專(zhuān)利名稱(chēng)：低能耗電子計(jì)數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于脈沖計(jì)數(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用光電子器件的可逆脈沖計(jì)數(shù)器。
背景技術(shù)：
在工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常要用到自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置，如在繞制各種線圈的繞線機(jī)上， 需要釆用電子計(jì)數(shù)器對(duì)線圈的繞制匝數(shù)(或圈數(shù))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和顯示。
現(xiàn)有繞線機(jī)上使用的電子計(jì)數(shù)器之電源，其電路方案通常是采用變壓器降壓、橋式整流、 電容濾波和集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路的電路結(jié)構(gòu)形式(參見(jiàn)附圖l),其優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，工作可 靠，缺點(diǎn)是體積大，功耗高，制造成本較高。
究其原因，一方面是為了提高電路的抗干擾能力由于繞線機(jī)采用的是帶碳刷的電動(dòng)機(jī)， 其碳刷在電機(jī)運(yùn)行期間所產(chǎn)生的火花，對(duì)于集成電路中記數(shù)脈沖的分辨和接收的干擾很大， 為了抗干擾，通常采用提高計(jì)數(shù)脈沖幅值的方法，而為了提高計(jì)數(shù)脈沖的幅值，只有提高整 個(gè)電路的工作電壓(由6伏提高到10伏以上)，而工作電壓的提高，勢(shì)必帶來(lái)其中元件之耐
壓等級(jí)的提高和體積的增大；由此帶來(lái)了另一方面的問(wèn)題由于電路工作電壓的提高，而LED 數(shù)碼管的工作電壓僅須2伏以下即可，故各LED所附帶的限流電阻之阻值必須大大增大，導(dǎo) 致電源的大部分功率都消耗在各限流電阻上了，既消耗了大量的電能，增大了電源的功率需 求，且限流電阻發(fā)熱，縮短了其使用壽命，增加了其發(fā)生故障的幾率，影響了整個(gè)計(jì)數(shù)器裝 置的正常運(yùn)行和使用。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低能耗電子計(jì)數(shù)器，其采用無(wú)電源變壓器的 降壓電路，整個(gè)電源部分的體積大大縮小，在保證電子計(jì)數(shù)器抗干擾能力不變的前提下；其 電源功耗小，制造成本降低，電源利用率高，為整個(gè)計(jì)數(shù)器裝置體積的縮小創(chuàng)造了可能。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種低能耗電子計(jì)數(shù)器，包括電源單元和與計(jì)數(shù)器單元
輸出端連接的LED數(shù)碼顯示單元，在LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端和電源單元之間，設(shè) 置電壓提升單元；其電壓提升單元由升壓電路、驅(qū)動(dòng)電路和逆止電路構(gòu)成；其特征是其電 源單元由防沖擊電流電路、阻容限流電路、整流電路、第一濾波電路、限壓電路、濾波器和 第二濾波電路構(gòu)成，其中所述防沖擊電流電路的輸出和阻容限流電路電連接，阻容限流電路的 輸出和整流電路電連接，整流電路的輸出和第一濾波電路電連接，第一濾波電路的輸出和限 壓電路電連接，限壓電路的輸出和濾波器電連接，濾波器的輸出和第二濾波電路電連接。 進(jìn)一步的，所述的電壓提升單元設(shè)置有濾波電路。其所述的防沖擊電流電路為一個(gè)電阻；阻容限流電路為一個(gè)電阻和一個(gè)電容并聯(lián)而構(gòu)成 的阻容限流電路；所述的整流電路包括一個(gè)全橋式二極管整流電路；所述的第一濾波電路包 括一個(gè)并接在整流電路輸出端的濾波電容；所述的限壓電路為穩(wěn)壓二極管電路；所述的濾波 器為模擬電路濾波器；所述的第二濾波電路包括兩個(gè)并接在濾波器輸出端的濾波電容。
其所述的升壓電路包括電感線圈和開(kāi)關(guān)三極管；其所述的驅(qū)動(dòng)電路為矩形波脈沖發(fā)生器 電路；其所述的逆止電路為二極管單向?qū)娐?；其所述的濾波電路為電容濾波電路。
具體的，所述的防沖擊電流電路包括電阻R2;阻容限流電路包括電容C1和電阻R1;所
述的第一濾波電路包括電容C11;所述的限壓電路包括穩(wěn)壓二極管Z1;所述的濾波器包括濾 波器L;所述的第二濾波電路包括電容C21和電容C22;
