专利名称：自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字电压表驱动电源电路，特别是一种自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源。
背景技术：
现有数字电压表是由电源开关和交直流转换开关组成的，由开关来实现数字电压表的开关机和交直流电压测量的切换，这种工作方式每次测量时都需要手动控制开关开机，根据测量的电源属性选择交流或直流档，使用后还要关机，使用上较为不便。
实用新型内容为解决上述数字电压表每次使用上都需要手动开关开机及选择测量电源的属性问题，本实用新型旨在提供一种自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源。本实用新型解决上述问题采用的技术方案是自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源，含电池，其特征在于其还包括一可连接在数字电压表芯片的测量信号输入端和电源端之间的自动开关机电路，自动开关机电路的电源输出端与数字电压表芯片的电源端连接；自动开关机电路与交直流自动识别电路连接，交直流自动识别电路的高低电平输出端与数字电压表芯片的交直流电压自动切换端连接。所述的数字电压表芯片的测量信号输入端为与数字电压表芯片连接的用于测量电压的红、黑表笔以及自动开关机电路的正极和负极输入端；即通过数表的测量端的红、黑表笔取电驱动自动开关机电路工作，使用电池与数字电压表芯片的电源端导通，即数字电压表开机；若红、黑表笔无电压时，自动开关机电路关闭，电池与数字电压表芯片的电源端截止，即数字电压表关机，实现数字电压表的自动开机和自动关机功能。所述的自动开关机电路中，其输入端依次连接有三极管放大电路、三极管开关电路和连接有电池的电池控制开关电路；三极管放大电路的集电极经电阻与三极管开关电路的基极连接，三极管开关电路的集电极输出端经隔离二极管连接电池控制开关电路的打开或关闭；电池控制开关电路的输出电压端分别与数字电压表芯片的电源端、交直流自动识别电路的电压驱动端连接。通过从红、黑表笔取电使自动开关机电路的正极和负极输入端加载上电压，通过三极管放大电路的工作在放大状态，三极管开关电路导通，隔离二极管导通使得电池控制开关电路打开，使电池与数字电压表芯片的电源端导通连接，实现数字电压表自动开机功能。所述的电池控制开关电路由两个三极管及电阻、电容构成复合三极管开关电路， 电池与其中的一 PNP三极管的射极连接，通过改变NPN三极管的基极电压控制PNP三极管的偏置电压，PNP三极管导通，电池控制开关电路打开，电池电压通过PNP三极管的集电极输出为数字电压表芯片的电源端提供驱动电压。NPN三极管的基极电压受其前级连接的三极管开关电路控制。所述的交直流自动识别电路中，一型号为⑶4053的模拟开关芯片的第12脚接地、电池控制开关电路的输出电压端分别通过电阻与芯片的第13脚和第15脚连接，芯片的第 3脚和第11脚共同连接一并联的电阻、电容电路；芯片的第1脚连接另一并联的电阻、电容电路，该电阻、电容电路的一端经电阻与芯片的第4脚连接，芯片的第9脚和第10脚与三极管开关电路的集电极连接，芯片的第14脚与数字电压表芯片的交直流电压自动切换端连接。数字电压表测量直流电时，第14脚输出低电平；数字电压表测量直流电时，第14脚输出高电平；实现数字电压表芯片的交直流电压测量的自动识别切换。本实用新型的有益效果是测量表笔测量电压时驱动自动开关机电路工作，使电池与数字电压表芯片电源端导通，表笔不上电时，自动开关机电路不工作，电池与数字电压表芯片电源端截止，实现自动开关机功能；测量时，通过模拟开关芯片自动判断测量时电压属性并产生高低电平，该高低电平驱动数字电压表芯片自动识别切换交流、直流电压的测量，实现数字电压表的测量电压属性自动切换。
图1为本实用新型的电路结构示意图。图2为数字电压表芯片连接测量端和连接交直流电压自动切换端的电路结构示意图。图中附图标识为10.自动开关机电路；101. Nl正极；102. m负极；11.三极管放大电路；12.三极管开关电路；13.电池控制开关电路；14.电池；20.交直流自动识别电路； 21.模拟开关芯片；30.数字电压表芯片；31.红表笔；32.黑表笔；33.电源端；34. N3交直流电压自动切换端。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1和图2所示，在数字电压表芯片30的测量信号输入端连接的用于测量电压的红表笔31、黑表笔32，在数字电压表芯片30的测量信号输入端与数字电压表芯片30的电源端33之间连接一自动开关机电路10 ；自动开关机电路10和数字电压表芯片30的交直流电压自动切换端34之间连接有一交直流自动识别电路20。