本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種開(kāi)關(guān)電源及電氣隔離方法、多表集抄通信裝置。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和提高，現(xiàn)有的電表技術(shù)中通過(guò)電力集抄平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表及監(jiān)控已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但水表、氣表和熱表等仍然還需通過(guò)人工抄表或遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)(Symphonic Mbus，MBUS)進(jìn)行集抄。人工抄表的存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低和成本高等缺點(diǎn)。Mbus抄表方式不僅需要重新布線，且由于其和電表抄表的方式不兼容，因而需要通過(guò)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，才能實(shí)現(xiàn)多表集抄。但現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)換電路中，轉(zhuǎn)換電路的體積和重量大，轉(zhuǎn)換效率低，功耗高，且轉(zhuǎn)換電路的各電路之間抗干擾性能和絕緣性能均較差。因此，如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、安全和可靠的多表集抄是目前業(yè)界一大難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種開(kāi)關(guān)電源及電氣隔離方法、多表集抄通信裝置，其能夠有效提高多表集抄通信裝置的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種開(kāi)關(guān)電源，包括：控制電路和變壓器；外部電源與所述變壓器的原邊線圈耦合，所述變壓器的所述原邊線圈與所述控制電路耦合，所述變壓器的副邊線圈為多個(gè)，所述變壓器的每個(gè)所述副邊線圈均與所述變壓器的所述原邊線圈耦合；所述變壓器的每個(gè)所述副邊線圈還均與外部的負(fù)載耦合。所述控制電路 用于間隙式導(dǎo)通所述變壓器的所述原邊線圈與所述外部電源的耦合，以調(diào)節(jié)所述外部電源輸入的信號(hào)。所述變壓器用于通過(guò)所述變壓器的所述原邊線圈和所述變壓器的多個(gè)所述副邊線圈的電磁效應(yīng)將所述外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為多個(gè)電壓信號(hào)，并將每個(gè)所述電壓信號(hào)輸出到所述負(fù)載，以使所述外部電源與所述負(fù)載電氣隔離。

進(jìn)一步的，所述變壓器的多個(gè)所述副邊線圈包括：第一副邊線圈、第二副邊線圈和第三副邊線圈；所述第一副邊線圈與所述控制電路耦合，所述第二副邊線圈與第一遠(yuǎn)程抄表接口耦合，所述第三副邊線圈與第二遠(yuǎn)程抄表接口耦合。

進(jìn)一步的，所述變壓器的多個(gè)所述副邊線圈還包括：第四副邊線圈，所述第四副邊線圈與第一通信接口耦合。

進(jìn)一步的，所述第三副邊線圈包括：第一子副邊線圈、第二子副邊線圈和第三子副邊線圈；所述第一子副邊線圈、所述第二子副邊線圈和所述第三子副邊線圈依次耦合；所述第一子副邊線圈與所述第二遠(yuǎn)程抄表接口耦合，所述第二子副邊線圈與用于載波和無(wú)線通信的第二通信接口耦合，所述第三子副邊線圈與控制接口耦合。

進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)電源包括：第一穩(wěn)壓電路、第二穩(wěn)壓電路和第三穩(wěn)壓電路，所述第一穩(wěn)壓電路的輸入端與所述第二副邊線圈耦合，所述第一穩(wěn)壓電路的輸出端與所述第一遠(yuǎn)程抄表接口耦合；所述第二穩(wěn)壓電路的輸入端與所述第三子副邊線圈耦合，所述第二穩(wěn)壓電路的輸出端與所述第二遠(yuǎn)程抄表接口耦合；所述第三穩(wěn)壓電路的輸入端與所述第四副邊線圈耦合，所述第三穩(wěn)壓電路的輸出端也與所述第一通信接口耦合。

進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)電源還包括：第一穩(wěn)壓保護(hù)電路和第二穩(wěn)壓保護(hù)電路，所述第一穩(wěn)壓保護(hù)電路的輸入端與所述第二子副邊線圈耦合，所述第一穩(wěn)壓保護(hù)電路的輸出端與所述第二通信接口耦合；所述 第二穩(wěn)壓保護(hù)電路的輸入端與所述第三子副邊線圈耦合，所述第二穩(wěn)壓保護(hù)電路的輸出端也與所述控制接口耦合。

進(jìn)一步的，所述的開(kāi)關(guān)電源還包括反饋電路，所述反饋電路輸入端與所述第二穩(wěn)壓電路耦合，所述反饋電路輸出端與所述控制電路的輸入端耦合。

