单端电源电路设计分析论文

摘要：本文在对整流滤波电路和逆变电路的分析中，选取了多种电路进行分析，通过参数对比、性能对比，以及根据小功率UPS应用中的实际要求，从中选择出较为合适的电路，例如在对整流滤波电路的选择中，详细对比了单相桥式整流滤波电路和单相全波整流滤波电路，并给出了选择单相桥式整流滤波电路的原因。以下是小编精心整理的《单端电源电路设计分析论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

单端电源电路设计分析论文 篇1：

弱电系统工程中远程管理电源的实现

摘  要：针对电源的远程监测及控制，提出了基于TCP/IP协议的远程电源管理方法。叙述了远程管理电源的系统硬件、软件设计。提出了由STM32F103 32位ARM微控制器为主控，W5500以太网控制器为通讯单元，有源以太网为控制电源。提出了利用TCP/IP协议方式进行信息的远程传输，构建远程管理系统的Internet接口，利用网络实现电源的远程监测及控制。

关键词：STM32F103;W5500;CH340;POE供电;TPS23753;TCP/IP协议;远程管理电源

0  引  言

弱电系统工程又称智能建筑工程，主要指通讯自动化（CA），楼宇自动化（BA），办公自动化（OA），消防自动化（FA）和保安自动化（SA），简称“5A”。在弱电系统工程中，需要使用大量直流24 V、12 V等集中供电电源，这些传统的集中供电电源并没有远程管理功能，要检查电源是否正常工作，需要维护人员亲自到现场检测。弱电系统工程中，有些正在正常使用的设备比如摄像机、门禁读卡机、门禁控制器等可能需要进行复位重新启动，此时，也只能依靠维护人员到现場对该设备进行手动复位。如果给这些集中供电电源增添远程管理功能，则可以实现电源的远程监测，也可以对远程电源实行开/关控制，从而让设备断电/上电重新启动，实现了设备复位功能的远程控制。电源添加了远程管理功能后，既减少了维护人员的工作量，又提高了弱电系统工程设备维护的效率。

1  总体方案设计

本设计采用TCP/IP协议传输数据。TCP/IP协议是可以在多个不同网络间传输数据的协议簇，不需要依赖特定的硬件或者操作系统，具有开放的协议标准，就算在不使用Internet的情况下，应用TCP/IP协议也可以使硬件和软件的结合变得较为容易。

现今弱电系统工程中所使用的传统式集中供电电源，技术成熟，质量稳定。本设计基于广州市康讯动力科技有限公司生产的12 V 20 A集中供电电源为基础，在原电源电路上加上基于TCP/IP协议的远程管理功能模块。模块采用有源以太网（Power Over Ethernet，POE）供电方式，无须额外提供电源。系统结构设计如图1所示。

如图1所示，数据通过RJ45网络接口，经过W5500以太网控制器处理，送到STM32F103 MCU（下文MCU均代表型号为STM32F103的微控制器）。220 V市电输入主电源电路，变成输出12 V20 A的直流电源。主电源电路与MCU连接，实现远程开/关控制及电流电压检测。POE交换机输出的直流电源，通过RJ45网络接口，进入POE电源转换器，转换成MCU及W5500以太网控制器需要的5 V、3.3 V电源电压。

2  系统设计分析

2.1  硬件设计

2.1.1  主电源部分

主电源部分为220 V市电输入，输出电压12 V，电流20 A的开关电源电路，主电源驱动采用成熟的TL494电源管理芯片，电源变换器使用半桥拓扑结构。

2.1.2  主电源电流与电压采集

电流检测使用了Allegro公司一种基于霍尔效应的线性电流传感器IC芯片ACS712，ACS712具有2.1 kV RMS电压隔离和低电阻电流导体的全集成。Allegro的ACS712可以为工业，商业和通信系统中的AC或DC电流感应提供经济、精确的解决方案[1]，特别适合要求电气隔离的电流采样方式。电流、电压检测原理图如图2所示。

如图2所示，12 V正电压经U1的1、2脚输入，从U1的3、4脚输出，U1检测到的电流信号Iv送到MCU电流检测输入端。输出的电压12V+o经过R4、R5分压，得到1/10的比例电压Vf，送到MCU电压检测输入端。

