易的典型電路圖，包括波形實例。

繼電器驅(qū)動電路要求

圖1： 簡易繼電器驅(qū)動電路

如圖所示，雙線圈繼電器連接至兩個繼電器繞組中點的電源電壓軌。每個繞組由連接至繼電器線圈的開關(guān)進(jìn)行通電。兩個開關(guān)不能總是處于開啟狀態(tài)，否則會從電源電壓軌上取得過多電流，導(dǎo)致異常運行并會損壞繼電器。 另外，為了適應(yīng)繼電器接觸器在其固定位置(開/關(guān)位置)之間移動所需的相對較長時間，脈沖須比繼電器規(guī)格中規(guī)定的最小間隔長。為了防止繼電器繞組電勢飽和并避免線圈和驅(qū)動電子器件過熱，還需要限制驅(qū)動脈沖的最大長度。 控制信號還應(yīng)兼容于支持 CMOS 和 TTL 輸入電平的最新一代微處理器。

繼電器規(guī)格還定義了接觸器可靠運行所需的最大和最小工作電壓。接觸器的電壓要求視應(yīng)用而定，應(yīng)用受電表要求權(quán)衡驅(qū)動。 較低的電壓多用于成本較低、功率較低的應(yīng)用，這些應(yīng)用的電表和繼電器都比較小。較高的電壓多用于需要較大電流的場合，其中較大的接觸器需要更多的電力來進(jìn)行開關(guān)操作。 因此，驅(qū)動電流應(yīng)監(jiān)控繼電器偏壓，確保足夠的電平。 驅(qū)動電路還需要一個欠壓鎖定功能，便于在電路初始化過程中實現(xiàn)平滑啟動。

首選集成解決方案提供控制信號的輸入資格認(rèn)證、防止兩個繼電器線圈同時啟動、限制最大驅(qū)動脈沖間隔，并提供其他功能如偏壓監(jiān)控、驅(qū)動器使輸入和驅(qū)動器熱保護(hù)。 理想的電路能夠最大限度地減少組件數(shù)量和電路板空間，同時在驅(qū)動繼電器線圈時能夠提高系統(tǒng)可靠性和電路的抗噪聲能力。

電表電力系統(tǒng)和連接/斷連功能的實現(xiàn)

圖例顯示典型電表系統(tǒng)的框圖。 繼電器驅(qū)動電壓是所用特定繼電器的一個函數(shù)。 通常而言，開關(guān)電流越大的繼電器(接觸器越大)，所需的電壓就越高，以便傳輸足夠的電能實現(xiàn)足夠快的開關(guān)過程，從而最大限度地減少因開關(guān)過程中的電弧產(chǎn)生的接觸損耗。高電壓電源通常由電容提供，用來在應(yīng)用開關(guān)過程中(尤其是損失電力后出現(xiàn)的開關(guān))提供最大電力。電容須有一定的尺寸，以提供成功進(jìn)行開關(guān)操作所需的能量。電容充電電源可限流，通過延長開關(guān)電壓達(dá)到滿負(fù)荷的時間來降低電源成本。斷連開關(guān)在電表中不常出現(xiàn)。典型的開關(guān)設(shè)備，如壓縮機，在長時間的運行中需要極少的關(guān)閉時間。較長的再充電時間能夠降低電源成本和應(yīng)力，而且不會影響性能。

圖2： 典型電表系統(tǒng)的框圖

通信、控制和測量功能通常通過低電壓(3 至 5 伏)電路(如微控制器和通信電路)實現(xiàn)。各種各樣的通信技術(shù)聚焦于特定的市場需求和地理限制。大多數(shù)應(yīng)用具有突發(fā)配置，其中功耗的順序為 5 W 傳輸 100 毫秒，然后在下一次傳輸前有一秒(或更多)的延時。另外，損失電力后(上報電力損耗時的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài))的傳輸最好確保距離上次傳輸?shù)臅r間間隔高達(dá) 10 分鐘。如果包含一個 DC-DC 級實現(xiàn)高壓電容的有效低壓轉(zhuǎn)換，上述實現(xiàn)斷連功能的維持電容同樣適用于通信電路。 如果大小合適，維持電容現(xiàn)在可以同時實現(xiàn)傳輸和斷連功能。

對于限流、脫機開關(guān)電源而言，帶有集成 MOSFET(如 FSEZ1317WA )的初級側(cè)調(diào)節(jié)反激式控制器實現(xiàn)了一個功能豐富且經(jīng)濟(jì)實用的解決方案。

DC-DC 模塊可以通過使用最少組件數(shù)量的高性能解決方案，如 FAN8303(一個帶有集成開關(guān)的降壓調(diào)節(jié)器)來實現(xiàn)。

最后，通過最近引入的 FAN3240 和 FAN3241 智能雙線圈繼電器驅(qū)動器，可以輕松實現(xiàn)滿足本文所定義要求的連接/斷連驅(qū)動。

何時需要隔離

有時，需要進(jìn)行隔離，比如有線通信或不同相位的多個電路在同一點進(jìn)行控制的情況下。帶有內(nèi)置偏壓電源的繼電器驅(qū)動器(如 FAN3240 和 FAN3241)對于減少組件數(shù)量、降低成本以和簡化電路都非常有益，如下所示。

圖3：帶有內(nèi)置偏壓電源的繼電器驅(qū)動器

結(jié)論

對上述解決方案的各種變更可應(yīng)用于其它智能電表電力要求，以及各種特定應(yīng)用的分布式連接/斷連功能。隨著智能電網(wǎng)功能復(fù)雜度不斷增加，亦會出現(xiàn)實現(xiàn)電源管理新功能的嶄新機會。