其中，電阻R2串接于交流電源和阻容限流電路之間；電容Cl和電阻Rl并聯(lián)后串接在 整流橋Ql的一個(gè)交流輸入端1與交流電源之間；整流橋Ql的另一個(gè)交流輸入端2與交流電 源連接；電容Cll、穩(wěn)壓二極管Z1并接在整流橋Q1的兩個(gè)直流輸出端3和4之間；濾波器L 的輸入端1和2分別與整流橋Ql的兩個(gè)直流輸出端3和4連接；電容C21和電容C22并接在 濾波器L的兩個(gè)輸出端3和4之間。
所述的升壓電路包括電感線圈L41和三極管T3;所述的逆止電路包括二極管D41;所述 的驅(qū)動(dòng)電路包括集成電路IC1、 IC2、電阻R41、 R42、 R43、電容C41和二極管D42;所述的 濾波電路包括電容C42;
其中，電感線圈L41的一端與LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端COM連接；電感線圈 L41的另一端經(jīng)二極管D41和電源單元的正電源輸出端連接，并與三極管T3的集電極連接; 集成電路IC1的輸入端經(jīng)電容C41接地；電阻R43和二極管D42串聯(lián)后并接在電阻R42的兩 端；電阻R42并接在集成電路IC1的輸入端和輸出端之間；集成電路IC1的輸出端經(jīng)集成電 路IC2和電阻R41與三極管T3的基極連接；三極管T3的發(fā)射極接地；電容C42并接在LED 數(shù)碼顯示單元的公共接地端COM和直流電源的地之間。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 采用無(wú)電源變壓器的電源電路結(jié)構(gòu)，整個(gè)電源部分的體積大大縮小，在保證電子計(jì)數(shù) 器抗千擾能力不變的前提下，其電源功耗小，制造成本降低，電源利用率高，為整個(gè)計(jì)數(shù)器 裝置體積的縮小創(chuàng)造了可能。
2、 采用電源回饋的方式，提高了電源功率的利用率，特別適用于諸如電子計(jì)數(shù)器等功耗 較小的集成電路裝置。


圖1是現(xiàn)有電子計(jì)數(shù)器裝置的電源電路； 圖2是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)方框示意圖； 圖3是本實(shí)用新型之電源單元的電路方框圖；圖4是本實(shí)用新型之電壓提升單元的電路方框圖； 圖5是電源單元實(shí)施例的線路圖； 圖6是電壓提升單元實(shí)施例的線路圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
在圖1中，現(xiàn)有繞線機(jī)上使用的電子計(jì)數(shù)器之電源，其電路方案通常是采用變壓器降壓、 橋式整流、電容濾波和集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路的電路結(jié)構(gòu)形式，其優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，工作可靠， 缺點(diǎn)是體積大，功耗高，制造成本較高。
在圖2-圖4中，本技術(shù)方案采用了無(wú)電源變壓器的電源降壓/供電線路方案，其電源單 元由防沖擊電流電路、阻容限流電路、整流電路、第一濾波電路、限壓電路、濾波器和第二 濾波電路構(gòu)成，與此同時(shí)，在LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端和電源單元之間，設(shè)置了電壓 提升單元；其電壓提升單元由升壓電路、驅(qū)動(dòng)電路和逆止電路構(gòu)成，進(jìn)一步的，在電壓提升 單元中還可設(shè)置濾波電路。
其中，防沖擊電流電路為一個(gè)電阻；阻容限流電路為一個(gè)電阻和一個(gè)電容并聯(lián)而構(gòu)成的 阻容限流電路；整流電路包括一個(gè)全橋式二極管整流電路；第一和第二濾波電路分別包括一 個(gè)并接在整流電路輸出端的濾波電容和兩個(gè)并接在濾波器輸出端的濾波電容；限壓電路為穩(wěn) 壓二極管電路；濾波器為模擬電路濾波器。
其升壓電路包括電感線圈和開(kāi)關(guān)三極管；驅(qū)動(dòng)電路為矩形波脈沖發(fā)生器電路；逆止電路 為二極管單向?qū)娐?；濾波電路為電容濾波電路。
圖5中，在電源單元實(shí)施例線路中，防沖擊電流電路包括電阻R2;阻容限流電路包括電
解電容C1和電阻R1;第一濾波電路包括電容電解C11;限壓電路包括穩(wěn)壓二極管Zl;濾波 器包括濾波器L;第二濾波電路包括電解電容C21和濾波電容C22;
其中，電阻R2串接于交流電源和阻容限流電路之間；電容Cl和電阻Rl并聯(lián)后串接在 整流橋Ql的一個(gè)交流輸入端1與交流電源之間；整流橋Ql的另一個(gè)交流輸入端2與交流電 源連接；電容Cll、穩(wěn)壓二極管Z1并接在整流橋Q1的兩個(gè)直流輸出端3和4之間；濾波器L 的輸入端1和2分別與整流橋Ql的兩個(gè)直流輸出端3和4連接；電容C21和電容C22并接在 濾波器L的兩個(gè)輸出端3和4之間。