2.1.3  主电源开/关控制

主电源的开/关可以通过MCU、W5500以太网控制器实现远程控制，其控制原理图如图3所示。

如图3所示，主电源正常工作为开时，12V+o的输出电压通过R7提供给Q1基极偏置电流，Q1导通，E3两端电压为0 V，TL494第4脚DTC的死区电压为0 V，TL494驱动输出为开启状态。当MCU收到W5500以太网控制器的远程关电源信号时，MCU电源控制脚驱动U2光耦导通，R7提供给Q1基极偏置电流为0 V，Q1截止TL494第14脚的5 V基准电压Vref通过R6给E3充电，当E3充满电后，电压通过D2加到TL494第4脚，TL494第4脚有死区电压时，TL494驱动封锁，输出为关闭状态，主电源停止工作。图3的电路除了具备开/关机功能，还可以实现主电源开/关的软启动和输出短路保护功能。

2.2  TCP/IP协议网络控制部分

以STM32F103 32位ARM微控制器做主控，W5500以太网控制器做网络通信单元，网络控制电源使用POE有源器件控制器TPS23753芯片。

2.2.1  主控电路

TCP/IP协议处理的数据量比较大，需要使用高速、容量大的微控制器为主控。STM32F103xx集成了以72 MHz频率运行的高性能ARM Cortex-M3 32位RISC内核，高速嵌入式存储器（闪存存储器最高128 kB，SRAM最高20 kB）[2]。芯片集成定时器Timer，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART等多种外设功能，时钟频率达到72 MHz，为同类产品中性能最高。内部包含大容量只读程序存储器，具有丰富的引脚结构以及在线系统编程（ISP）功能，可以满足本设计的需要，故选用STM32F103微控制器为该系统的主控制电路。系统的主控制电路如图4所示。

为方便该系统与电脑连接，实现编程及调试，使用USB接口CH340G芯片。电路原理参看图4中U7 CH340G USB接口芯片部分。

2.2.2  以太网控制器

W5500芯片是硬连线的TCP/IP嵌入式以太网控制器，可使用串行外围接口（SPI）为嵌入式系统提供更便捷的Internet连接。使用单个芯片实现TCP/IP堆栈，10/100 Mbps以太网MAC和PHY，最适合需要高稳定性互联网连接的用户。W5500使用32 kB内部缓冲区作为其数据通信存储器，用户可以通过使用简单的套接字程序而不用处理复杂的以太网控制器来实现所需的以太网应用程序。提供SPI（串行外设接口）以便与MCU轻松集成。W5500的SPI支持80 MHz速度和新的高效SPI协议[3]，因此用户可以实现高速网络通信。以太网控制原理图如图5所示。

2.2.3  以太網控制电路的电源

以太网控制电路的电源，使用POE供电方式。POE供电是一种可以在以太网中透过双绞线来传输电力与数据到设备上的技术。POE供电能借以太网获得供电，无需额外的电源插座，能省去配置电源线，使成本相对降低。POE不需要更改以太网的缆线架构即可运作，采用POE系统既节省成本易于布线安装又能够实现远程通电、断电的功能[4]。

本设计的电源属于受电端设备PD，PD的核心部分为电源管理芯片，采用TI的芯片TPS23753，该芯片技术成熟，性能稳定。POE电源模块原理图如图6所示。

2.3  软件程序设计

本设计采用TCP/IP协议实现对数据的传输。TCP/IP协议划分为应用层、传输层、网络层、链路层的4层模型结构。TCP/IP模型及协议[5]，如表1所示。

为节省资源，提高运行速度和效率，本设计采用UDP方式传输。W5500以太网控制器已经集成了TCP/IP协议栈，只需要选择UDP工作方式即可，不需要对其编程，因此，只需要对MCU编写程序。

设备启动，MCU给W5500加载网络参数，选择工作方式，W5500完成初始化后，等待网络数据，收到远程网络请求时，请求MCU接收数据，MCU发出许可指令后，W5500把数据发给MCU，MCU将收到的数据作指令解释，执行指令，MCU将主电源电压、电流值采集，按格式打包数据送至W5500，由W5500通过网络发送给远端请求的设备（电脑）。如果MCU收到的是开启/关闭主电源的指令，通过图4中的主电源远程开/关控制接口，控制主电源的开/关状态。

