专利名称：低能耗电子计数器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于脉冲计数领域，尤其涉及一种应用光电子器件的可逆脉冲计数器。
背景技术：
在工业规模化生产过程中，经常要用到自动计数装置，如在绕制各种线圈的绕线机上， 需要釆用电子计数器对线圈的绕制匝数(或圈数)进行统计和显示。
现有绕线机上使用的电子计数器之电源，其电路方案通常是采用变压器降压、桥式整流、 电容滤波和集成稳压器稳压电路的电路结构形式(参见附图l),其优点是电路简单，工作可 靠，缺点是体积大，功耗高，制造成本较高。
究其原因，一方面是为了提高电路的抗干扰能力由于绕线机采用的是带碳刷的电动机， 其碳刷在电机运行期间所产生的火花，对于集成电路中记数脉冲的分辨和接收的干扰很大， 为了抗干扰，通常采用提高计数脉冲幅值的方法，而为了提高计数脉冲的幅值，只有提高整 个电路的工作电压(由6伏提高到10伏以上)，而工作电压的提高，势必带来其中元件之耐
压等级的提高和体积的增大；由此带来了另一方面的问题由于电路工作电压的提高，而LED 数码管的工作电压仅须2伏以下即可，故各LED所附带的限流电阻之阻值必须大大增大，导 致电源的大部分功率都消耗在各限流电阻上了，既消耗了大量的电能，增大了电源的功率需 求，且限流电阻发热，縮短了其使用寿命，增加了其发生故障的几率，影响了整个计数器装 置的正常运行和使用。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低能耗电子计数器，其采用无电源变压器的 降压电路，整个电源部分的体积大大缩小，在保证电子计数器抗干扰能力不变的前提下；其 电源功耗小，制造成本降低，电源利用率高，为整个计数器装置体积的縮小创造了可能。
本实用新型的技术方案是提供一种低能耗电子计数器，包括电源单元和与计数器单元
输出端连接的LED数码显示单元，在LED数码显示单元的公共接地端和电源单元之间，设 置电压提升单元；其电压提升单元由升压电路、驱动电路和逆止电路构成；其特征是其电 源单元由防冲击电流电路、阻容限流电路、整流电路、第一滤波电路、限压电路、滤波器和 第二滤波电路构成，其中所述防冲击电流电路的输出和阻容限流电路电连接，阻容限流电路的 输出和整流电路电连接，整流电路的输出和第一滤波电路电连接，第一滤波电路的输出和限 压电路电连接，限压电路的输出和滤波器电连接，滤波器的输出和第二滤波电路电连接。 进一步的，所述的电压提升单元设置有滤波电路。其所述的防冲击电流电路为一个电阻；阻容限流电路为一个电阻和一个电容并联而构成 的阻容限流电路；所述的整流电路包括一个全桥式二极管整流电路；所述的第一滤波电路包 括一个并接在整流电路输出端的滤波电容；所述的限压电路为稳压二极管电路；所述的滤波 器为模拟电路滤波器；所述的第二滤波电路包括两个并接在滤波器输出端的滤波电容。
其所述的升压电路包括电感线圈和开关三极管；其所述的驱动电路为矩形波脉冲发生器 电路；其所述的逆止电路为二极管单向导通电路；其所述的滤波电路为电容滤波电路。
具体的，所述的防冲击电流电路包括电阻R2;阻容限流电路包括电容C1和电阻R1;所
述的第一滤波电路包括电容C11;所述的限压电路包括稳压二极管Z1;所述的滤波器包括滤 波器L;所述的第二滤波电路包括电容C21和电容C22;
其中，电阻R2串接于交流电源和阻容限流电路之间；电容Cl和电阻Rl并联后串接在 整流桥Ql的一个交流输入端1与交流电源之间；整流桥Ql的另一个交流输入端2与交流电 源连接；电容Cll、稳压二极管Z1并接在整流桥Q1的两个直流输出端3和4之间；滤波器L 的输入端1和2分别与整流桥Ql的两个直流输出端3和4连接；电容C21和电容C22并接在 滤波器L的两个输出端3和4之间。