電路工作原理簡(jiǎn)述-
220V的交流電首先經(jīng)過(guò)電阻R2;再經(jīng)電容Cl和電阻Rl組成的阻容限流電路限流后， 經(jīng)橋式整流器Q1給電容Cll充電，穩(wěn)壓二極管將電容Cll上的電壓限制在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值下， 再經(jīng)濾波器L和電容C21、電容C22濾波后，輸出10-12V，30 50mA的直流電源，供給計(jì)數(shù) 器電路使用。
通過(guò)增加電阻R2，可在電源剛接通時(shí)，減小沖擊電流；通過(guò)采用電容限流、穩(wěn)壓管限壓的措施，電壓提升單元可以選用耐壓低、價(jià)格便宜的元器件，且不易損壞，工作可靠性高， 使得整個(gè)電源裝置的體積大大縮小，制造成本大大降低，完全能夠滿足電源利用率較高、功 耗較小的電子計(jì)數(shù)器電路的使用需求。
圖6中，在電壓提升單元實(shí)施例線路中，升壓電路包括電感線圈L41和三極管T3,逆止 電路包括二極管D41，驅(qū)動(dòng)電路包括集成電路IC1、 IC2、電阻R41、 R42、 R43、電容C41和 二極管D42,濾波電路包括電容C42。
其中，電感線圈L41的一端與LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端COM連接；電感線圈L41 的另一端經(jīng)二極管D41和電源單元的正電源輸出端連接，并與三極管T3的集電極連接；集成 電路IC1工的輸入端經(jīng)電容C41接地；電阻R43和二極管D42串聯(lián)后并接在電阻R42的兩端； 電阻R42并接在集成電路IC1的輸入端和輸出端之間；集成電路IC1的輸出端經(jīng)集成電路IC2 和電阻R41與三極管T3的基極連接；三極管T3的發(fā)射極接地；電容C42并接在LED數(shù)碼顯 示單元的公共接地端COM和直流電源的地之間。
電路工作原理簡(jiǎn)述
將LED數(shù)碼顯示單元與計(jì)數(shù)器單元輸出端連接的限流電阻R51-R57之?dāng)?shù)值減小，共陰極 LED數(shù)碼顯示管的公共端COM連接在一起，與濾波電容C42連接，由于限流電阻的取值較小， 故其上的電壓降較小(僅零點(diǎn)幾伏)，經(jīng)LED后電壓降在2伏左右，即電容C42上的電壓比電 源電壓降低2伏左右，然后通過(guò)電感線圈L41接一個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管T3， T3由矩形波脈沖信號(hào)驅(qū) 動(dòng)，這樣就會(huì)在電感線圈L41上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此電勢(shì)與電容C42上的電壓疊加后給電源濾 波電容C51充電，這樣就能將經(jīng)LED數(shù)碼顯示管后的電能重新送回到電源輸入端再進(jìn)行利用， 提高了電源的利用率，在保證LED數(shù)碼顯示管發(fā)光亮度不減小的情況下，使計(jì)數(shù)顯示電路從 電源索取的電流減小，使得電源部分減小功率成為可能。
開(kāi)關(guān)管T3驅(qū)動(dòng)電路中的IC1、 IC2可以選用CD40106或與之類(lèi)似的集成電路芯片中的兩 個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成。
圖中的電阻R43用來(lái)調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度，以達(dá)到較高的電壓提升效率。 綜上，本實(shí)用新型通過(guò)降低LED數(shù)碼顯示管的限流電阻之阻值，在保證LED數(shù)碼顯示管 發(fā)光亮度的前提下，采用電能重新再進(jìn)行利用的方式，減小了電子計(jì)數(shù)器的電能消耗，再加 上采用無(wú)電源變壓器的電源線路方案，使得整個(gè)電子計(jì)數(shù)器裝置的體積至少縮小了三分之二， 制造成本下降了約20%，同時(shí)，其使用壽命得以延長(zhǎng)，故障率明顯下降，抗干擾能力得到保 證，用戶的運(yùn)行使用和維護(hù)費(fèi)用明顯降低。
本實(shí)用新型可廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置領(lǐng)域。
權(quán)利要求1、一種低能耗電子計(jì)數(shù)器，包括電源單元和與計(jì)數(shù)器單元輸出端連接的LED數(shù)碼顯示單元，在LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端和電源單元之間，設(shè)置電壓提升單元；其電壓提升單元由升壓電路、驅(qū)動(dòng)電路和逆止電路構(gòu)成；其特征是其電源單元由防沖擊電流電路、阻容限流電路、整流電路、第一濾波電路、限壓電路、濾波器和第二濾波電路構(gòu)成，其中所述防沖擊電流電路的輸出和阻容限流電路電連接，阻容限流電路的輸出和整流電路電連接，整流電路的輸出和第一濾波電路電連接，第一濾波電路的輸出和限壓電路電連接，限壓電路的輸出和濾波器電連接，濾波器的輸出和第二濾波電路電連接。
