保护电路制造技术

本发明专利技术涉及一种保护电路(100)，包括：可供电压施加于其上的输入端(101)；与所述输入端(101)并联设置的切换路径(103)，其中，该切换路径(103)内连接有用于闭合该切换路径(103)的可控制开关(105)；连接至所述输入端(101)且用于检测该输入端(101)处的异常电压的传感装置(107)，其中，该传感装置(107)用于当检测到异常电压时，向所述可控制开关(105)发送控制信号，以闭合该可控制开关(105)，从而闭合所述切换路径(103)；以及能量供应装置(109)，该能量供应装置与所述切换路径(103)并联连接且用于将闭合状态下的所述可控制开关(105)上的电压降转化为供电电压，并将该供电电压施加至所述传感装置(107)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】保护电路
本专利技术涉及一种保护电路。
技术介绍
过压保护器或反极性保护装置可用于针对所施加的主输入电压的过压或反极性，为电路提供保护。反极性保护装置通常含有与主输入电压反平行设置的二极管，当发生反极性时，该二极管可将主输入电压限制至该二极管的正向电压。除了该二极管之外，此类电路通常还采用在发生反极性时熔断的保险丝。过压保护器通常含有与主输入电压串联且在施加过压时断开的开关，或者与主输入电压并联且在施加过压时闭合的开关。然而，过压保护器的此类开关可在正常操作期间产生较大损耗。而且，此类开关通常只能在短时间内使用。此外，所谓的消弧电路或箝位电路可用作过压保护器。消弧电路含有短路开关或者过压传感器，该传感器在检测到过压时，通过启动所述短路开关而使主输入电压短路。消弧电路的短路开关可以为晶闸管或场效应晶体管(FET)。晶闸管可在施加过压时通过闩锁将其末端短路，并一直使其自身保持闩锁状态，直至流经该晶闸管的电流降至保持电流以下。然而，晶闸管通常会产生较大损耗。为了限制此类损耗，电路还通常添加在晶闸管闩锁时熔断的保险丝。然而，该保险丝对与消弧电路连接的电流或电压供应装置造成很大的限制。例如，为了实现保险丝的快速熔断，任何连接的电源必须能够提供三倍于该保险丝额定值的电流。另一方面，当场效应晶体管用作短路开关时，通常需要外部能量源对该短路开关进行控制，从而可能造成额外成本。此外，一旦该外部能量源发生任何故障，则表示该消弧电路再也不能确保发挥其保护功能。如果该场效应晶体管的控制电压由消弧电路的输入电压而非外部能量源提供时，当输入电压发生反极性时，同样无法确保发挥其保护功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种节能的保护电路。该目的由具有根据独立权利要求的特征的技术方案实现。附图、说明书及从属权利的技术方案为本专利技术的有利实施方式。根据所述本专利技术第一方面，上述目的由一种保护电路实现，该保护电路包括：可供主输入电压施加于其上的输入端；与所述输入端并联设置的切换路径，其中，该切换路径内连接有用于闭合该切换路径的可控制开关；连接至所述输入端且用于检测该输入端处的异常电压的传感装置，其中，该传感装置用于当检测到异常电压时，向所述可控制开关发送控制信号，以闭合该可控制开关，从而闭合所述切换路径；以及能量供应装置，该能量供应装置与所述切换路径并联且用于将闭合状态下的所述可控制开关上的电压降转化为供电电压，并将该供电电压施加于所述传感装置上。如此，所实现的优点在于，可实现针对异常主输入电压的有效保护。由于所述保护电路包括所述能量供应装置，而且由于该装置向所述保护电路提供供电电压，因此该保护电路无需设置用于供应能量的外部能量源。所述输入端可包括可供所述主输入电压以电位差形式施加的第一极和第二极。当所述切换路径闭合时，可使得所述输入端，即所述第一极和第二极经该切换路径被短路。所述保护电路可通过所述输入端连接至电压供应装置和/或电流供应装置，而且其可在检测到该电流供应装置和/或电压供应装置提供的异常主输入电压时，闭合所述切换路径，从而实现通过该切换路径将所述电流和/或电压供应装置短路。所述主输入电压可以为直流电压。具体而言，该主输入电压可包括例如用于自动化或汽车领域的高达60VDC的电压。所述保护电路可以为封闭模块，该模块例如包括外壳，该保护电路的所有部件都设于该外壳内。此外，所述保护电路可包括电连接该保护电路各部件的电气线路。所述传感装置还可包括用于检测异常主输入电压及用于控制可控制开关的电路。