3  电路板设计及调试

为了在弱电系统工程中方便安装工作，将整个电源设计成导轨安装方式，分两块电路板，上下层结构，嵌装在一个带导轨支架的铝质外壳内。经过优化布线设计的PCB电路板如图7所示。

如图7所示，图7（a）为主电源板，包含有TL494电源驱动，高频变换器，半桥拓扑结构。图7（b）中电路板由以太网控制部分、主电源的市电输入EMI滤波部分、直流12 V输出滤波部分构成。以太网控制部分有RJ45网络接口，USB编程接口，方便在线编程调试。在Keil编译器上使用C语言进行编程，通过USB编程接口，将程序写到MCU中。使用通用的TCP/IP调试工具，可以实现调试、设置及远程操作。

4  结  论

本文对基于TCP/IP协议远程管理电源的实现进行了分析，利用STM32F103微控制器为主控，基于TCP/IP协议进行数据传输，采用POE网络供电方式，实现了电源的远程管理，并对外观、电路板设计进行了描述。该系统有效降低了弱电工程维护人员的工作量，提高相应设备维护的效率，具有良好的实用价值。

参考文献：

[1] Allegro. ACS712 DATASHEET [EB/OL].（2020-01-30）.https：//www.allegromicro.com/en/products/sense/current-sensor-ics/zero-to-fifty-amp-integrated-conductor-sensor-ics/acs712.

[2] STMicroelectronics.STM32F103C8数据手册 [EB/OL].（2015-08-21）.https：//www.st.com/content/st_com/zh/products/microcontrollers-microprocessors/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32-mainstream-mcus/stm32f1-series/stm32f103/stm32f103c8.html.

[3] WIZnet. W5500 Datasheet v1.0.9-English [EB/OL].（2019-05-22）.http：//wizwiki.net/wiki/doku.php？id=products：w5500：datasheet.

[4] 维基百科.以太网供电 [EB/OL].（2018-12-18）.https：//zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E7%BD% 91%E4%BE%9B%E7%94%B5.

[5] 陈欣.基于TCP/IP协议的通信电源监控系统的研发 [J].电源技术，2015，39（8）：1760-1761.

作者简介：刘木泉（1968—），男，汉族，广东肇庆人，研发部工程师，研究方向：电子电源、自动化控制。

作者：刘木泉

单端电源电路设计分析论文 篇2：

小功率UPS电源的设计与制作

摘 要：本文在对整流滤波电路和逆变电路的分析中，选取了多种电路进行分析，通过参数对比、性能对比，以及根据小功率UPS应用中的实际要求，从中选择出较为合适的电路，例如在对整流滤波电路的选择中，详细对比了单相桥式整流滤波电路和单相全波整流滤波电路，并给出了选择单相桥式整流滤波电路的原因。

关键词：UPS；结构设计；供电系统

UPS电源已从上世纪60年代的旋转发电机发展至今天的具有智能化程度的静止式全电子化电路，并且还在继续发展。目前，UPS电源一般均指静止式UPS电源，按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类，按照UPS电源功率的大小可分为大、中和小三个分区类别，其中小功率UPS电源系统定义为功率小于3kva的电源产品。

一、概述

UPS电源主要由主机及蓄电池、电池柜等组成，分为在线式、后备式及在线互动式等多种，根据频率分高频机和工频机，它在机器有电工作时，就将市电交流电整流，并储存在自己的电源中，一旦停止供电，它就能提供电源，使用电设备维持一段工作时间，保持时间可能是10分钟、半小时等，延时时间一般由蓄电池的容量决定。

在电网电压工作正常时，给负载供电如所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。

二、设计要求

主要研究小功率UPS的设计原理及简单设计，设计方案采用UPS后备式工作状态，对非严格要求的供电场所提供较为优质的不间断电源系统，防止突然断电而影响正常工作或是给机器造成损害，论文着重对UPS供电设计方案中的整流滤波电路部分、逆变电路部分、蓄电池部分进行介绍和分析，对该UPS小功率的供电系统进行简单的介绍，包括其功能、用途、工作方式等，根据已掌握的知识对小功率UPS供电系统的原理进行分析和简单设计，并且能满足非严格要求的供电场所不间断供电的要求，通过针对UPS的各不同工作方式进行比较分析，并根据设计要求进行方案设计，其电路主要参数：输入电压：单相 220V€？0%；输入频率：50Hz€？% ；输出电压：220V；输出频率：50Hz。