自动开关机电路10的m正极101、N2负极102输入端分别与红表笔31、黑表笔 32连接；自动开关机电路10中，依次连接有三极管放大电路11、三极管开关电路12和连接有3V的直流电池14的电池控制开关电路13 ；三极管放大电路11中，m正极与接地端之间依次串接有电阻Rl、R16、R2,电阻R2、R16的连接点连接N2负极、NPN三极管Ql的射极、 NPN三极管Q2的基极，电阻R1、R16的连接点连接三极管Ql的基极、NPN三极管Q2的射极， NPN三极管Q1、Q2的集电极与电池14的正极之间分别连接有限流电阻R3、R4 ；三极管开关电路12中，PNP三极管Q3、Q4的射极连接电池14的正极，三极管Q3、Q4的集电极与接地端之间分别连接电阻R6、R7，三极管Ql集电极与三极管Q4基极之间连接一电阻R7’三极管 Q2集电极与三极管Q3基极之间连接电阻R5，三极管Q3、三极管Q4的集电极分别连接隔离二极管D2、Dl的正极，D2、Dl负极连接；电池控制开关电路13中，PNP三极管Q6的射极连接电池14的正极，在三极管Q6基极和NPN三极管Q5集电极间串接一电阴R11，三极管Q6 的射极与三极管Q5集电极之间并联有电容C2和电阻R10，三极管Q5的射极接地，三极管Q5的基极与接地端连接一电容Cl，电容Cl的正极与D2、D1负极公共连接点之间串接电阻 R9,至此完成自动开关机电路10的连接，PNP三极管Q6的集电极作为自动开关机电路10 的电源输出端与数字电压表芯片30的电源端33连接。交直流自动识别电路20中，一型号为⑶4053的模拟开关芯片21的第12脚接地、 PNP三极管Q6的集电极作为自动开关机电路10的电源输出端分别通过电阻R12、R17与芯片的第13脚、第15脚连接，芯片21的第3脚和第11脚共同连接一并联的电阻R15、电容 C4电路；芯片21的第1脚连接另一并联的电阻R14、电容C3电路，电路的一端经电阻R13与芯片21的第4脚连接，芯片21的第9脚、第10脚分别与三极管开关电路12中三极管Q4、 Q3的集电极连接，芯片21的第14脚与数字电压表芯片30的N3交直流电压自动切换端34 连接。本实用新型自动开关机的工作原理和具体实施动作如下。在测量直流电压时，Ll红表笔31接正电压，L2黑表笔32接负电压，电流从Ll红表笔31、限流电阻R1、三极管Ql的基极到L2黑表笔32，使三极管Ql从截止转为放大状态， 此时三极管Ql集电极的电位下降，使三极管Q4导通，3V电池14的电压经三极管Q4的发射极、集电极、隔离二极管D1、限流电阻R9加到三极管Q5的基极，使三极管Q5导通，三极管Q5导通给三极管Q6的基极提供偏置电流回路，使三极管Q6导通，正3V电池14的电压从三极管Q6集电极输出(Vl)给数字电压表30的电源端33供电。当Ll红表笔31接负电压，L2黑表笔32接正电压时，电流从L2黑表笔32，三极管Q2的基极、发射极、限流电阻Rl 到Ll红表笔31，使三极管Q2从截止转为放大状态，此时三极管Q2集电极的电位下降，使三极管Q3导通，3V电池14的电压经三极管Q3的发射极、集电极、隔离二极管D2、限流电阻R9 加到三极管Q5的基极，使三极管Q5导通，三极管Q5导通给三极管Q6的基极提供偏置电流回路，使三极管Q6导通，电池14的正3V电压从Q6集电极输出(VI)给数字电压表的电源端33供电。测交流电时，正半周Ll红表笔31正电压，L2黑表笔32负电压，电流从Ll红表笔31、限流电阻R1、三极管Ql的基极，到L2红表笔33，使三极管Ql从截止转为放大状态，此时三极管Ql集电极的电位下降，使三极管Q4导通，3V电池14的电压经三极管Q4的发射极、集电极、隔离二极管Dl、限流电阻R9加到三极管Q5的基极，使三极管Q5导通，三极管Q5导通给三极管Q6的基极提供偏置电流回路，使三极管Q6导通，正3V电池14的电压从三极管Q6集电极输出(Vl)给数字电压表的电源端33供电。负半周Ll红表笔31接负电压，L2黑表笔32接正电压时，电流从L2黑表笔32、三极管Q2的基极、发射极、限流电阻 Rl到Ll红表笔31，使三极管Q2从截止转为放大状态，此时三极管Q2集电极的电位下降， 使三极管Q3导通，3V电池14的电压经三极管Q3的发射极集电极隔离二极管D2限流电阻 R9加到三极管Q5的基极，使三极管Q5导通，三极管Q5导通给三极管Q6的基极提供偏置电流回路，使三极管Q6导通，正3V电池14的电压从三极管Q6集电极输出(Vl)给数字电压表芯片30供电；因此当数字电压表测量时，数字电压表自动开机。图1的Cl是延时电容， 使交流电正负交换时三极管Q5、三极管Q6 —直处于导通状态。当断开测量时，电路回复到原始状态，数字电压表自动关机。本实用新型交直流自动识别的工作原理和具体实施动作如下。