所述的升压电路包括电感线圈L41和三极管T3;所述的逆止电路包括二极管D41;所述 的驱动电路包括集成电路IC1、 IC2、电阻R41、 R42、 R43、电容C41和二极管D42;所述的 滤波电路包括电容C42;
其中，电感线圈L41的一端与LED数码显示单元的公共接地端COM连接；电感线圈 L41的另一端经二极管D41和电源单元的正电源输出端连接，并与三极管T3的集电极连接; 集成电路IC1的输入端经电容C41接地；电阻R43和二极管D42串联后并接在电阻R42的两 端；电阻R42并接在集成电路IC1的输入端和输出端之间；集成电路IC1的输出端经集成电 路IC2和电阻R41与三极管T3的基极连接；三极管T3的发射极接地；电容C42并接在LED 数码显示单元的公共接地端COM和直流电源的地之间。
本实用新型与现有技术比较，具有如下优点
1、 采用无电源变压器的电源电路结构，整个电源部分的体积大大縮小，在保证电子计数 器抗千扰能力不变的前提下，其电源功耗小，制造成本降低，电源利用率高，为整个计数器 装置体积的缩小创造了可能。
2、 采用电源回馈的方式，提高了电源功率的利用率，特别适用于诸如电子计数器等功耗 较小的集成电路装置。
图1是现有电子计数器装置的电源电路； 图2是本实用新型的电路结构方框示意图； 图3是本实用新型之电源单元的电路方框图；图4是本实用新型之电压提升单元的电路方框图； 图5是电源单元实施例的线路图； 图6是电压提升单元实施例的线路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
在图1中，现有绕线机上使用的电子计数器之电源，其电路方案通常是采用变压器降压、 桥式整流、电容滤波和集成稳压器稳压电路的电路结构形式，其优点是电路简单，工作可靠， 缺点是体积大，功耗高，制造成本较高。
在图2-图4中，本技术方案采用了无电源变压器的电源降压/供电线路方案，其电源单 元由防冲击电流电路、阻容限流电路、整流电路、第一滤波电路、限压电路、滤波器和第二 滤波电路构成，与此同时，在LED数码显示单元的公共接地端和电源单元之间，设置了电压 提升单元；其电压提升单元由升压电路、驱动电路和逆止电路构成，进一步的，在电压提升 单元中还可设置滤波电路。
其中，防冲击电流电路为一个电阻；阻容限流电路为一个电阻和一个电容并联而构成的 阻容限流电路；整流电路包括一个全桥式二极管整流电路；第一和第二滤波电路分别包括一 个并接在整流电路输出端的滤波电容和两个并接在滤波器输出端的滤波电容；限压电路为稳 压二极管电路；滤波器为模拟电路滤波器。
其升压电路包括电感线圈和开关三极管；驱动电路为矩形波脉冲发生器电路；逆止电路 为二极管单向导通电路；滤波电路为电容滤波电路。
图5中，在电源单元实施例线路中，防冲击电流电路包括电阻R2;阻容限流电路包括电
解电容C1和电阻R1;第一滤波电路包括电容电解C11;限压电路包括稳压二极管Zl;滤波 器包括滤波器L;第二滤波电路包括电解电容C21和滤波电容C22;
其中，电阻R2串接于交流电源和阻容限流电路之间；电容Cl和电阻Rl并联后串接在 整流桥Ql的一个交流输入端1与交流电源之间；整流桥Ql的另一个交流输入端2与交流电 源连接；电容Cll、稳压二极管Z1并接在整流桥Q1的两个直流输出端3和4之间；滤波器L 的输入端1和2分别与整流桥Ql的两个直流输出端3和4连接；电容C21和电容C22并接在 滤波器L的两个输出端3和4之间。
电路工作原理简述-
