CN2262261Y - 电子式电力开关通断次数计数装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电力开关通断次数的计数装置。由输入电路、计数电路、显示译码电路和显示器组成，并配有功能较全的直流稳压电源。本装置具有预置计数、可逆计数、计数锁存和断电数据保持的功能。显示清晰、抗干扰性强，使用方便，特别适用于电力系统强电场强磁物环境中的各种电力开关、断路器及其它设备动当量的计数。
Description
本实用新型涉及一种计数器。
已有的用于记录电力开关通断次数的计数器是机械式计数器，这种计数器由于受机械振动等因素的影响，易产生误计数。同时也未发现专门用于电力开关通断次数的电子式计数器。
本实用新型的目的是提供一种抗干扰性强、使用方便的电子式电力开关通断次数计数装置。
实现本实用新型目的的技术方案是(参见图1)，本装置具有显示器(5)、译码电路(4)及计数电路(3)，计数电路(3)具有两个以上的十进制计数器，计数电路(3)的输出接译码电路(4)，译码电路(4)的输出接显示器(5)，其结构特点是，还具有计数输入电路(1)和清零电路(21)，清零电路(21)的输出接计数电路(3)中的各十进制计数器的复位端，计数输入电路(1)的输出接计数电路(3)的第一计数器的时钟端；对于与电力开关主触头联动的辅助触头，计数输入电路(1)具有可与之串联的接口(11)。计数输入电路(1)由电阻、反相器及电解电容组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及接口(11)的一个接点相连，接口(11)的另一个接点与电解电容的负极相连并接地，反相器的输出端接计数电路(3)的第一计数器的时钟端。
参见图2或3，本计数装置还具有直流稳压电源(6)，直流稳压电源(6)为本计数器的各部分电路提供工作电源。清零电路(21)由电阻、反相器、电解电容及按钮开关组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及按钮开关的一个触点相连，按钮开关的另一个触点与电解电容的负极相连且接地。计数电路(3)有4个十进制计数器，低一级计数器的进位端与高一级计数器的时钟端相连，即第一计数器的进位端与第二计数器的时钟端相连，第二计数器的进位端与第三计数器的时钟端相连，第三计数器的进位端与第四计数器的时钟端相连，第四计数器的进位端与一电阻相连，电阻的另一端接地。译码电路(4)具有4个显示译码器，各显示译码器分别与计数电路(3)的各十进制计数器相对应，各显示译码器的4个输入端分别与对应的十进制计数器的对应输出端相连。显示器(5)由4个七段发光二极管显示器或4个液晶显示器组成，各七段发光二极管显示器或液晶显示器分别与译码电路(4)的各显示译码器相对应，各七段发光二极管显示器或液晶显示器的7个输入端分别与对应的显示译码器的7个输出端相连。
考虑到使本实用新型具有锁定计数器内数据的功能，本计数装置还具有计数锁存转换电路(22)，计数锁存转换电路(22)由电阻、反相器、电解电容及转换开关组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及转换开关的一端相连，转换开关的另一端与电解电容的负极相连并接地，反相器的输出端与计数电路(3)的各十进制计数器的功能控制端相连。
考虑到使本实用新型既具有正向计数、又具有反向计数的功能，本计数装置还具有加减切换电路(23)，加减切换电路(23)由电阻、反相器、电解电容及转换开关组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及转换开关的一端相连，转换开关的另一端与电解电容的负极相连且接地，反相器的输出端与计数电路(3)的各十进制计数器的正向/反向控制端相连。
考虑到本实用新型可用于外部供电电源为交流电的场合且具有失电仍保持数据的功能(参见图2)，上述直流稳压电源(6)为交流输入型直流稳压电源，该直流稳压电源(6)具有交流电压变换电路(61)、整流电路(62)、滤波电路(63)、稳压电路(64)及断电保持电路(65)，其输出端是负极相连的二只二极管D5的D6，交流电压变换电路(61)的输入端与外部的交流电源相连，其输出接整流电路(62)，整流电路(62)的输出端与地线之间并联有滤波电路(63)、稳压电路(64)及断电保持电路(65)，整流电路(62)的输出端接直流稳压电源(6)输出端的二极管D5的正极，D5的负极为直流稳压电源(6)的直流稳压电的输出端，断电保持电路(65)的输出接二极管D6的正极。