進(jìn)一步的，所述反饋電路包括：第一光電耦合器，所述第一光電耦合器包括：第一發(fā)光二極管和第一光敏三極管，所述第一發(fā)光二極管的兩端均與所述控制接口耦合，所述第一光敏三極管的集電極與所述控制電路的輸入端耦合。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種多表集抄通信裝置，所述通信模塊包括：第一通信模塊、用于載波和無(wú)線通信的第二通信模塊、第一遠(yuǎn)程抄表模塊和第二遠(yuǎn)程抄表模塊。所述第一通信模塊與所述第三穩(wěn)壓電路的輸出端耦合，所述第二通信模塊與所述第一穩(wěn)壓保護(hù)電路的輸出端耦合，所述第一遠(yuǎn)程抄表模塊與所述第一穩(wěn)壓電路的輸出端耦合，所述第二遠(yuǎn)程抄表模塊與所述第二穩(wěn)壓電路的輸出端耦合，所述控制模塊與所述第二穩(wěn)壓保護(hù)電路的輸出端耦合。所述第一通信模塊、所述第二通信模塊、所述第一遠(yuǎn)程抄表模塊和所述第二遠(yuǎn)程抄表模塊均與所述控制模塊耦合。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電氣隔離方法，所述方法包括：所述變壓器用于通過(guò)所述變壓器的所述原邊線圈和所述變壓器的多個(gè)所述副邊線圈的電磁效應(yīng)將所述外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為多個(gè)電壓信號(hào)，并將每個(gè)所述電壓信號(hào)輸出到所述負(fù)載，以使所述外部電源與所述負(fù)載電氣隔離。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：通過(guò)外部電源與變壓器的原邊線圈耦合，變壓器的副邊線圈為多個(gè)，而變壓器的每個(gè)副邊線圈均與外部的負(fù)載耦合。

變壓器用于通過(guò)變壓器的原邊線圈和變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)進(jìn)行傳輸，將外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為多個(gè)電壓信號(hào)，并將每個(gè)電壓信號(hào)均輸出到負(fù)載。以使變壓器的原邊線圈和變壓器的副邊線圈承受電壓的同時(shí)，外部電源和負(fù)載之間電氣隔離。

由于變壓器耦合在電路中，變壓器的原邊線圈和變壓器的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料能夠保證變壓器的原邊線圈和變壓器的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到4KV，即實(shí)現(xiàn)了外部電源和負(fù)載之間4KV的電氣隔離。

又由于變壓器多個(gè)副邊線圈中，每個(gè)副邊線圈之間設(shè)有的絕緣材料能夠保證副邊線圈與副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到4KV，即實(shí)現(xiàn)了副邊線圈和副邊線圈之間4KV的電氣隔離。每個(gè)副邊線圈均與負(fù)載耦合，進(jìn)而也實(shí)現(xiàn)了負(fù)載與負(fù)載之間4KV的電氣隔離。

變壓器的耦合結(jié)構(gòu)應(yīng)用在多表集抄通信裝置中，多表集抄通信裝置通過(guò)變壓器的原邊線圈和多個(gè)副邊線圈的耦合，而多個(gè)副邊線圈中每個(gè)副邊線圈均與多表集抄通信裝置中的負(fù)載耦合，從而實(shí)現(xiàn)外部的輸入電源和多表集抄通信裝置之間與多表集抄通信裝置中各負(fù)載之間4KV電壓等級(jí)的電氣隔離，進(jìn)而通過(guò)電氣隔離大幅的提高了多表集抄通信裝置運(yùn)行時(shí)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供一種開(kāi)關(guān)電源的模塊圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供一種開(kāi)關(guān)電源的電路圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用于該開(kāi)關(guān)電源的電氣隔離方法；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用該開(kāi)關(guān)電源的多表集抄通信裝置的電路圖。

圖中：開(kāi)關(guān)電源100、整流裝置110、電磁干擾處理電路111、整流濾波電路112、控制電路120、第一穩(wěn)壓電路130、第二穩(wěn)壓電路140、第三穩(wěn)壓電路150、第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160、第二穩(wěn)壓保護(hù)電路170、反饋電路180、多表集抄通信裝置200、控制模塊210、第一通信模塊220、第一光耦裝置230、第一遠(yuǎn)程抄表模塊240、第二光耦裝置250、第二遠(yuǎn)程抄表模塊260。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“連接”、“耦合”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定 連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

請(qǐng)參閱圖1，圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)電源100模塊圖。開(kāi)關(guān)電源100包括：整流裝置110、變壓器T1、控制電路120、第一穩(wěn)壓電路130、第二穩(wěn)壓電路140、第三穩(wěn)壓電路150、第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160、第二穩(wěn)壓保護(hù)電路170和反饋電路180。