220V的交流电首先经过电阻R2;再经电容Cl和电阻Rl组成的阻容限流电路限流后， 经桥式整流器Q1给电容Cll充电，稳压二极管将电容Cll上的电压限制在稳压管的稳压值下， 再经滤波器L和电容C21、电容C22滤波后，输出10-12V，30 50mA的直流电源，供给计数 器电路使用。
通过增加电阻R2，可在电源刚接通时，减小冲击电流；通过采用电容限流、稳压管限压的措施，电压提升单元可以选用耐压低、价格便宜的元器件，且不易损坏，工作可靠性高， 使得整个电源装置的体积大大縮小，制造成本大大降低，完全能够满足电源利用率较高、功 耗较小的电子计数器电路的使用需求。
图6中，在电压提升单元实施例线路中，升压电路包括电感线圈L41和三极管T3,逆止 电路包括二极管D41，驱动电路包括集成电路IC1、 IC2、电阻R41、 R42、 R43、电容C41和 二极管D42,滤波电路包括电容C42。
其中，电感线圈L41的一端与LED数码显示单元的公共接地端COM连接；电感线圈L41 的另一端经二极管D41和电源单元的正电源输出端连接，并与三极管T3的集电极连接；集成 电路IC1工的输入端经电容C41接地；电阻R43和二极管D42串联后并接在电阻R42的两端； 电阻R42并接在集成电路IC1的输入端和输出端之间；集成电路IC1的输出端经集成电路IC2 和电阻R41与三极管T3的基极连接；三极管T3的发射极接地；电容C42并接在LED数码显 示单元的公共接地端COM和直流电源的地之间。
电路工作原理简述
将LED数码显示单元与计数器单元输出端连接的限流电阻R51-R57之数值减小，共阴极 LED数码显示管的公共端COM连接在一起，与滤波电容C42连接，由于限流电阻的取值较小， 故其上的电压降较小(仅零点几伏)，经LED后电压降在2伏左右，即电容C42上的电压比电 源电压降低2伏左右，然后通过电感线圈L41接一个开关晶体管T3， T3由矩形波脉冲信号驱 动，这样就会在电感线圈L41上产生感应电势，此电势与电容C42上的电压叠加后给电源滤 波电容C51充电，这样就能将经LED数码显示管后的电能重新送回到电源输入端再进行利用， 提高了电源的利用率，在保证LED数码显示管发光亮度不减小的情况下，使计数显示电路从 电源索取的电流减小，使得电源部分减小功率成为可能。
开关管T3驱动电路中的IC1、 IC2可以选用CD40106或与之类似的集成电路芯片中的两 个触发器构成。
图中的电阻R43用来调整驱动脉冲的宽度，以达到较高的电压提升效率。 综上，本实用新型通过降低LED数码显示管的限流电阻之阻值，在保证LED数码显示管 发光亮度的前提下，采用电能重新再进行利用的方式，减小了电子计数器的电能消耗，再加 上采用无电源变压器的电源线路方案，使得整个电子计数器装置的体积至少縮小了三分之二， 制造成本下降了约20%，同时，其使用寿命得以延长，故障率明显下降，抗干扰能力得到保 证，用户的运行使用和维护费用明显降低。
本实用新型可广泛用于工业生产过程中的各种自动计数装置领域。
权利要求1、一种低能耗电子计数器，包括电源单元和与计数器单元输出端连接的LED数码显示单元，在LED数码显示单元的公共接地端和电源单元之间，设置电压提升单元；其电压提升单元由升压电路、驱动电路和逆止电路构成；其特征是其电源单元由防冲击电流电路、阻容限流电路、整流电路、第一滤波电路、限压电路、滤波器和第二滤波电路构成，其中所述防冲击电流电路的输出和阻容限流电路电连接，阻容限流电路的输出和整流电路电连接，整流电路的输出和第一滤波电路电连接，第一滤波电路的输出和限压电路电连接，限压电路的输出和滤波器电连接，滤波器的输出和第二滤波电路电连接。