上述交流电压变换电路(61)为变压器，整流电路(62)为桥式整式电路，滤波电路(63)由滤波电容构成，稳压电路(64)为三端稳压器，断电保持电路(65)由可充电池、充电电路及继电器电路组成；充电电路由其输入端的电阻和输出端的二极管串联构成，充电电路的输入端与三端稳压器的输出相连，电阻与二极管的正极相连，二极管的负极分别与可充电池的正极及二极管D6的正极相连；继电器电路由线圈、二极管D8及继电器触点组成，线圈的一端与三端稳压器的输出相连，另一端接地，二极管D8并接在线圈上，其正极接地，继电器触点串接在直流稳压电源(6)输出端的对译码电路(4)提供电能的支路电源线上。
考虑到本实用新型可用于外部供电电源为直流电的场合且具有失电仍保持数据的功能(参见图3)，上述的直流稳压电源(6)为直流输入型直流稳压电源，该直流稳压电源(6)具有降压稳压电路(66)、滤波电路(67)、断电保持电路(69)，其输出端是负极相连的二只二极管D1和D3，降压稳压电路(66)的输入端与外部的直流电源相接，其输出端与地线之间并联有滤波电路(67)和断电保持电路(68)，其输出端还与直流稳压电源(6)输出端的二极管D1的正极相连，D1的负极为直流稳压电源(6)的直流稳压电的输出端，断电保持电路(68)的输出端接二极管D3的正极。
上述降压稳压电路(66)是由限流电阻和稳压管串联组成，限流电阻的一端与外部的直流电源相接，另一端与稳压管的正极相连，滤波电路(67)为并联的两只滤波电容，降压稳压电路(66)的稳压管的正极与滤波电容的一端相连；断电保持电路(68)由可充电池、充电电路组成，充电电路由其输入端的电阻和输出端的二极管串联构成，充电电路输入端的电阻与稳压管的正极相连，电阻的另一端与充电电路的二极管的正极相连，二极管的负极分别与可充电池的正极及二极管D3的正极相连。
本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型的计数输入电路及其余有关电路具有去抖动的功能，因而抗干扰性强、计数准确。(2)本实用新型具有锁定计数器内数据的功能，因而可在进行对计数电路以外的其他部件进行检修时保持数据不丢失。(3)本实用新型具有正向计数及反向计数的功能可满足用户的不同需要。(4)本实用新型在断电时，可充电池对本装置提供工作电源，故在失电时可保持数据不丢失。本实用新型可制成适用于不同的供电电源的系列产品，既可以适应交流供电电源，如220V交流电，也可适应直流供电电源，且通过选择不同阻值的限流电阻可适用于220V、110V、48V及12V等直流电供电。(5)本实用新型性能可靠，寿命长，可适用于电力系统强电场强磁场环境中的各种电力开关、断路器及其它设备动当量的计数。
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型由直流电供电的电原理图。
图3为本实用新型由交流电供电的电源理图。
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述。
实施例1，由12V直流电作为供电电源。
参见图2，具体电连接关系如图2所示，其中的有关元器件的型号是U1、U2为CD4093，十进制计数器U3～U6为MC14510，其中CI为计数/锁存功能控制端，U/D为正向计数/反向计数控制端，CR为计数/清零复位端，CP为时钟端，Co为进位端，显示译码器U7～U10为CD4055，显示器U11为EDS805，二极管D1～D3为1N4001，稳压管W1为2CW53，限流电阻R7的阻值为680Ω。
当本实用新型使用时，将计数输入电路(1)的接口(11)与串接有辅助触头的接口相连接。
工作原理是电力开关通断状态通过接口(11)送到计数输入电路(1)的反相器U1的输入端5、6脚，当开关在断态时辅助触头不通，5、6脚是高电平，反相器的4脚是低电平，当开关在通态时，接点接通，5、6脚是低电平，反相器的4脚变为高电平，因此送出一个电平的上升沿至计数电路(3)的第一计数器的U3的15脚CP端，U3计数一次；当开关恢复成断态时，反相器的输出4脚也由高电平恢复成低电平，但该变化只使U3的CP端由高电平变成低电平而不产生计数作用。因此，电力开关通断一次，U3计数一次。若开关再接通，则反相器再送一个电平的上升沿至U3的CP端，使U3再计数一次，如此反复，当U3计数10次，U3的7脚输出一个上升沿到计数电路(3)的第二计数器U4的15脚CP端，U4计数一次；当U3接收下一个上升沿时使U3的7脚输出的电平由高电平变成低电平，此变化只使U3计数，U4不计数。以此类推，U4计数10次，U4的7脚输出一个上升沿到U5的15脚CP端，U5计数一次…，U3、U4、U5、U6各自的Q0、Q1、Q2、Q3分别输出的BCD码直接送到译码电路(4)的对应的U7、U8、U9、U10译码器的A0、A1、A2、A3端，译码器把BCD码译成和显示器对应的七段位信号，从U7、U8、U9，U10译码器的Ya、Yb、Yc、Yd、Ye、Yf、Yg输出去驱动显示器(5)，显示器(5)显示的数值即是电力开关通断的次数。