三、小功率UPS供电系统方案设计

（一）整流滤波电路部分

在UPS中，输入电路的第一个环节就是整流器/充电器，不过小功率的整流器和充电器是分开的，在对UPS进行设计分析时，非常有必要对整流滤波电路进行分析。

由于变化多端的市电输入后，首先由整流器进行加工，所以掌握整流器中电流的流向和一般计算方法，知道几种整流的区别及特点，对于正确使用UPS和判断故障是很重要的。

1、单相半波整流滤波电路

图3-1 单相半波整流滤波电路原理图

如图3-1所示为单相半波整流滤波电路原理图，由于整流器具有单向导通的特性，所以输入电压U1经二极管VD整流后就变成了单相脉动波U0 ，而输入的负半周被隔离掉。一般整流器后面都有电容滤波器，如图3-1所示中C将脉动波变成直流波Uc。

2、单相全波整流滤波电路

图3-2 单相全波整流电路原理图及整流波形图

单相半波整流电路一般都用于小功率的情况，当功率稍微增大时必须用全波整流。如图3-2所示为单相全波整流电路原理图及整流波形图，不难看出，这是两个单相半波整流器的组合，电路前增加变压器，目的是为了使次级电压可以根据设计的要求随意变换。

3、单相桥式整流滤波电路

单相桥式整流滤波电路原理图，这种整流工作方式和前两者不同，前两者的工作过程中电流在每半波只流过一只整流二级管，而这种工作方式下每半波的电流流过两只整流二极管。

综合讨论上述三种整流滤波电路，均非常简单，但是各有特点。全波整流虽然只用了两只二极管，但是却多用了一组变压器绕组，且要求二极管反向耐压值为输入电压峰值的二倍，单相桥式整流电路虽然多用了两只二极管，却少用了一组变压器绕组，对二极管反向耐压的要求也低了一半，因此，虽然后两种电路都是输出全波，但综合各自优缺点，最终选用单相桥式整流滤波电路。

（二）开关电源部分

在电网电压工作正常时，给负载供电如所示，而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。

开关电源原理，额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70%的额定功率。储能电池容量的选取当负载功率确定后主要取决其后备时间的长短，这个时间因各企业情况不同而不同，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。UPS电源系统在检测到电网电压中断后，可自行启动供电，且随着储能电池慢慢放电，储能电池的容量随着时间会逐渐降低，考虑到寿命终止时储能电池容量下降到50%并留有一定的余量，UPS电源系统的工作时间当储能电池满容量时为2小时，半容量为1小时。

（三）逆变电路部分

在逆变器中，完成直流变交流的电能前向主通道为逆变主电路，它主要由功率开关元件，变压器及电解电容等构成，通过控制功率开关元件有规律的通和断，使电流按预期的途径流通而实现直流到交流的变换。

单相半桥式逆变电路是由直流电源E、分压电容器C1和C2、功率开关器件VT1、VT2和输出变压器T等所组成，工作原理：在说明半桥式逆变电路的工作原理之前，要明确的是电路中的分压电容器C1与C2的容量相等，即C1= C2，同时，假设电容器的容量足够大以至于在电路工作过程中C1和C2两端电压几乎不变，即此时有UC1= UC2=E/2。下面说明电路的工作原理。

首先，令UG1>0，UG2<0，VT1导通，VT2截止。期间，C1放电，其路径为C1+→VT1→变压器初级绕组→C1-，电容器C2充电，其路径为E+→VT1→变压器初级绕组→C2→E-，前面已经假定，在UC1和UC2均不变的前提条件下，变压器的初级两端电压U12=UC1= E/2。