测量直流电时，根据上述的自动开关机原理得知只能是三极管Q3或三极管Q4导通，当三极管Q3导通时，高电平加在模拟开关芯片21的第10脚、第1脚，15脚导通，三极管Q6集电极输出电压Vl通过电阻R17加到芯片21的第1脚，再通过电阻R13加到芯片21的第4脚，使芯片21的第1、4脚成高电平，因第11脚低电平，所以芯片21的第12脚、14脚导通，第14脚输出低电平加到数字电压表芯片30的N3交直流电压自动切换端34。当三极管 Q4导通时，高电平加在模拟开关芯片21的第9脚，第3脚、第4脚导通，因第3、4、11脚低电平，所以第12脚和第14脚导通，第14脚输出低电平加到数字电压表芯片30的N3交直流电压自动切换端34。 测量交流电时，根据上述的自动开关机原理得知只三极管Q3、Q4轮流导通，负半周时三极管Q3导通，高电平加在模拟开关芯片21的第10脚，第1脚、15脚导通，三极管Q6 集电极输出电压Vl通过电阻R17加到芯片21的第1脚，再通过电阻R13加到芯片21的第 4脚，使第1脚、第4脚成高电平；正半周时三极管Q4导通，高电平加在芯片21的第9脚， 第3脚和第4脚导通，因第4脚在负半周时是高电平，所以第3脚，第4脚和第11脚呈高电平状态，第13脚和第14脚导通，三极管Q6集电极输出电压Vl经电阻R12、芯片21的第13 脚、第14脚，第14脚输出的高电平加到数字电压表芯片30的N3交直流电压自动切换端 ；34。根据N3交直流电压自动切换端34输入的高低电平，实现数字电压表芯片30交直流电压测量的自动转换。
权利要求1.自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源，含电池，其特征在于其还包括一可连接在数字电压表芯片的测量信号输入端和电源端之间的自动开关机电路，自动开关机电路的电源输出端与数字电压表芯片的电源端连接；自动开关机电路与交直流自动识别电路连接，交直流自动识别电路的高低电平输出端与数字电压表芯片的交直流电压自动切换端连接。
2.如权利要求1所述的自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源，其特征在于所述的数字电压表芯片的测量信号输入端为与数字电压表芯片连接的用于测量电压的红、黑表笔以及自动开关机电路的正极和负极输入端。
3.如权利要求1所述的自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源，其特征在于所述的自动开关机电路中，其输入端依次连接有三极管放大电路、三极管开关电路和连接有电池的电池控制开关电路；三极管放大电路的集电极经电阻与三极管开关电路的基极连接，三极管开关电路的集电极输出端经隔离二极管连接电池控制开关电路的打开或关闭；电池控制开关电路的输出电压端分别与数字电压表芯片的电源端、交直流自动识别电路的电压驱动端连接。
4.如权利要求3所述的自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源，其特征在于电池控制开关电路由两个三极管及电阻、电容构成复合三极管开关电路，电池与其中的一 PNP三极管的射极连接，通过改变NPN三极管的基极电压控制PNP三极管的偏置电压， PNP三极管导通，电池控制开关电路打开，电池电压通过PNP三极管的集电极输出为数字电压表芯片的电源端提供驱动电压。
5.如权利要求1或2所述的自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源，其特征在于所述的交直流自动识别电路中，一型号为CD4053的模拟开关芯片的第12脚接地、 电池控制开关电路的输出电压端分别通过电阻与芯片的第13脚和第15脚连接，芯片的第 3脚和第11脚共同连接一并联的电阻、电容电路；芯片的第1脚连接另一并联的电阻、电容电路，该电阻、电容电路的一端经电阻与芯片的第4脚连接，芯片的第9脚和第10脚与三极管开关电路的集电极连接，芯片的第14脚与数字电压表芯片的交直流电压自动切换端连接。
专利摘要自动开关机和自动识别交直流电的数字电压表电源，含电池，其还包括一可连接在数字电压表芯片的测量信号输入端和电源端之间的自动开关机电路，自动开关机电路的电源输出端与数字电压表芯片的电源端连接；在自动开关机电路与交直流自动识别电路连接，交直流自动识别电路的高低电平输出端与数字电压表芯片的交直流电压自动切换端连接；测量表笔测量电压时驱动自动开关机电路工作，使电池与数表芯片电源端导通，表笔不上电时，自动开关机电路不工作，电池与数表芯片电源端截止，实现自动开关机功能；模拟开关芯片可自动判断测量时电压属性并产生高低电平以驱动数表芯片自动识别切换交流、直流电压的测量，实现数字电压表的测量电压属性自动切换。
文档编号G01R19/25GK202110204SQ20112014887
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者江良伟 申请人:漳州市东方智能仪表有限公司