清零电路(21)的原理是：没按动清零按钮时，反相器U2的1、2脚是高电平，U2的3脚是低电平，因此U3、U4、U5、U6的9脚都是低电平，计数器U3、U4、U5、U6处于计数状态，按下清零按钮，反相器U2的1、2脚是低电平，U2的3脚是高电平，因此U3、U4、U5、U6的9脚都是高电平，计数器U3、U4、U5、U6处于停计数状态，并把计数电路复位成起始状态，以待重新计数。
计数锁存转换电路(22)的工作原理是：自锁开关N1在弹出位时，反相器U2的12、13脚是高电平，U2的11脚是低电平，因此U3、U4、U5、U6的5脚都是低电平，计数器U3、U4、U5、U6处于计数状态，按下N1，反相器U2的12、13脚是低电平，U2的11脚是高电平，因此U3、U4、U5、U6的5脚都是高电平，计数器U3、U4、U5、U6都处于锁存状态。
加减切换电路(23)的工作原理是：自锁开关N2在弹出位时，反相器U2的5、6脚是低电平，U2的4脚是高电平，因此U3、U4、U5、U6的10脚都是高电平，计数器U3、U4、U5、U6处于加计数状态，按下N2，反相器U2的5、6脚是高电平，U2的4脚是低电平，因此U3、U4、U5、U6的10脚都是低电平，计数器U3、U4、U5、U6都处于减计数状态。
对于直流稳压电源(6)，当外加电源是较高的直流电压时，通过电阻R7和稳压二极管2CW53，转变为直流5V，作为计数器工作电源，并通过电阻R8和二极管D2对可充电池E进行充电，C1、C2是滤波电容器，D1、D3是隔离二极管，双刀开关K是为保护电池设置的。
当外电源断电后，计数器由可充电池E供电，以实现电源暂断电时计数器的电保存功能。
本实施例的直流供电电源采用220V、110V或48V时，限流电阻R7的阻值相应改为20KΩ、10KΩ或4.3KΩ。
实施例2由交流电作为供电电源。
参见图3，具体电连接关系如图3所示，其中有关元器件的型号是U1为CD4093，十进制计数器U2～U5为MC14510，显示译码器U6～U9为CD4055，显示器U10为LTS547RF共4只，三端稳压器U11为7805，二极管D1～D8为1N4001或1N4007。
本实施例的工作原理与实施例1基本相同，不同之处在于，由220V交流电作为供电电源，交流220V通过变压器转变成交流8.5V，经D1～D4组成的桥式整流器整流，C1滤波后送到三端稳压器7805，7805输出稳定的5V直流电压，作为计数器工作电源，并通过电阻R6和二极管D7对可充电池E进行充电，C2、C3是滤波电容器，D5、D6是隔离二极管，双刀开关K是为保护电池设置的。
当外电源断电后，计数器由可充电池E供电，以实现外电源暂断电时计数器的电保存功能。
Claims (8)
1、一种电子式电力开关通断次数计数装置，具有显示器(5)、译码电路(4)及计数电路(3)，计数电路(3)具有两个以上的十进制计数器，计数电路(3)的输出接译码电路(4)，译码电路(4)的输出接显示器(5)，其特征在于，还具有计数输入电路(1)和清零电路(21)，清零电路(21)的输出接计数电路(3)中的各十进制计数器的复位端，计数输入电路(1)的输出接计数电路(3)的第一计数器的时钟端；对于与电力开关主触头联动的辅助触头，计数输入电路(1)具有可与之串联的接口(11)；计数输入电路(1)由电阻、反相器及电解电容组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及接口(11)的一个接点相连，接口(11)的另一个接点与电解电容的负极相连并接地，反相器的输出端接计数电路(3)的第一计数器的时钟端。
2、根据权利要求1所述的电子式电力开关通断次数计数装置，其特征在于，
a、本计数装置还具有直流稳压电源(6)，直流稳压电源(6)为本计数器的各部分电路提供工作电源；
b、清零电路(21)由电阻、反相器、电解电容及按钮开关组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及按钮开关的一个触点相连，按钮开关的另一个触点与电解电容的负极相连且接地；
