一种应用于电能表的限流电路及电能表的制作方法

本申请涉及电能表领域，特别是涉及一种应用于电能表的限流电路及电能表。

背景技术：

1、由于对产品可靠性要求的日益提高，电能表设计需要考虑对其包含的各个模块进行限流，以保证当模块出现短路类失效时，不会引起整个电能表的电源短路。若不进行相关设计，可能会导致电能表计量、通讯等核心功能的丧失，因此限流电路的可靠性对于电能表的设计来说至关重要。

2、当前针对电能表中各模块的限流的方案主要有：

3、方案1：电流电路选用集成限流芯片进行限流，散热效果受到封装限制往往较差，物料成本较高；

4、方案2：电流电路使用三极管限流，成本较低但由于三极管放大倍数范围极大，故限流阈值波动范围也极大。图1为一种使用三极管搭建的限流电路的电路图，如图1所示，r1作为基极限流电阻，调节r1的大小使得三极管vt1常态工作在饱和状态，三极管vt1基极和射极两端压降为vbe，基极电流ib=(vcc-power ctrl-vbe)/r1，vt1的放大倍数为hfe，集电极最大通流量ic(max)=hfe×ib，以此实现限流效果。该方案虽能使用较少的器件实现简单的实现限流功能，但由于三极管的放大倍数hfe的温度曲线受温度影响明显，且物料差异性较大，hfe(max)往往是hfe(min)的数倍以上，故而集电极电流ic的一致性无法得到保证。

5、由此可见，如何提供一种散热较好，成本较低且受温度影响较小的电流电路，是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种应用于电能表的限流电路及电能表，用于解决封装芯片散热差，三极管受温度影响较大的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种应用于电能表的限流电路，包括：三极管、pmos管、第一电阻；

3、所述三极管的发射极和所述第一电阻的第一端均与电源端连接，所述三极管的基极与所述第一电阻的第二端均与所述pmos管的源极连接，所述pmos管的栅极与所述三极管的集电极连接并接地，所述pmos管的漏极作为输出端与电能表中的待限流模块连接。

4、优选地，还包括设置于所述三极管的基极和所述pmos管的源极之间的第二电阻，所述第二电阻与所述三极管的基极连接，所述第二电阻的第二端与所述pmos管的源极连接。

5、优选地，还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述pmos管的栅极与所述三极管的集电极连接，所述第三电阻的第二端接地。

6、优选地，所述第一电阻的阻值根据流过所述第一电阻上的最大电流确定。

7、优选地，所述第一电阻的温漂系数低于温漂系数阈值。

8、优选地，所述三极管的共发射极电流放大系数低于共发射极电流放大系数阈值。

9、为解决上述技术问题，本申请还提供一种电能表，包括电能表本体，还包括上述所述的应用于电能表的限流电路。

10、本申请所提供的应用于电能表的限流电路，包括三极管、pmos管、第一电阻。三极管的发射极和第一电阻的第一端均与电源端连接，三极管的基极与第一电阻的第二端均与pmos管的源极连接，pmos管的栅极与三极管的集电极连接并接地，pmos管的漏极作为输出端与电能表中的待限流模块连接。在该电路中，当流过第一电阻的电流小于vbe/r1时，三极管关断，pmos管导通，各待限流模块正常工作，当流过第一电阻的电流大于vbe/r1时，三极管导通，pmos管关断，实现限流目的。在上述过程中，最大电流值只与三极管的基极和发射极之间的电压，以及第一电阻的阻值有关，而这两个参数的温度曲线较为平缓，所以该限流电路的整体性能较为稳定，受温度的影响较低，提高限流电路限流值一致性的效果。此外，这两个参数在器件的个体差异上也较为稳定。最后该电路使用较少的器件，成本较低，并且器件不需要封装，所以散热效果较好。

11、此外，本申请所提供的电能表，包括上述限流电路，同样具有上述效果。

技术特征：

1.一种应用于电能表的限流电路，其特征在于，包括：三极管、pmos管、第一电阻；

2.根据权利要求1所述的应用于电能表的限流电路，其特征在于，还包括设置于所述三极管的基极和所述pmos管的源极之间的第二电阻，所述第二电阻与所述三极管的基极连接，所述第二电阻的第二端与所述pmos管的源极连接。

3.根据权利要求1或2所述的应用于电能表的限流电路，其特征在于，还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述pmos管的栅极与所述三极管的集电极连接，所述第三电阻的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的应用于电能表的限流电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值根据流过所述第一电阻上的最大电流确定。

5.根据权利要求1所述的应用于电能表的限流电路，其特征在于，所述第一电阻的温漂系数低于温漂系数阈值。

6.根据权利要求1所述的应用于电能表的限流电路，其特征在于，所述三极管的共发射极电流放大系数低于共发射极电流放大系数阈值。

7.一种电能表，包括电能表本体，其特征在于，还包括权利要求1-6任意一项所述的应用于电能表的限流电路。

技术总结
本申请公开了一种应用于电能表的限流电路及电能表，三极管的发射极和第一电阻的第一端均与电源端连接，三极管的基极与第一电阻的第二端均与PMOS管的源极连接，PMOS管的栅极与三极管的集电极连接并接地。当流过第一电阻的电流小于Vbe/R1时，三极管关断，PMOS管导通，相反，三极管导通，PMOS管关断。最大电流值只与三极管的基极和发射极之间的电压，以及第一电阻的阻值有关，而这两个参数的温度曲线较为平缓，所以该限流电路的整体性能较为稳定，提高了限流电路限流值一致性的效果。此外，这两个参数在器件的个体差异上也较为稳定。最后该电路使用较少的器件，成本较低，并且器件不需要封装，所以散热效果较好。

技术研发人员：刁瑞朋,余晓萌,孙广鑫,刘祥波,咸日昭,朱新桅
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23