請(qǐng)參閱圖2，圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)電源100的電路圖。整流裝置110用于將外部電源輸入端口AA’輸入的電源進(jìn)行消除電磁干擾和整流。通過(guò)整流裝置110將外部電源輸入的交流電整流為直流電并輸入變壓器T1的原邊線圈。優(yōu)選地，整流裝置110包括：電磁干擾處理電路111和整流濾波電路112。電磁干擾處理電路111的輸入端與外部電源輸入端口AA’耦合，電磁干擾處理電路111的輸出端與整流濾波電路112的輸入端耦合。在由端口AA’輸入的交流高壓電源中，交流高壓電源中存在電磁干擾，進(jìn)而對(duì)設(shè)備造成干擾。電磁干擾處理電路111能夠用于將輸入的外部電源的電磁干擾濾除，從而避免了對(duì)設(shè)備的干擾。與此同時(shí)，電磁干擾處理電路111還可將開(kāi)關(guān)電源100自身產(chǎn)生的干擾信號(hào)濾除，以防止開(kāi)關(guān)電源100自身產(chǎn)生的干擾信號(hào)流入到電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)的其他設(shè)備的運(yùn)行造成干擾?？蛇x的，本實(shí)施可采用EMC(Electro Magnetic Compatibility)處理電路通過(guò)濾波和屏蔽的方式以消除輸入的外部電源存在的電磁干擾。整流濾波電路112通過(guò)與電磁干擾處理電路111耦合，整流濾波電路112能夠接收到電磁干擾處理電路111處理后的電信號(hào)。整流濾波電路112用于將輸入的交流信號(hào)通過(guò)整流和濾波轉(zhuǎn)換為直流后將其輸出到變壓器T1的原邊線圈。

變壓器T1用于通過(guò)變壓器T1的原邊線圈和變壓器T1的副邊線圈的電磁效應(yīng)將外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為電壓信號(hào)。優(yōu)選地，變壓器T1的原邊線圈可以為：原邊線圈aa’。第一變壓器T1的副邊線圈包括：第一副邊線圈bb’、第二副邊線圈cc’、第三副邊線圈dd’和第四副邊線圈ee’。原邊線圈aa’之間設(shè)有保護(hù)電路，保護(hù)電路包括：第一電容C1、第一電阻R1和第一二極管D1。原邊線圈aa’的輸入端與整流濾波112電路的輸出端耦合，第一電容C1的一端和第一電阻R1的一端均和原邊線圈aa’的輸入端耦合。第一電容C1的另一端和第一電阻R1的另一端均和第一二極管D1的陰極端耦合，第一二極管D1的陽(yáng)極端與原邊線圈aa’的輸出端耦合?？蛇x的，本實(shí)施例的保護(hù)電路為RCD吸收電路。通過(guò)第一二極管D1的單向?qū)?，以及第一電容C1的儲(chǔ)能從而對(duì)控制電路120形成保護(hù)。

控制電路120可以用于間隙式導(dǎo)通變壓器T1的原邊線圈aa’與外部電源的耦合，從而可以調(diào)節(jié)外部電源的輸入變壓器T1的原邊線圈aa’的信號(hào)。

控制電路120包括：脈沖控制電路120和開(kāi)關(guān)模塊。開(kāi)關(guān)模塊用于進(jìn)行導(dǎo)通或斷開(kāi)變壓器T1的原邊線圈aa’與參考電壓端之間的連接，以改變變壓器T1的原邊線圈aa’兩端的電壓。優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)模塊包括：第一觸點(diǎn)、第二觸點(diǎn)，第一觸點(diǎn)與變壓器T1的原邊線圈aa’的一端耦合，第二觸點(diǎn)與參考電壓端耦合。

另外，為了便于通過(guò)脈沖信號(hào)等具有高低電平的信號(hào)控制開(kāi)關(guān)模塊的第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)的通斷和閉合，該開(kāi)關(guān)模塊還包括控制端，該控制端用于接收輸入的脈沖信號(hào)，以控制第一觸點(diǎn)和第二觸電的導(dǎo)通和斷開(kāi)。

優(yōu)選地，開(kāi)關(guān)模塊可以為：場(chǎng)效應(yīng)管Q1。由于開(kāi)關(guān)模塊包括：第一觸點(diǎn)、第二觸點(diǎn)和控制端，從而場(chǎng)效應(yīng)管Q1柵極可以為控制端， 場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極可以為第一觸點(diǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極可以為第二觸點(diǎn)。