c、计数电路(3)有4个十进制计数器，低一级计数器的进位端与高一级计数器的时钟端相连，即第一计数器的进位端与第二计数器的时钟端相连，第二计数器的进位端与第三计数器的时钟端相连，第三计数器的进位端与第四计数器的时钟端相连，第四计数器的进位端与一电阻相连，电阻的另一端接地；
d、译码电路(4)具有4个显示译码器，各显示译码器分别与计数电路(3)的各十进制计数器相对应，各显示译码器的4个输入端分别与对应的十进制计数器的对应输出端相连；
e、显示器(5)由4个七段发光二极管显示器或4个液晶显示器组成，各七段发光二极管显示器或液晶显示器分别与译码电路(4)的各显示译码器相对应，各七段发光二极管显示器或液晶显示器的7个输入端分别与对应的显示译码器的7个输出端相连。
3、根据权利要求1或2所述的电子式电力开关通断次数计数装置，其特征在于，本计数装置还具有计数锁存转换电路(22)，计数锁存转换电路(22)由电阻、反相器、电解电容及转换开关组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及转换开关的一端相连，转换开关的另一端与电解电容的负极相连并接地，反相器的输出端与计数电路(3)的各十进制计数器的功能控制端相连。
4、根据权利要求1或2所述的电子式电力开关通断次数计数装置，其特征在于，本计数装置还具有加减切换电路(23)，加减切换电路(23)由电阻、反相器、电解电容及转换开关组成，电阻的一端与直流稳压电源(6)相连，电阻的另一端分别与反相器的输入端、电解电容的正极以及转换开关的一端相连，转换开关的另一端与电解电容的负极相连且接地，反相器的输出端与计数电路(3)的各十进制计数器的正向/反向控制端相连。
5、根据权利要求2所述的电子式电力开关通断次数计数装置，其特征在于，所述的直流稳压电源(6)为交流输入型直流稳压电源，该直流稳压电源(6)具有交流电压变换电路(61)、整流电路(62)、滤波电路(63)、稳压电路(64)及断电保持电路(65)，其输出端是负极相连的二只二极管D5和D6；交流电压变换电路(61)的输入端与外部的交流电源相连，其输出接整流电路(62)，整流电路(62)的输出端与地线之间并联有滤波电路(63)、稳压电路(64)及断电保持电路(65)，整流电路(62)输出端接直流稳压电源(6)输出端的二极管D5的正极，D5的负极为直流稳压电源(6)的直流稳压电的输出端，断电保持电路(65)的输出接二极管D6的正极。
6、根据权利要求5所述的电子式开关通断次数计数装置，其特征在于，交流电压变换电路(61)为变压器，整流电路(62)为桥式整式电路，滤波电路(63)由滤波电容构成，稳压电路(64)为三端稳压器，断电保持电路(65)由可充电池、充电电路及继电器电路组成；充电电路由其输入端的电阻和输出端的二极管串联构成，充电电路的输入端与三端稳压器的输出相连，电阻与二极管的正极相连，二极管的负极分别与可充电池的正极及二管D6的正极相连；继电器电路由线圈、二极管D8及继电器触点组成，线圈的一端与三端稳压器的输出相连，另一端接地，二极管D8并接在线圈上，其正极接地，继电器触点串接在直流稳压电源(6)输出端的对译码电路(4)提供电能的支路电源线上。
7、根据权利要求2所述的电子式电力开关通断次数计数装置，其特征在于，所述的直流稳压电源(6)为直流输入型直流稳压电源，该直流稳压电源(6)具有降压稳压电路(66)、滤波电路(67)、断电保持电路(68)，其输出端是负极相连的二只二极管D1和D3，降压稳压电路(66)的输入端与外部的直流电源相接，其输出端与地线之间并联有滤波电路(67)和断电保持电路(68)，其输出端还与直流稳压电源(6)输出端的二极管D1的正极相连，D1的负极为直流稳压电源(6)的直流稳压电的输出端，断电保持电路(68)的输出端接二极管D3的正极。
8、根据权利要求7所述的电子式电力开关通断次数计数装置，其特征在于，降压稳压电路(66)是由限流电阻和稳压管串联组成，限流电阻的一端与外部的直流电源相接，另一端与稳压管的正极相连，滤波电路(67)为并联的两只滤波电容，降压稳压电路(66)的稳压管的正极与滤波电容的一端相连；断电保持电路(68)由可充电池、充电电路组成，充电电路由其输入端的电阻和输出端的二极管串联构成，充电电路输入端的电阻与稳压管的正极相连，电阻的另一端与充电电路的二极管的正极相连，二极管的负极分别与可充电池的正极及二极管D3的正极相连。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |