新一代智能型电能计量，三相四线智能电表的电源解决方案
1、引言
传统的三相四线制智能电表，为解决高压输入及四线制的供电要求，采用3PCS工频变压器进行电压变换，再通过整流及滤波电路实现直流电压的输出,这种方案的优势是成本低，缺点是体积大。同时不同国家、不同区域，三相四线智能电表的工作电压存在很大的区别。目前一些国家（如中国、俄罗斯）实际供电电压达到380VAC、而有的国家（如美国）则达到了480VAC。如果把如此高的供电电压通过线-线直接接入85-264VAC输入的AC/DC电源中，则电源将出现过压损坏等情况。因此，85-264VAC输入的常规电源已经不能满足此应用需求。
2、三相智能电表电源方案
微功率三相四线制电力专用电源LS03-16BxxSS或LD03-16BxxSS系列能够解决工频变压器的体积大、设计复杂、输入电压高等问题。下面为三相智能电表的电源解决方案。
图一 三相四线制智能电表方案框图
图（一）为三相四线智能电表功能框图，主要由EMC防护、电源模块、网络模块、人机交互模块、高速数据处理器、实时时钟、数据接口及采集模块等组成。该方案推荐选用LS03-16BxxSS（或LD03-16BxxSS）系列开关电源。此电源输入电压为90-528VAC，可从前端三相输入中的任何相电压或线电压中直接取电，而不因过压导致模块损坏。经过LS03-16BxxSS转换为隔离的DC电源，再经过LDO的转换给系统的其他功能模块供电。考虑到智能电表需向外部接口提供信息和进行数据交换，为使信号传输稳定可靠，建议选择带集成隔离电源的通信模块，能有效抑制电磁干扰和消除地环路影响。
3、LS03-16BxxSS系列模块电源简介
LS03-16BxxSS 系列是小体积开关模块电源。该系列电源具有全球输入电压范围、交直流两用、低功耗、高效率、高可靠性、安全隔离等优点。同时，该系列电源也满足国际UL60950/EN60950 标准。能够广泛适用于工控和电力仪器仪表等对体积要求苛刻、输入电压要求宽、需要满足UL/CE 认证并对EMC 要求不高的场合。
产品特点：
● 超宽输入电压：90~ 528VAC
● 交直流两用（同一端子输入电压）
● 4000VAC 高隔离电压
● 小体积、高功率密度
● 输出短路、过流保护功能
● 工业级工作温度范围：-40℃～+85℃
● 符合UL60950/EN60950 认证标准
4、LD03-16Bxx系列模块电源简介
针对宽电压输入微功率三相四线制电源，为满足不同环境应用需求，不仅提供小体积、高功率密度、经济型的SIP封装，而且还提供内置EMC防护滤波电路的DIP封装LD03-16Bxx，此产品在环境不是很恶劣的情况下，无需增加任何EMC器件即可满足IEC 61000-6-3、IEC 61000-6-1标准要求，为客户系统设计提供便利。
产品特点：
● 超宽输入电压：90~ 528VAC/100~745VDC
● 交直流两用（同一端子输入电压）
● 3000VAC 高隔离电压
● 小体积、高功率密度
● 产品裸机即可以满足IEC 61000-6-1、IEC 61000-6-3 EMC标准要求
5、LO10-26D0512-04三相四线制电力仪表专用电源介绍
仪表接入电网的方式有两种，直接接入或经电压互感器接入。如果是经电压互感器接入，根据IEC 62052-11：2003标准要求，输入电压会低至60V。为满足智能电表更低输入电压和电力行业单相或三相输入的要求，推出专为电力仪表三相四线制设计的超宽输入电压范围的开关电源。
LO10-26D0512-04可在65-460VAC 或90-650VDC 超宽输入电压下工作，符合额定电压380/220VAC(三相四线)、任接2 根线工作的供电要求。当供电系统发生故障导致输入过压时，电源会自动关机，从而保障电源及终端不受损。
产品特点：
● 三相四线超宽输入: 65~460VAC/90~650VDC
● 接入三相四线供电系统任意两线，电源正常工作
● 传导/辐射：CLASS B
● 群脉冲/浪涌：四级
● 具有输出短路、过流和输入过压关断保护功能
● 高效率、高可靠性，低纹波噪声、低待机功耗
● 采用长寿命低阻抗电解电容
6、应用注意事项
LS03-16BxxSS系列电源，如果需应用在电磁环境比较恶劣的场合中，为使产品工作稳定且不被电磁干扰轻易损坏，建议在电源输入端口增加相应的EMC外围电路，以满足一定指标的电磁兼容性能，如图（二）所示为推荐电路供参考：
图二 LS03-16BxxSS EMC外围推荐电路
注：具体元器件选型参数请参考LS03-16BxxSS技术手册。
7、总 结
随着智能电表在全球各地广泛普及，其不仅要求开关电源具有小体积、高可靠性等，更要求开关电源能够同时兼容多种输入电压。