在VT1关断而VT2未导通前这段时间，电路中"1"端和"2"端间的等效串联电感通过VD2向电容C2释放能量。

在接下来的时刻，UG2>0，UG1<0，于是VT2导通，VT1截止。期间，电容器C1充电，其路径为E+→C1→变压器初级绕组→VT2→E-，电容器C2放电，其路径为C2+→变压器初级绕组→VT2→C2-。

在VT2关断而VT1未导通前这段时间，电路中"1"端和"2"端间的等效串联电感通过VD1向电容C1释放能量。

通过对单相推挽式逆变电路的分析可知，若在直流电压E和输出功率相同的条件下，该电路与全桥式逆变电路相比较，虽然少用了两个功率开关器件，但是所用的器件的耐压值却要高一倍，而且变压器的初级要有中心抽头，这给变压器的制作增加了难度。但是由于小型UPS中的蓄电池组电压较低，功率开关器件耐压值就算取4倍的直流电压值也不过几百伏，加上推挽式逆变电路的变压器初级回路只有两个功率开关管，因而其功率开关管的导通损耗比全桥电路的少，所以在小功率UPS供电系统中逆变电路部分选择使用单相推挽式逆变电路。

（四）充电电路部分

在介绍蓄电池充电电路之前，先介绍蓄电池的充电电压、充电电流、充电方式。

1、充电电压

由于UPS蓄电池属于备用工作方式，在市电正常的情况下处于充电状态，只有停电时才会放电，为延长电池的使用寿命，UPS的充电器一般采用恒压限流控制方式，蓄电池充满后即为浮充状态。

对于端电压为12V的蓄电池，正常的浮充电压在13.5～13.8V时，即认为是过压充电，严禁对蓄电池组过压充电，因为过压充电会造成蓄电池中的电解液所含的水被电解成氢气和氧气逸出，使电解液浓度增大，导致蓄电池寿命缩短甚至烧坏。

2、充电电流

蓄电池充放电电流一般以C来表示，C的实际值与蓄电池容量有关，充电电流过大或过小都会影响蓄电池的使用寿命。

理想的充电电流应采用分阶段定流充电的方式，即在充电初期采用较大的电流，充电一定时间后改为较小的电流，充电末期改用更小的电流。充电电流的设计值一般为0.1C，当充电电流超过0.3C时可认为是过流充电。过流充电会导致蓄电池极板弯曲，活性物质脱落，造成蓄电池供电容量下降，严重时会损害蓄电池。避免用快速充电器充电，否则会使蓄电池处于瞬间过流充电和瞬时过压充电状态，造成蓄电池可供使用电量下降，甚至损坏蓄电池。

3、充电方式

铅酸蓄电池放电产物是硫酸铅，若不及时转化掉，会使蓄电池处于充电不足状态，从而降低蓄电池放电容量和缩短蓄电池的使用寿命。因此必须使蓄电池处于充足电状态。一般采用恒压充电制，针对不同情况，可分为浮充充电和均衡充电两种充电方式。

下面对后备式UPS充电电路做简单介绍：为了简化电路、降低成本，后备式UPS通常采用恒压充电。恒压充电电路由降压变压器、整流桥模块、集成稳压电路组成。

后备式充电电路原理图，以24V恒压充电电路为例说明其工作原理。220V市电经降压变压器T后变为27V交流电压，该电压经整流桥及滤波电容C整流滤波后变为平滑的33V直流电压。该直流电压经三端可调集成稳压芯片LM373稳压后输出，通过调整可调电阻VR的大小可调整LM373的输出电压。

对于恒压充电电路，一定要合理调整其输出的充电电压。若充电电压过高，则充电初期的充电电流就会过大，容易损坏蓄电池，而充电电压过低，则充电后期的充电电流就会过小，造成充电不足，UPS后备工作时间就会达不到设计要求。对于24V蓄电池组，其放电终了电压为1.75€？2=21V，充电终了电压即浮充电压为2.25V€？2=27V，所以一般将充电电路的输出电压调整在27V左右，此时通过调整串联在充电器与蓄电池之间的限流电阻R0来限制充电初期的充电电流不超过0.2C，充电后期的充电电流接近0.05C。