2、 按照權(quán)利要求1所述的低能耗電子計(jì)數(shù)器，其特征是所述的電壓提升單元設(shè)置有濾波 電路。
3、 按照權(quán)利要求1所述的低能耗電子計(jì)數(shù)器，其特征是 其所述的防沖擊電流電路為一個(gè)電阻；其所述的阻容限流電路為一個(gè)電阻和一個(gè)電容并聯(lián)而構(gòu)成的阻容限流電路； 其所述的整流電路包括一個(gè)全橋式二極管整流電路， 其所述的第一濾波電路包括一個(gè)并接在整流電路輸出端的濾波電容； 其所述的限壓電路為穩(wěn)壓二極管電路； 所述的濾波器為模擬電路濾波器；所述的第二濾波電路包括兩個(gè)并接在濾波器輸出端的濾波電容。
4、 按照權(quán)利要求2所述的低能耗電子計(jì)數(shù)器，其特征是 其所述的升壓電路包括電感線圈和開(kāi)關(guān)三極管； 其所述的驅(qū)動(dòng)電路為矩形波脈沖發(fā)生器電路； 其所述的逆止電路為二極管單向?qū)娐罚?其所述的濾波電路為電容濾波電路。
5、 按照權(quán)利要求1所述的低能耗電子計(jì)數(shù)器，其特征是 所述的防沖擊電流電路包括電阻(R2); 所述的阻容限流電路包括電容(Cl)和電阻(Rl);所述的第一濾波電路包括電容(Cll); 所述的限壓電路包括穩(wěn)壓二極管(Zl); 所述的濾波器包括濾波器(L);所述的第二濾波電路包括電容(C21)和電容(C22);其中，電阻(R2)串接于交流電源和阻容限流電路之間；電容(Cl)和電阻(Rl)并聯(lián)后串接在整流橋(Ql)的一個(gè)交流輸入端(l)與交流電源之間；整流橋(Ql)的另一個(gè)交流輸入端(2)與交流電源連接；電容(Cll)、穩(wěn)壓二極管(Zl)并接在整流橋(Ql)的兩個(gè)直流輸出端(3)和(4)之間； 濾波器(L)的輸入端(1)和(2)分別與整流橋(Ql)的兩個(gè)直流輸出端(3)和(4)連接； 電容(C21)和電容(C22)并接在濾波器(L)的兩個(gè)輸出端(3)和(4)之間。 6、按照權(quán)利要求2所述的低能耗電子計(jì)數(shù)器，其特征是 所述的升壓電路包括電感線圈(L41)和三極管(T3); 所述的逆止電路包括二極管(D41);所述的驅(qū)動(dòng)電路包括集成電路(IC1)、 (IC2)、電阻(R41)、 (R42)、 (R43)、電容(C41)和 二極管(D42);所述的濾波電路包括電容(C42); 其中，電感線圈(L41)的一端與LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端(COM)連接； 電感線圈(L41)的另一端經(jīng)二極管(D41)和電源單元的正電源輸出端連接，并與三 極管(T3)的集電極連接；集成電路(IC1)的輸入端經(jīng)電容(C41)接地；電阻(R43)和二極管(D42)串聯(lián)后并接在電阻(R42)的兩端；電阻(R42)并接在集成電路(IC1)的輸入端和輸出端之間；集成電路(IC1)的輸出端經(jīng)集成電路(IC2)和電阻(R41)與三極管(T3)的基極連接； 三極管(T3)的發(fā)射極接地；電容(C42)并接在LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端(COM)和直流電源的地之間。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于脈沖計(jì)數(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種低能耗電子計(jì)數(shù)器，包括電源單元、與計(jì)數(shù)器單元輸出端連接的LED數(shù)碼顯示單元和在LED數(shù)碼顯示單元的公共接地端和電源單元之間所設(shè)置的電壓提升單元；其特征是其電源單元由阻容限流電路、整流電路、第一濾波電路、限壓電路、濾波器和第二濾波電路構(gòu)成。本實(shí)用新型采用無(wú)電源變壓器的電源電路結(jié)構(gòu)，整個(gè)電源部分的體積大大縮小，在保證電子計(jì)數(shù)器抗干擾能力不變的前提下，其電源功耗小，制造成本降低，電源利用率高，可廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H03K21/00GK201150054SQ20072002775
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者蘇洺震, 蘇潤(rùn)澤 申請(qǐng)人:蘇潤(rùn)澤