于本發(fā)明實(shí)施例中，脈沖控制電路120用于控制開(kāi)關(guān)模塊的通斷，從而通過(guò)脈沖控制電路120控制開(kāi)關(guān)模塊以一定頻率進(jìn)行通斷，便能夠?qū)⒄鳛V波電路112輸出的直流信號(hào)改變?yōu)槊}沖信號(hào)。變壓器T1的原邊線圈aa’輸入的脈沖信號(hào)能夠使變壓器T1的每個(gè)副邊線圈均通過(guò)電磁感應(yīng)而產(chǎn)生相同頻率的電壓信號(hào)?？蛇x的，電壓信號(hào)可以為降壓脈沖電壓，該降壓脈沖電壓可通過(guò)變壓器T1的副邊線圈輸出。

優(yōu)選地，脈沖控制電路120包括：控制芯片U1、第二二極管D2、第二電阻R2、第二電容C2和第三電容C3。

原邊線圈aa’的輸出端與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極耦合。場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極與控制芯片U1的輸出控制端(PWM-OUT)耦合，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極與第一副邊線圈bb’的一端耦合。由于場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極還與參考地端耦合，從而第一副邊線圈bb’的一端為參考地電位點(diǎn)。第一副邊線圈bb’的另一端與第二二極管D2的陽(yáng)極耦合,第二二極管D2的陰極與第二電阻R2的一端耦合。第二電阻R2的另一端與第二電容C2的一端耦合，第二電容C2的另一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q1源極耦合?？刂菩酒琔1的電源電壓端VDD與第二電阻R2的另一端耦合以提供控制芯片U1的工作電壓。控制芯片U1的輸出欠壓保護(hù)端BR與第二電容C2的另一端耦合。控制芯片U1的反饋電壓端FB與第三電容C3的一端耦合，第三電容C3的另一端與第二電容C2的另一端耦合。

通過(guò)變壓器T1的原邊線圈aa’與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極耦合，而控制芯片U1通過(guò)與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極耦合，從而控制芯片U1能夠控制場(chǎng)效應(yīng)管Q1的通斷?？刂菩酒琔1控制場(chǎng)效應(yīng)管Q1間隙性導(dǎo)通，從而整流濾波電路112輸出的直流信號(hào)被切斷為脈沖信號(hào)。原 邊線圈aa’通過(guò)脈沖信號(hào)能夠使原邊線圈aa’產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而能夠使第一副邊線圈bb’產(chǎn)生頻率與脈沖信號(hào)相同的第一降壓脈沖電壓。第一副邊線圈bb’輸出的第一降壓脈沖電壓通過(guò)第二二極管D2、第二電阻R2和第二電容C2組成的第一整流電路，將該第一降壓脈沖電壓整流為直流的第一降壓電壓。而第一降壓電壓通過(guò)輸入控制芯片U1的電源電壓端VDD以提供控制芯片U1的供電?？蛇x的，在本實(shí)施例中，由第二二極管D2、第二電阻R2和第二電容C2組成的第一整流電路可以為半波整流電路。

原邊線圈aa’通過(guò)脈沖信號(hào)能夠使原邊線圈aa’產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而能夠使第二副邊線圈cc’、第三副邊線圈dd’和第四副邊線圈ee’通過(guò)電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓?？蛇x的，本實(shí)施例中，變壓器T1將開(kāi)關(guān)電源100輸入的電壓信號(hào)降壓。因此，第二副邊線圈cc’能夠產(chǎn)生頻率與脈沖信號(hào)相同的第二降壓脈沖電壓，第三副邊線圈dd’能夠產(chǎn)生頻率與脈沖信號(hào)相同的第三降壓脈沖電壓，而第四副邊線圈ee’也能夠產(chǎn)生頻率與脈沖信號(hào)相同的第四降壓脈沖電壓。170

第三二極管D3的陽(yáng)極端和第三副邊線圈dd’的一端耦合，第三二極管D3的陰極端和第一穩(wěn)壓電路130的輸入端耦合。第二副邊線圈cc’產(chǎn)生的第二降壓脈沖電壓通過(guò)第三二極管D3整流為直流的第二降壓電壓，并輸入第一穩(wěn)壓電路130。第一穩(wěn)壓電路130包括：第四電容C4、第三電阻R3、第一三極管Q2、第一穩(wěn)壓二極管D1和第五電容C5。第四電容C4的一端和第三二極管D3的陰極端耦合，第四電容C4的另一端接地。第三電阻R3的一端分別與第三二極管D3的陰極端和第一三極管Q2的集電極耦合，第三電阻R3的另一端和第一三極管Q2的基極耦合，第一三極管Q2的發(fā)射極與第一遠(yuǎn)程抄表接口B耦合。第一穩(wěn)壓二極管D1的陽(yáng)極端接地，第一穩(wěn)壓二極管D1的陰極端與第一三極管Q2的基極耦合。第五電容C5的一端也與 第一遠(yuǎn)程抄表接口B耦合，第五電容C5的另一端接地。通過(guò)第三二極管D3整流后的第二降壓電壓輸入第一穩(wěn)壓電路130。通過(guò)第一穩(wěn)壓二極管D1的陰極端與第一三極管Q2的基極耦合，從而可以通過(guò)調(diào)整基極的放大倍數(shù)，以使輸入的第一降壓電壓在產(chǎn)生波動(dòng)情況下也能被穩(wěn)定到適配外部負(fù)載的額定值。通過(guò)第一穩(wěn)壓二極管D1分別與第三電阻R3還和第一三極管Q2的串聯(lián)，減小了第三電阻R3分壓所產(chǎn)生的功率，從而有效的提高了電路的輸出效率，使得第一遠(yuǎn)程抄表接口B擁有更好的帶載能力。

