一種用于直流的過(guò)流短路保護(hù)的電氣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]—種用于直流的過(guò)流短路保護(hù)的電氣裝置，一種在直流電路中發(fā)生過(guò)流、短路、超載等造成電流值超出某個(gè)限定值而觸發(fā)動(dòng)作保護(hù)的電氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在眾多與電流保護(hù)有關(guān)的電氣電路中，可分為獨(dú)立式和非獨(dú)立式。獨(dú)立式有:斷路器、熔斷器、保險(xiǎn)絲，一般用于電力電氣線路，也可用在電器產(chǎn)品。非獨(dú)立式有:串接一個(gè)低阻值電阻、霍爾電流傳感器、中間可穿導(dǎo)線的多匝數(shù)線圈包，一般用在電器產(chǎn)品中。
[0003]斷路器體積大，一般用在交流電器中進(jìn)線部位，用來(lái)防止后級(jí)電路產(chǎn)生過(guò)流短路時(shí)造成進(jìn)線電氣線路損壞，不能很好使用在直流高壓(如直流300V)，由于體積原因也不能在某電器的進(jìn)線、出線、電力電子器件的供電主線(如IGBT、M0S母線)上都接裝一個(gè)斷路器。熔斷器、保險(xiǎn)絲體積小，也用在電器中的進(jìn)線部位，用來(lái)防止后級(jí)電路產(chǎn)生劇烈過(guò)流短路時(shí)造成更嚴(yán)重的問(wèn)題，一種250VAC3A的熔斷器、保險(xiǎn)絲在100VAC5A時(shí)是不會(huì)熔斷的，在嚴(yán)重、劇烈短路時(shí)熔斷器、保險(xiǎn)絲才會(huì)熔斷。一個(gè)電器中如果斷路器斷開(kāi)了，熔斷器、保險(xiǎn)絲熔斷了，后級(jí)的電力電子器件99%肯定已經(jīng)損壞，不能起到保護(hù)電器目的，因?yàn)榇藭r(shí)電器產(chǎn)品已經(jīng)損壞。
[0004]非獨(dú)立式無(wú)法單獨(dú)工作，在模擬、數(shù)字電路中必須依靠芯片IC放大信號(hào)去控制模擬、數(shù)字控制器的某個(gè)檢測(cè)腳位使控制器芯片停止工作、關(guān)閉輸出。在電器產(chǎn)品的低電壓電路中，常規(guī)的非獨(dú)立式過(guò)流短路保護(hù)方法好像很好用，在低壓時(shí)，電路串接一個(gè)低阻值電阻、霍爾電流傳感器、中間可穿導(dǎo)線的多匝數(shù)線圈包經(jīng)過(guò)芯片放大電壓信號(hào)后去控制控制芯片的關(guān)閉和打開(kāi)看上去好像也挺正常。但是輸出直流電壓在200V-1000V時(shí)或者更高時(shí)，短路這個(gè)輸出電壓，想想都震撼，在電器中實(shí)際情況一般是電力電子開(kāi)關(guān)器件瞬間損壞。毫秒級(jí)的動(dòng)作速度為什么會(huì)造成電器中的控制器不能及時(shí)關(guān)閉輸出而造成電器損壞呢，可能是由于非獨(dú)立式級(jí)聯(lián)的級(jí)數(shù)多、延時(shí)長(zhǎng)因素造成可靠性下降，也是因?yàn)樵陔娖髦袥](méi)有在最需要部位放置過(guò)流檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—種用于直流的過(guò)流短路保護(hù)的電氣裝置，利用電磁工作，主要由一個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql、一個(gè)限流電感LI，一個(gè)電流檢測(cè)電感L2、一個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC、一個(gè)可控硅Q2組成(見(jiàn)圖1)。限流電感LI，電流檢測(cè)電感L2，PTC三者為串聯(lián)并且可以任意調(diào)換排列次序位置?？煽毓鑁2與常閉機(jī)械觸點(diǎn)也是串聯(lián)狀態(tài)，同樣可以任意調(diào)換排列次序位置。電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql位置不能改變，其MOS的S極必須接輸入地GND_IN。本專利的電氣裝置解決了獨(dú)立式電流保護(hù)器的無(wú)法用于直流高壓、體積大、過(guò)流保護(hù)效果差、起不到保護(hù)電器目的多個(gè)缺點(diǎn)，也解決了非獨(dú)立式電流保護(hù)器的級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)多、動(dòng)作延時(shí)長(zhǎng)、可靠性下降、對(duì)噪聲信號(hào)敏感的缺點(diǎn)。
[0006]電流檢測(cè)電感L2與常閉機(jī)械觸點(diǎn)組成電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)。在起始狀態(tài)，由于可控硅Q2是斷開(kāi)的，電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql無(wú)控制電壓，Ql處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)本專利的電氣裝置無(wú)電壓輸出。當(dāng)短接一下并斷開(kāi)開(kāi)關(guān)SI后，可控硅Q2的1、2腳導(dǎo)通，電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql有控制電壓而閉合導(dǎo)通，這時(shí)本專利的電氣裝置開(kāi)始輸出電壓。此時(shí)電流檢測(cè)電感L2上電壓較小，產(chǎn)生的電磁力不能斷開(kāi)常閉機(jī)械觸點(diǎn)。當(dāng)某種條件使電流檢測(cè)電感L2產(chǎn)生的電磁力可以造成常閉機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql的控制端無(wú)電壓，本專利的電氣裝置關(guān)閉輸出回到初始狀態(tài)，這樣便完成過(guò)流短路保護(hù)動(dòng)作。
[0007]輸入端HVDC、GND_IN分別為要保護(hù)的直流電氣電子線路中的正極、負(fù)極，輸出端HVDC、GND_0UT也是分別為正極、負(fù)極。15VDC用來(lái)給電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql提供開(kāi)啟電壓，電壓不一定非要15VDC。
[0008]本專利的電氣裝置的電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)利用電磁工作，電流檢測(cè)電感L2與常閉機(jī)械觸點(diǎn)在電氣上是隔離的，負(fù)載的各種異常噪聲信號(hào)不會(huì)竄入低壓控制部位，省掉了隔離電路，能過(guò)濾掉噪聲電壓，對(duì)那些有較多噪聲的電路中，非獨(dú)立式過(guò)流短路保護(hù)器是沒(méi)有辦法很好工作，本專利的電氣裝置卻能應(yīng)付自如。電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)屬于獨(dú)立式過(guò)流保護(hù)器，因此工作非常可靠，解決了獨(dú)立式過(guò)流保護(hù)器無(wú)法很好用于直流高壓的情況。在一個(gè)電器中，如果要在多處設(shè)置過(guò)流保護(hù)只需在各支路中放置本專利的電氣裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本專利電氣裝置的電氣原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種用于直流的過(guò)流短路保護(hù)的電氣裝置，地輸入GND_IN連接保險(xiǎn)絲FSl—端，F(xiàn)Sl另一端連接電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql的3腳，Ql的2腳連接限流電感LI 一端，LI的另一端連接電流檢測(cè)電感L2—端，L2的另一端連接正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC—端，PTC另一端連接地輸出GND_0UT，在限流電感LI和電流檢測(cè)電感L2 二端分別并聯(lián)電阻RI和R2，輸入電壓15 VDC連接可控硅Q2的2腳，Q2的I腳連接受控于L2的常閉機(jī)械觸點(diǎn)3腳，機(jī)械觸點(diǎn)4腳連接電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql的I腳，電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql的I腳和3腳間接上電阻R5，可控硅Q2的3腳連接電阻R4—端，R4的另一端連接開(kāi)關(guān)SI的一端，SI的另一端連接到15VDC。
[0011]正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC在短路時(shí)會(huì)發(fā)熱，造成PTC的電阻上升，從而降低短路電流，在某些電壓、電流下PTC可以省去。可控硅Q2、電阻R4、開(kāi)關(guān)SI組成一個(gè)電壓保持觸發(fā)電路，按一下開(kāi)關(guān)SI，可控硅Q2會(huì)持續(xù)導(dǎo)通直到機(jī)械觸點(diǎn)3和4斷路而斷開(kāi)，電阻R5為了防止Ql引腳懸空和為了 Q2的I腳和2腳間有足夠的導(dǎo)通保持電流。電阻R4為了降低Q2觸發(fā)電流。電阻Rl和R2為了釋放在電力電子開(kāi)關(guān)器件Ql斷開(kāi)后LI和L2上產(chǎn)生的電壓。
[0012]電流檢測(cè)電感L2和常閉機(jī)械觸點(diǎn)組成電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)，是本專利電氣裝置的核心主要構(gòu)件。常閉機(jī)械觸點(diǎn)是導(dǎo)電的機(jī)械動(dòng)作觸點(diǎn)，可以是干簧管、帶銜鐵機(jī)構(gòu)的機(jī)械觸點(diǎn)、磁控開(kāi)關(guān)、磁鐵接近開(kāi)關(guān)等在適當(dāng)電磁力作用下會(huì)動(dòng)作的導(dǎo)電機(jī)械觸點(diǎn)。干簧管只需要一個(gè)空心線圈就能使真空管中的機(jī)械觸點(diǎn)動(dòng)作，帶銜鐵機(jī)構(gòu)的機(jī)械觸點(diǎn)可以做成繼電器形式，這一種L2將會(huì)是帶鐵芯的線圈。初始狀態(tài)時(shí)，常閉機(jī)械觸點(diǎn)二端是導(dǎo)通的(常閉)。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，選擇不同的合適器件組成電流檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
[0013]限流電感LI和電流檢測(cè)電感L2