瑞薩電子Renesas推出的AS044-EMTRPSPOC1Z是一款專(zhuān)為智能電能表設(shè)計(jì)的10W隔離式多通道AC/DC反激電源參考設(shè)計(jì)，具備高輸入耐壓、抗磁篡改、電容保護(hù)等特性，適用于單相電能表在復(fù)雜電磁環(huán)境下的穩(wěn)定供電需求。Renesas代理商-中芯巨能為您介紹該參考設(shè)計(jì)：功能亮點(diǎn)、關(guān)鍵芯片及電路設(shè)計(jì)圖。

核心設(shè)計(jì)目標(biāo)與功能亮點(diǎn)

該電源系統(tǒng)采用鐵粉磁芯變壓器，通過(guò)IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.5T磁篡改測(cè)試，有效防止外部磁場(chǎng)干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)異常或計(jì)量失準(zhǔn)。主控芯片RAA223181集成900V雪崩MOSFET，支持高達(dá)450V AC輸入電壓，適用于高壓環(huán)境下對(duì)可靠性和安全性要求較高的智能電表應(yīng)用。

系統(tǒng)輸出采用雙路隔離結(jié)構(gòu)，主輸出與輔助輸出之間具備4kV電氣隔離，確保信號(hào)與電源安全分離。此外，設(shè)計(jì)中引入“CapSaver?”技術(shù)，通過(guò)MOSFET替代傳統(tǒng)高壓電解電容，減少BOM成本并提升整體系統(tǒng)穩(wěn)定性。

系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵器件解析

橋式整流與濾波模塊

輸入端采用DF10S橋式整流器將交流輸入轉(zhuǎn)換為直流，并配合共模電感、X電容和金屬氧化物壓敏電阻（MOV）構(gòu)建EMI抑制與浪涌保護(hù)電路。其中510V MOV可有效吸收瞬態(tài)高壓沖擊，LC濾波進(jìn)一步抑制高頻噪聲，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

CapSaver?電容節(jié)省機(jī)制

傳統(tǒng)方案中需使用兩個(gè)串聯(lián)的450V電解電容以應(yīng)對(duì)過(guò)壓事件，而AS044設(shè)計(jì)通過(guò)一個(gè)500V、10Ω MOSFET（RJK6035DPP-A0）替代其中一個(gè)電容，僅保留一個(gè)22μF 450V電容即可實(shí)現(xiàn)相同保護(hù)效果，顯著降低物料成本并縮小PCB空間占用。

反激式變換器核心：RAA223181

作為主控IC，RAA223181內(nèi)置900V MOSFET，支持通用輸入范圍（85~450V AC），工作于斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM），開(kāi)關(guān)頻率固定為50kHz，并采用谷值開(kāi)通技術(shù)以降低開(kāi)關(guān)損耗和EMI輻射。其具備多重保護(hù)機(jī)制，包括：

同時(shí)滿(mǎn)足EN55022/CISPR 22 Class B傳導(dǎo)EMI限值，并通過(guò)IEC61000-4-5標(biāo)準(zhǔn)的4kV浪涌測(cè)試，適用于嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境。

過(guò)載保護(hù)（OLP）

輸出短路保護(hù)

輸入欠壓（Brownout）

VCC過(guò)壓/欠壓保護(hù)

峰值電流限制

初級(jí)繞組短路檢測(cè)

過(guò)溫保護(hù)

LDO穩(wěn)壓輸出：RAA214250
在次級(jí)側(cè)，RAA214250作為線性穩(wěn)壓器，將來(lái)自變壓器的18V輸入調(diào)節(jié)為12V/0.5A輸出，提供穩(wěn)定的低壓供電給MCU或其他模擬前端電路。該器件支持1.224V至18V寬輸出調(diào)節(jié)范圍，典型壓差僅為269mV，適合低功耗、高性能場(chǎng)景。

工程應(yīng)用場(chǎng)景建議

AS044-EMTRPSPOC1Z電源設(shè)計(jì)主要面向以下應(yīng)用：

單相智能電能表

高精度電能量監(jiān)測(cè)設(shè)備

智能電網(wǎng)終端設(shè)備

具備防篡改要求的電力儀表

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的電源模塊

該參考設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)圖

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