第三副邊線圈dd’包括：第一子副邊線圈dd’、第二子副邊線圈fd’和第三子副邊線圈gd’，第一子副邊線圈dd’、第二子副邊線圈fd’和第三子副邊線圈gd’依次耦合。第三副邊線圈dd’通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的第三降壓脈沖電壓包括：第一降壓脈沖子電壓、第二降壓脈沖子電壓和第三降壓脈沖子電壓。

第四二極管D4的陽(yáng)極端和第一子副邊線圈dd’的一端耦合，第四二極管D4的陰極端和第二穩(wěn)壓電路140的輸入端耦合。第一子副邊線圈dd’產(chǎn)生的第一降壓脈沖子電壓通過(guò)第四二極管D4整流為直流的第一降壓子電壓，并輸入第二穩(wěn)壓電路140。第二穩(wěn)壓電路140包括：第六電容C6、第四電阻R4、第二三極管Q3、第二穩(wěn)壓二極管D2和第七電容C7。第六電容C6的一端和第四二極管D4的陰極端耦合，第六電容C6的另一端接地。第四電阻R4的一端分別與第四二極管D4的陰極端和第二三極管Q3的集電極耦合，第四電阻R4的另一端和第二三極管Q3的基極耦合，第二三極管Q3的發(fā)射極與第二遠(yuǎn)程抄表接口C耦合。第二穩(wěn)壓二極管D2的陽(yáng)極端接地，第二穩(wěn)壓二極管D2的陰極端與第二三極管Q3的基極耦合。第七電容C7的一端也與第二遠(yuǎn)程抄表接口C耦合，第七電容C7的另一端接地。通過(guò)第四二極管D4整流后的第一降壓脈沖子電壓輸入第二穩(wěn)壓電路 140。通過(guò)第二穩(wěn)壓二極管D2的陰極端與第二三極管Q3的基極耦合，從而可以通過(guò)調(diào)整基極的放大倍數(shù)，以使輸入的第一降壓子電壓在產(chǎn)生波動(dòng)情況下也能被穩(wěn)定到適配外部負(fù)載的額定值。通過(guò)第二穩(wěn)壓二極管D2與第四電阻R4和第二三極管Q3的串聯(lián)，減小了第四電阻R4分壓所產(chǎn)生的功率，從而有效提高了電路輸出的效率，使得第二遠(yuǎn)程抄表接口C也具有更好的帶載能力。

作為一種方式，在本發(fā)明實(shí)施例中，由于第一遠(yuǎn)程抄表接口B耦合的負(fù)載和第二遠(yuǎn)程抄表接口C耦合的負(fù)載類(lèi)型相同，繼而第一穩(wěn)壓電路130和第二穩(wěn)壓電路140的電路結(jié)構(gòu)可以相同。

第五二極管D5的陽(yáng)極端和第二子副邊線圈fd’的一端耦合，第五二極管D5的陰極端和第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160的輸入端耦合，第八電容C8的兩端均與第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160的輸入端耦合。第二子副邊線圈fd’產(chǎn)生的第二降壓脈沖子電壓通過(guò)第五二極管D5整流為直流的第二降壓子電壓，第二降壓子電壓通過(guò)第八電容C8的濾波后輸入第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160。第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160通過(guò)其自身的穩(wěn)壓芯片對(duì)輸入的第二降壓子電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160自身的穩(wěn)壓芯片還具有保護(hù)作用，因而可以對(duì)電路形成保護(hù)。通過(guò)第一穩(wěn)壓保護(hù)電路160穩(wěn)壓后的第二降壓子電壓再次通過(guò)第九電容C9的濾波，從而通過(guò)第二通信接口D輸出到外部的負(fù)載。