2、 按照权利要求1所述的低能耗电子计数器，其特征是所述的电压提升单元设置有滤波 电路。
3、 按照权利要求1所述的低能耗电子计数器，其特征是 其所述的防冲击电流电路为一个电阻；其所述的阻容限流电路为一个电阻和一个电容并联而构成的阻容限流电路； 其所述的整流电路包括一个全桥式二极管整流电路， 其所述的第一滤波电路包括一个并接在整流电路输出端的滤波电容； 其所述的限压电路为稳压二极管电路； 所述的滤波器为模拟电路滤波器；所述的第二滤波电路包括两个并接在滤波器输出端的滤波电容。
4、 按照权利要求2所述的低能耗电子计数器，其特征是 其所述的升压电路包括电感线圈和开关三极管； 其所述的驱动电路为矩形波脉冲发生器电路； 其所述的逆止电路为二极管单向导通电路； 其所述的滤波电路为电容滤波电路。
5、 按照权利要求1所述的低能耗电子计数器，其特征是 所述的防冲击电流电路包括电阻(R2); 所述的阻容限流电路包括电容(Cl)和电阻(Rl);所述的第一滤波电路包括电容(Cll); 所述的限压电路包括稳压二极管(Zl); 所述的滤波器包括滤波器(L);所述的第二滤波电路包括电容(C21)和电容(C22);其中，电阻(R2)串接于交流电源和阻容限流电路之间；电容(Cl)和电阻(Rl)并联后串接在整流桥(Ql)的一个交流输入端(l)与交流电源之间；整流桥(Ql)的另一个交流输入端(2)与交流电源连接；电容(Cll)、稳压二极管(Zl)并接在整流桥(Ql)的两个直流输出端(3)和(4)之间； 滤波器(L)的输入端(1)和(2)分别与整流桥(Ql)的两个直流输出端(3)和(4)连接； 电容(C21)和电容(C22)并接在滤波器(L)的两个输出端(3)和(4)之间。 6、按照权利要求2所述的低能耗电子计数器，其特征是 所述的升压电路包括电感线圈(L41)和三极管(T3); 所述的逆止电路包括二极管(D41);所述的驱动电路包括集成电路(IC1)、 (IC2)、电阻(R41)、 (R42)、 (R43)、电容(C41)和 二极管(D42);所述的滤波电路包括电容(C42); 其中，电感线圈(L41)的一端与LED数码显示单元的公共接地端(COM)连接； 电感线圈(L41)的另一端经二极管(D41)和电源单元的正电源输出端连接，并与三 极管(T3)的集电极连接；集成电路(IC1)的输入端经电容(C41)接地；电阻(R43)和二极管(D42)串联后并接在电阻(R42)的两端；电阻(R42)并接在集成电路(IC1)的输入端和输出端之间；集成电路(IC1)的输出端经集成电路(IC2)和电阻(R41)与三极管(T3)的基极连接； 三极管(T3)的发射极接地；电容(C42)并接在LED数码显示单元的公共接地端(COM)和直流电源的地之间。
专利摘要本实用新型属于脉冲计数领域，具体公开了一种低能耗电子计数器，包括电源单元、与计数器单元输出端连接的LED数码显示单元和在LED数码显示单元的公共接地端和电源单元之间所设置的电压提升单元；其特征是其电源单元由阻容限流电路、整流电路、第一滤波电路、限压电路、滤波器和第二滤波电路构成。本实用新型采用无电源变压器的电源电路结构，整个电源部分的体积大大缩小，在保证电子计数器抗干扰能力不变的前提下，其电源功耗小，制造成本降低，电源利用率高，可广泛用于工业生产过程中的各种自动计数装置领域。
文档编号H03K21/00GK201150054SQ20072002775
公开日2008年11月12日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者苏洺震, 苏润泽 申请人:苏润泽