图中二极管VD为保护二极管，其作用是防止当市电中断时，LM373的输出电容C反向放电而损坏LM373。

四、结语

UPS中常用的电路包括整流滤波电路、功率因素校正电路、锁相电路、充电电路、保护电路、显示电路等。在本仅介绍了小功率UPS中的几个主要电路，整流滤波电路，开关电源电路，逆变电路，充电电路，以及蓄电池部分。根据分析UPS的工作原理及过程，由于蓄电池充电为直流充电的缘故，可以得知，最主要的电路是逆变电路部分和整流滤波电路，在完成交流-直流-交流的变换过程中，整流滤波和逆变电路起着非常重要的作用，当然其它诸如保护电路、充电电路等，在对UPS的功能发挥以及工作运行过程中的完善有着必不可少的作用。

参考文献：

[1]段善旭，雄健，康勇.一种UPS的数字化锁相及旁路开关检测和切换控制技术[J].电工电能新技术，2004，（1）.

[2]Dipl-Ing，Wilheim Solter.A new international UPS classification by IEC 62040-3，IEE，2001.

作者简介：李凯，西安外事学院学生。

作者：李凯

单端电源电路设计分析论文 篇3：

电力采集终端时钟电池欠压自动对时研究

摘要：随着电力采集设备的广泛使用，电力采集系统通过电力采集终端采集台湾地区电表数据，从而能够对居民用户的电力进行日常监测，以获得 它通常配备一个时钟芯片，该芯片由一个时钟电池单独供电，以确保当前区域停电后时钟芯片的正常运行，但在容量、功率等方面存在差异。 在市场上不同的集线器制造商使用的时钟芯片之间。采矿设施现场多年运行后，由于低温、高温老化和恶劣的天气环境等因素，部分设备的时钟电池压力不足，导致终端时间误差，导致d故障台湾地区恢复供电后，采集器的时钟日期不正确，影响采集器表复制过程中数据冻结时的指示器判断。在此基础上，对电力采集终端时钟电池压力的自动比较进行了研究，以供参考。

关键词：电力采集终端;时钟电池欠压;自动对时

引言

随着智能电能表的全面复盖和采集，电子信息采集系统的功能应用不断深化，逐步突出了一些问题。据不完全统计，自2018年起，一家省级企业运输21 530 000台智能仪表，其中4 412 000台的时差超过1分钟，占19 %，2 748 000台的时差超过5分钟，占13 %。智能电表时钟紊乱会导致电价调整任务失败、pic周期切换延迟、用户电数据复制和远程读取失败等。这将严重影响企业执行国家电价政策、用户电耗信息统计、用户电价规模计算。

1用电信息采集系统结构组成

用电信息采集系统采用智能远程抄表方式，弥补了人工抄表的缺陷，同时减少了供电营业所的管理成本;另一方面，用电信息采集系统获取的实时、广域的用户用电采集数据能够为电网优质服务提供全面信息以及为用电负荷管理提供科学依据，这有利于开展节能降损工作、提高客户满意度和供电可靠性。用电信息采集系统主要由主站、通信网络、集中器和电能表四个部分组成，。采集系统主站是指通过信道对集中器中的信息进行采集、处理和管理的设备的总称，主要包括：（1）应用服务器，主要功能是管理采集系统的前置机和数据库，并且配备有配网智能化管理所需的数据接口;（2）数据服务器，包含一台主服务器和数台备份服务器，负责采集系统的数据保存和备份工作;（3）前置服务器，通常包含一台或多台服务器，承担着与采集系统进行通信的功能，并根据主站的需要抄收数据和发送相应的命令。通信网络可以分为上行通信（主站与集中器之间的通信）和下行通信（集中器与采集终端之间的通信）。上行通信方式主要有有线电话网通信、GSM/GPRS无线通信和光纤以太网通信等。下行通信方式主要有电力线载波通信、微功率无线组网通信、M-Bus总线通信和RS-485總线通信等。集中器是对采集终端数据进行收集、处理和存储的设备，并且具有和主站数据交换的功能。其主要性能有：路由管理、远程控制、参数设置、数据冻结、数据抄读和存储、自诊断、缺相或停电自动报警、重点用户管理等。电能表是安装在现场的计量设备，负责采集电力系统的原始用电信息。目前电能表的种类主要有：单相电能表、三相电能表、单三相预付费电能表、三相多功能电能表和网络电能表等。