第六二極管D6的陽(yáng)極端和第三子副邊線圈gd’的一端耦合，第六二極管D6的陰極端和第二穩(wěn)壓保護(hù)電路170的輸入端耦合，第十電容C10的兩端均與第二穩(wěn)壓保護(hù)電路170的輸入端耦合。第三子副邊線圈gd’產(chǎn)生的第三降壓脈沖子電壓通過(guò)第六二極管D6整流為直流的第三降壓子電壓，第三降壓子電壓通過(guò)第十電容C10的濾波后輸入第二穩(wěn)壓保護(hù)電路170。第二穩(wěn)壓保護(hù)電路170通過(guò)其自身的穩(wěn)壓芯片對(duì)輸入的第三降壓子電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。第二穩(wěn)壓保護(hù)電路 170自身的穩(wěn)壓芯片還具有保護(hù)作用，因而可以對(duì)電路形成保護(hù)。通過(guò)第二穩(wěn)壓保護(hù)電路170穩(wěn)壓后的第三降壓子電壓再次通過(guò)第十一電容C11的濾波，從而通過(guò)控制模塊接口E輸出到外部的負(fù)載?？梢岳斫獾?，控制接口即可以為控制模塊接口E。

在本實(shí)施例中，第四副邊線圈ee’也與變壓器T1的原邊線圈aa’耦合，進(jìn)而第四副邊線圈ee’通過(guò)電磁感應(yīng)能夠產(chǎn)生第四降壓脈沖電壓。第七二極管D7的陽(yáng)極端與第四副邊線圈ee’耦合，第七二極管D7的陰極端與第三穩(wěn)壓電路150的輸入端耦合，第十二電容C12的兩端均與第三穩(wěn)壓電路150的輸入端耦合。第四降壓脈沖電壓通過(guò)第七二極管D7的整流為直流的第四降壓電壓，第四降壓電壓通過(guò)和十二電容C12的濾波后，便能夠輸入第三穩(wěn)壓電路150。第三穩(wěn)壓電路150用于通過(guò)自身的穩(wěn)壓將輸入第四降壓電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。由于，第十三電容C13的兩端均與第三穩(wěn)壓電路150耦合，從而第三穩(wěn)壓電路150穩(wěn)壓后輸出的第四降壓電壓再次通過(guò)第十三電容C13的濾波，進(jìn)而通過(guò)第一通信接口F輸出到外部負(fù)載。

為保證電路工作時(shí)可調(diào)的穩(wěn)定性，開(kāi)關(guān)電源100包括：反饋電路180。反饋電路180包括：第三穩(wěn)壓二極管D3、第五電阻R5、第六電阻R6和第一光電耦合器OC1。第三穩(wěn)壓二極管D3的陰極端設(shè)有接口G，接口G與第四二極管D4的陰極端耦合，第三穩(wěn)壓二極管D3的陽(yáng)極端與第五電阻R5的一端耦合。第五電阻R5的另一端與第六電阻R6的一端耦合，第六電阻R6的另一端接地。第一光電耦合器OC1包括：第一發(fā)光二極管D1和第一光敏三極管Q1。第一發(fā)光二極管D1的陽(yáng)極端與第六電阻R6一端耦合，第一發(fā)光二極管D1的陰極端與第六電阻R6另一端耦合。第一光敏三極管Q1的集電極與第三電容的一端耦合，第一光敏三極管Q1的發(fā)射極與第三電容的另一端耦合。經(jīng)過(guò)第四二極管D4整流及第四電容C4濾波后的第一 降壓子電壓通過(guò)第三穩(wěn)壓二極管D3的穩(wěn)壓和第五電阻R5的分壓后輸入第一發(fā)光二極管D1。第一發(fā)光二極管D1通過(guò)發(fā)光將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，可選的，第一發(fā)光二極管D1可以為紅外發(fā)光二極管。第一光敏三極管Q1通過(guò)接收第一發(fā)光二極管D1發(fā)出的光信號(hào)，從而再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸入控制芯片U1的反饋電壓端FB。控制芯片U1根據(jù)反饋的電信號(hào)的大小便可控制場(chǎng)效應(yīng)管Q1的通斷時(shí)間，從而通過(guò)控制輸入原邊線圈aa’的脈沖信號(hào)頻率而控制原邊線圈aa’產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，進(jìn)而可分別控制第一副邊線圈bb’、第二副邊線圈cc’、第三副邊線圈dd’和第四副邊線圈ee’均達(dá)到穩(wěn)定的輸出。

在本發(fā)明實(shí)施例中，變壓器T1原邊線圈aa’和多個(gè)副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到了4KV，從而能夠通過(guò)變壓器T1實(shí)現(xiàn)外部電源和每個(gè)負(fù)載之間均達(dá)到了4KV電壓等級(jí)的電氣隔離。又由于副邊線圈為多個(gè)，每個(gè)副邊線圈均單獨(dú)與原邊線圈aa’耦合，且原邊線圈aa’和多個(gè)副邊線圈的絕緣材料都相同。從而，第一副邊線圈bb’、第二副邊線圈cc’、第三副邊線圈dd’和第四副邊線圈ee’相互之間也能夠達(dá)到4KV電壓等級(jí)的電氣隔離。每個(gè)副邊線圈所耦合的一路均與外部的負(fù)載耦合，從而每個(gè)負(fù)載相互之間也達(dá)到了4KV電壓等級(jí)的電氣隔離。

因此，在本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電源100中，開(kāi)關(guān)電源100能夠通過(guò)變壓器T1所設(shè)有的多個(gè)副邊線圈而實(shí)現(xiàn)負(fù)載與負(fù)載之間和負(fù)載與外部電源之間4KV的電氣隔離。

請(qǐng)參閱圖3，圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電氣隔離方法的流程圖。所述方法包括：步驟S100。

步驟S100：所述變壓器用于通過(guò)所述變壓器的所述原邊線圈和所述變壓器的多個(gè)所述副邊線圈的電磁效應(yīng)將所述外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為多個(gè)電壓信號(hào)，并將每個(gè)所述電壓信號(hào)輸出到負(fù)載，以使 所述外部電源與所述負(fù)載電氣隔離。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的方法的具體工作過(guò)程，可以參考前述裝置中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

請(qǐng)參閱圖4，圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供一種多表集抄通信裝置200的電路圖。上述的開(kāi)關(guān)電源100應(yīng)用于該多表集抄通信裝置200。多表集抄通信裝置200包括：開(kāi)關(guān)電源100、通信模塊和控制模塊210。通信模塊包括：第一通信模塊220、第一遠(yuǎn)程抄表模塊240、第二遠(yuǎn)程抄表模塊260和第二通信模塊280。

控制模塊210的一端與控制模塊接口E耦合，通過(guò)第一通信接口F輸出第三降壓子電壓，以提供控制模塊210的工作電壓。本實(shí)施例中，控制模塊接口E為第一通信接口。第一通信模塊220、第一遠(yuǎn)程抄表模塊240、第二遠(yuǎn)程抄表模塊260和第二通信模塊280均與控制模塊210耦合，從而通過(guò)控制模塊210便能夠分別對(duì)第一通信模塊220、第一遠(yuǎn)程抄表模塊240、第二遠(yuǎn)程抄表模塊260和第二通信模塊280形成有效的控制。

第一通信模塊220的一端與第一通信接口F耦合，通過(guò)第一通信接口F輸出第四降壓電壓，以提供第一通信模塊220的工作電壓。第一通信模塊220的另一端通過(guò)第一光耦裝置230與控制模塊210耦合。通過(guò)第一光耦裝置230的光電傳輸效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了第一通信模塊220與控制模塊210之間可形成數(shù)據(jù)交互的同時(shí)，第一通信模塊220與控制模塊210之間也實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，以保證第一通信模塊220運(yùn)行時(shí)的安全和穩(wěn)定。作為一種方式，第一通信模塊220能夠用于將電能信息進(jìn)行1200米以內(nèi)的近程傳輸，可選的，第一通信模塊220可以為RS-485通信模塊。在本實(shí)施例中，通過(guò)變壓器T1的電氣隔離，以使RS-485通信模塊與電網(wǎng)之間和RS-485通信模塊與多表集 抄通信裝置200中的其余模塊達(dá)到4KV電氣隔離。從而有效提高了人員通過(guò)RS-485通信模塊進(jìn)行操作和維護(hù)時(shí)的安全性。

第一遠(yuǎn)程抄表模塊240的一端與第一遠(yuǎn)程抄表接口B耦合，通過(guò)第一遠(yuǎn)程抄表接口B輸出第二降壓電壓，以提供第一遠(yuǎn)程抄表模塊240的工作電壓。第一遠(yuǎn)程抄表模塊240的另一端通過(guò)第二光耦裝置250與控制模塊210耦合。通過(guò)第二光耦裝置250的光電傳輸效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了第一遠(yuǎn)程抄表模塊240與控制模塊210之間可形成數(shù)據(jù)交互的同時(shí)，第一遠(yuǎn)程抄表模塊240與控制模塊210之間也實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，以保證第一遠(yuǎn)程抄表模塊240運(yùn)行時(shí)的安全和穩(wěn)定。作為一種方式，第一遠(yuǎn)程抄表模塊240能夠用于將水能、氣能和熱能信息進(jìn)行集抄并傳輸，可選的，第一遠(yuǎn)程抄表模塊240可以為第一Mbus通信模塊。在本實(shí)施例中，通過(guò)變壓器T1的電氣隔離，以使第一Mbus通信模塊與電網(wǎng)之間和第一Mbus通信模塊與多表集抄通信裝置200中的其余模塊達(dá)到4KV電氣隔離。

在本實(shí)施例中，第二遠(yuǎn)程抄表模塊260的一端與第二遠(yuǎn)程抄表接口C耦合，通過(guò)第二遠(yuǎn)程抄表接口C輸出第一降壓子電壓，以提供第二遠(yuǎn)程抄表模塊260的工作電壓。第二遠(yuǎn)程抄表模塊260的另一端與控制模塊210耦合。從而實(shí)現(xiàn)了第二遠(yuǎn)程抄表模塊260與控制模塊210之間可形成數(shù)據(jù)交互。作為一種方式，第二遠(yuǎn)程抄表模塊260能夠用于將水能、氣能和熱能信息進(jìn)行集抄并傳輸，可選的，第二遠(yuǎn)程抄表模塊260可以為第二Mbus通信模塊。在本實(shí)施例中，通過(guò)變壓器T1的電氣隔離，以使第二Mbus通信模塊與電網(wǎng)之間達(dá)到4KV電氣隔離。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，兩路Mbus通信模塊為相同的電路結(jié)構(gòu)。兩路Mbus通信模塊分別和變壓器T1耦合后，當(dāng)其中一路Mbus通信模塊出現(xiàn)故障時(shí)，并不會(huì)影響另一路Mbus通信模塊的正 常工作，從而有效提高了多表集抄通信裝置200工作的穩(wěn)定性。

第二通信模塊280與第二通信接口D耦合，通過(guò)第二通信接口D輸出第二降壓子電壓，以提供第二通信模塊280的工作電壓。第二通信模塊280的另一端與控制模塊210耦合。實(shí)現(xiàn)了第二通信模塊280與控制模塊210之間可形成數(shù)據(jù)交互。第二通信模塊280能夠用于將電能信息集抄后通過(guò)無(wú)線或載波的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，從而能夠以與第一通信模塊220不同的傳輸方式和第一通信模塊220形成數(shù)據(jù)傳輸上的配合，進(jìn)而有效提高了多表集抄通信裝置200工作的穩(wěn)定性和可靠性。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)電壓及應(yīng)用該開(kāi)關(guān)電源100的多表集抄通信裝置200，通過(guò)外部電源與變壓器T1的原邊線圈耦合，變壓器T1的副邊線圈為多個(gè)，而變壓器T1的每個(gè)副邊線圈均與外部的負(fù)載耦合。

變壓器T1用于通過(guò)變壓器的原邊線圈和變壓器的副邊線圈的電磁效應(yīng)進(jìn)行傳輸，將外部電源的輸入電壓調(diào)節(jié)為多個(gè)電壓信號(hào)，并將每個(gè)電壓信號(hào)均輸出到負(fù)載。以使變壓器T1的原邊線圈和變壓器T1的副邊線圈承受電壓的同時(shí)，外部電源和負(fù)載之間電氣隔離。

由于變壓器T1耦合在多表集抄通信裝置200中變壓器T1的原邊線圈和變壓器T1的副邊線圈設(shè)有的絕緣材料能夠保證變壓器T1的原邊線圈和變壓器T1的副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到4KV，即實(shí)現(xiàn)了外部電源和多表集抄通信裝置200中的負(fù)載之間4KV的電氣隔離。

又由于變壓器T1的多個(gè)副邊線圈中，每個(gè)副邊線圈之間設(shè)有的絕緣材料能夠保證副邊線圈與副邊線圈之間的絕緣強(qiáng)度達(dá)到4KV，即實(shí)現(xiàn)了副邊線圈和副邊線圈之間4KV的電氣隔離。每個(gè)副邊線圈均與多表集抄通信裝置200中的一個(gè)負(fù)載耦合，進(jìn)而也實(shí)現(xiàn)了多表集 抄通信裝置200中的負(fù)載與負(fù)載之間4KV的電氣隔離。

由于多個(gè)副邊線圈中每個(gè)副邊線圈均與多表集抄通信裝置200中的負(fù)載耦合，從而實(shí)現(xiàn)外部的輸入電源和多表集抄通信裝置200之間與多表集抄通信裝置200中各負(fù)載之間4KV電壓等級(jí)的電氣隔離，進(jìn)而通過(guò)電氣隔離大幅的提高了多表集抄通信裝置200運(yùn)行時(shí)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。