MOSFET关断的时刻即为流过外部TVS二极管的时刻，用最大负载时的峰值电流简单得到流过TVS的均匀电流。因而TVS二极管的损耗即为均匀电流和钳位电压之积；
输出电路由肖特基二极管，吸收电路，滤波器构成。为了纹波要求，选用二级滤波器。其间输出1为主5V，与12V共地，别的一个5V的参阅地与输出1，2阻隔。考虑到多路输出负载穿插调整问题，12V的参阅叠加在5V输出。这样关于12V输出，调整精度有所进步。由于规避了5V输出上二极管正向压降随电流改变的影响。依据动态稳定性方面的考虑，12V输出%&&&&&%C8放置于5V输出，这样能够防止5V输出大动态负载跳变时形成12V输出不稳定的状况。
反应电路由分压网络、补偿网络、TL431及光耦构成。补偿部分由C10，C11和R10构成，其间R10与C10，C11别离构成两个极点和零点对电流型反激进行补偿。
变压器考虑尺度，选用EE20-PC40磁芯。归纳占空比，挑选
规划考虑：
%&&&&&%E3AR2280JZ的最大占空比为0.7，为了合理使用占空比以掩盖超宽的电压规模，取反射电压为150V。依据最低输入电压，满载条件可知最大占空比为0.62。因而电感为：1.024mH
选原边匝数Np=72， 副边主5V匝数Ns1=3， 芯片Vcc匝数Nvcc=8; 考虑到输出选用直流层叠的方法，故12V绕组圈数取4（12V绕组叠加于主5V输出，而非5V绕组端）。变压器结构如下：
测验成果：
负载调整率及输入调整率：
负载穿插调整率：（横轴为主5V输出从5%到100%负载，各种色彩曲线为12V输出从5%到100%负载）
功率：
上下MOSFET的开关波形及输出纹波：
结语：
经过测验能够看出：当CoolSET内部MOSFET的Vds电压到达550V左右时，电压被TVS所钳位；经过原边电流的续流将外置 MOSFET彻底关断，然后使得整个关断的电压应力由两个MOSFET串联分管。选用二级LC滤波后，输出纹波为：24mV（5V），79mV（12V），20mV（阻隔5V）；穿插调整率方面能够在输出不过加线性稳压器状况下完成10%以内的穿插调整（》10% 负载）。关于更高压的规划，能够选用多个TVS串联方法，以800V CoolSET和800V CoolMOS为例，最高耐压可达1600V。能够彻底习惯高压输入运用的要求。
