[其他]数字式周波继电器

说明书

本实用新型为一种数字式周波继电器。

现有的数字式周波继电器，以北京继电器厂的《SZH－Ⅰ型周波继电器》为例，常常采用复合电路检出频率，设置专门的低电压闭锁环节和整机控制环节，所用的直流电源电压规格有三种，致使线路复杂，功耗大，影响了该产品的可靠性。

本实用新型数字周波继电器（以下简称装置）旨在为用户提供一种电路更为简单、功耗低、可靠性高的数字周波继电器。它省去了专门的低电压闭锁环节，但仍具有低电压闭锁功能；装置可在高于额定信号电压20％或低于40％的范围内长期工作；只须改动一根联线，便可以将低周波继电器改为高周继电器。

其基本构造原理是：信号电压（由互感器引入或直接接于交流电网）通过变压器降压，整流、滤波、稳压成单一的低压直流电源，作为本装置的工作电源；其周波检出电路为一信号加工网络，由该网络直接将信号电压分压、整流、滤波、限幅和整形为矩形波序列。矩形波序列的周期与信号电压相同。由分频器将该矩形波序列变为占空比为1：1的方波序列，该分频器有两个互为反相的输出端，方波序列的高电平持续时间或低电平持续时间均为分频系数的一半与信号电压周期的乘积。随后续的四位十进制可预置数的减法计数器（以下简称计数器）是高电平开门或是低电平开门，则用上述方波的高电平或低电平作为开门电平，控制计数器进行计数。另有一D触发器用来锁存计数器的借位状态。若低电平为计数器的开门电平，则用此方波的上升沿作D触发器的锁存信号（若高电平为计数器的开门电平，则用分频器另一输出端的方波序列的上升沿作为D触发器的锁存信号）并将此方波经一个或几个相串联的门电路延时，送计数器的预置数控制端和借位触发器清零端，在高电平持续时间内完成计数器预置数和借位信号清零，以一个适当频率的晶体振荡器产生的脉冲序列，作为计数器的时钟。则在低电平持续时间内记录送入计数器的时钟脉冲的个数，这脉冲的个数是随信号电压周波的高低而变化的。而预置数是由预置输入端的电平决定的，它是人为设定的，当这脉冲的个数超过预置数，则计数器会发出借位脉冲，否则不发。借位脉冲被送入预清了零的借位触发器，使其翻转，说明脉冲个数大于预置数，否则小于。这样用借位状态完成频率比较，即与预置数代表的频率进行了比较。随后而至的方波上升沿将借位状态锁存在D触发器中。用此D触发器去控制驱动电路，驱动干簧继电器动作，相应地送出接点的开或闭，代表电网频率是否低于或高于预置数所代表的频率。

本实用新型装置的特征在于：

1、它具有一供全装置使用的单一电压值的直流电源；有一将信号电压加工成与之同周期的矩形波序列的网络；有一由分频器和适当个数门电路组成的电路，提供后续电路所需要的控制信号；有一十进制可预置数的减法计数器；一锁存借位状态的D触发器；有一干簧继电器及其驱动电路，以干簧继电器的结点作为输出。

2、上述电路全部采用CMOS集成电路器件。

3、干簧继电器的额定工作电压选为大于CMOS器件的最低工作电压（3V），而低于其最高工作电压（18V）。

4、以干簧继电器的额定工作电压值，作为本装置工作电源的电压规格。

5、电源变压器的功率裕量大，致使初级电压和次级电压能按相同的比例变化。次级电压设计为工作电压的两倍。

6、只需要改变上述D触发器的输出端一根联线，便可以将低周波继电器（或高周波继电器）改变为高周波继电器（或低周波继电器）。

图1为本实用新型装置的优选实施例。

图2为本实用新型装置的信号时序图。

下面结合附图来进一步说明本实用新型装置的工作过程。