2现状分析

智能电网利用先进技术，如信息和通信技术、控制技术和信息技术，协调不同利益攸关方在电力生产、网络运作、最终使用电力和电力市场的需求和职能。智能电网对整个电力系统的安全和有效运作至关重要，同时在应对气候变化、能源安全和国家工业现代化方面发挥着重要的战略作用。家用智能电网的管理分为电源端和用户端。关于电力供应，为了实现碳排放的发展目标，中国积极推动清洁能源的使用。此外，我们正在建设第三代变电站自动化系统——安全、可靠、共享、灵活、高效和智能的智能变电站，以满足电网安全稳定运行的基本要求，并满足新一代电力系统的发展需要在用户方面，我国智能仪表建设项目在规模、复盖面、数量等方面处于领先地位——世界领先地位。电力使用信息采集系统在电力使用监测、规模定价、负荷管理、线损分析、自动复制、电力使用验证、飞行分析、负荷预测等领域提供基本保障。通过收集和分析配电变压器和最终用户的用电数据。该区域的电力信息收集技术和复盖率是世界上最高的。截至2020年1月，电力收集区域的复盖率达到99.99%，智能仪表的复盖率达到99.98%，基本实现了全面复盖、全面收集和全面成本控制的目标。但是，该工具的智能支持不足以在现场实时处理等过程中收集电子信息为此，本文开发了一种基于Android平台的智能口袋操作系统，该系统不仅可以收集和分析配电变压器和最终用户的电气数据，还支持基于算法的配电网多源数据工作的实时监控和多维分析。

3智能电能表时钟问题及原因分析

在智能电表时钟电路的设计中，整体电网的供电电压略高于时钟电池。当电表外的电网正常工作时，电池不会向时钟芯片提供电力;如果断电或外部电路故障，时钟芯片将切换到电池电源。智能电表长期运行时，时钟电池容量会逐渐降低，输出电压也会降低。当电池电压低于电网供电电压时，如果台湾地区没有停电，时钟芯片将自动切换到电网供电。在对故障电表进行测试和时钟电路原理分析后，智能电表电表电表压力不足的主要原因如下：（1）部分智能电表电表电表有质量问题，不能满足设计寿命的要求;（2）部分电表制造商的时钟电源电路设计不完善，导致电池损耗增加;（3）电表工作场所的恶劣环境可能会加快时钟电池的损耗。

4电力采集终端时钟电池欠压自动对时研究

4.1时钟故障精准定位模型

基于压力的设备-时钟电池的压力在停电后无法正确地给时钟芯片供电，这是造成时钟混乱的根本原因。创建时钟故障精确定位模型，获取终端和电表电源故障事件，实现目标方向的时钟测量，准确定位时钟偏差设备，实现低性能盲同步策略向精度和运输采集终端和现场智能温度计均具有事件报告功能。停电时，采集终端可产生终端停机事件，电压表可产生电压表断电事件，利用终端和电压表传输到主站的事件优化主站同步策略，以便

4.2技术思考

（1）采集终端上行链路：通过主站心跳获取主站时钟，并根据主站时钟与站时钟的差值确定时钟是否有效——以及采集装置时钟的电池电压。如果终端时间与主站时间相差不大，则终端时间有效，无需准确时间;如果终端时间与主站时间之差超过既定阈值，且终端时钟电池电压正常，主站时钟与终端时钟无效，则应结合家庭表时钟的综合判断;如果终端时间与主站时间之间的时间差大于阈值，且终端时钟的电池电压已连接，则终端时钟无效。必须确定主站时钟相对于族表时钟是否有效。（2）采集终端下行链路：集中器从对账单中复制时钟数据，根据对账单时间和主站时间确定主站时间是否有效，最后用实际时间与采集终端时间匹配。如果终端时钟电池电压异常且计划生育时间有效，则必须选择用户计划时间进行比较。

结束语

总体介绍了电力采集系统常见时间匹配方法与时钟电池压力故障的问题。有效减少了设备现场维护工作量，大大提高了抄表效率和采集成功率，保障了采集系统正常运行。

参考文献

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作者：伍东