该传感装置可经电气线路与所述可控制开关电连接。此外，该传感装置可电连接至所述输入端，以对异常主输入电压进行检测。所述能量供应装置可将所述切换路径上的电压降转化为供电电压，尤其为所述切换路径的可控制开关和/或输入电阻器上的电压降。所述切换路径上的电压降可以为50mV、100mV、150mV、200mV或250mV。根据一种实施方式，所述能量供应装置包括储能装置，尤其为电容器和/或线圈且该储能装置可由所述供电电压充电，其中，该储能装置与所述传感装置的供电电压输入端连接。如此，所实现的优点在于，所述能量供应装置可高效且不受所述电压降波动影响的方式提供所述供电电压。如此，可在将所述电压降转化为所述供电电压的过程中，对生成所述主输入电压的所述电压降例如在电压供应装置的打嗝工作模式下发生的波动进行补偿。在所述保护电路的一种有利实施方式中，所述能量供应装置用于当所述可控制开关被打开，或者当触及该可控制开关上的电压降的阈值时转入无效状态，其中，当所述能量供应装置处于该无效状态下时，所述电压降无法转化为所述供电电压。如此，所实现的优点在于，所述能量供应装置仅在需要时，尤其当存在异常主输入电压时生成所述供电电压。这可降低所述保护电路的能耗。所述能量供应装置可在不需要将所述可控制开关上的电压降转化为所述供电电压时，例如当所述可控制开关被打开时或者当该转化因所述电压降低至无法生成所述供电电压而无法实现时，转入无效状态。在该无效状态下，所述能量供应装置可具有高阻抗。在所述保护电路的另一有利实施方式中，所述可控制开关包括晶体管，尤其常闭FET晶体管。该FET晶体管可以为MOSFET晶体管。在所述保护电路的另一有利实施方式中，所述控制信号包括控制电压，其中，所述传感装置用于当检测到异常电压时，将所述控制电压施加于所述晶体管的栅极。如此，所实现的优点在于，可在当施加所述控制电压时，有效闭合所述切换路径。在所述保护电路的另一有利实施方式中，所述供电电压与所述控制电压相同。在此情况下，所述传感装置可设计为当其感测到所述异常主输入电压时，将所述供电电压发送于所述可控制开关，从而将该可控制开关闭合。在所述保护电路的另一有利实施方式中，所述异常主输入电压为过电压和/或反极性电压。如此，所实现的优点在于，可实现针对过电压和/或反极性电压的有效保护。在所述保护电路的另一有利实施方式中，与所述切换路径内的所述可控制开关并联有二极管，其中，该二极管设置为当施加反极性的主输入电压时，将所述输入端短路。如此，所实现的优点在于，当所述主输入电压的极性反转时，可对其进行有效限制。此外，当所述主输入电压的极性反转时，流入所述输入端的电流可经所述二极管流出。在所述保护电路的另一有利实施方式中，所述能量供应装置包括尤其为直流-直流转换器的第一转换器，该第一转换器用于将处于闭合状态下的所述可控制开关上的电压降转化为所述供电电压。如此，所实现的优点在于，可以以更低的能耗有效生成所述供电电压。具体而言，该供电电压的生成无需任何外部能量源。在所述保护电路的另一有利实施方式中，所述能量供应装置包括连接于所述第一转换器和所述传感装置的供电电压输入端之间的第二转换器，该第二转换器用于将所述第一转换器产生的供电电压保持恒定，尤其通过增减该电压而将其保持恒定。如此，所实现的优点在于，可高效地使所述供电电压可为所述传感装置所用。通过使用两个转换器，可确保即使当处于闭合状态的所述可控制开关上的电压降较低，或者即使当该电压降具有波动时，也可有效地生成所述供电电压。所述第二转换器可以为升压转换器和/或降压转换器。在所述保护电路的另一有利实施方式中，所述能量供应装置包括第三转换器，该第三转换器用于当所述主输入电压极性反转时，将处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护电路(100)，其特征在于，包括：可供电压施加的输入端(101)；与所述输入端(101)并联设置的切换路径(103)，其中，所述切换路径(103)内连接有用于闭合所述切换路径(103)的可控制开关(105)；连接至所述输入端(101)且用于检测所述输入端(101)处的异常电压的传感装置(107)，其中，所述传感装置(107)用于当检测到异常电压时，向所述可控制开关(105)发送控制信号，以闭合所述可控制开关(105)，从而闭合所述切换路径(103)；以及能量供应装置(109)，所述能量供应装置与所述切换路径(103)并联连接且用于将闭合状态下的所述可控制开关(105)上的电压降转化为供电电压，并将所述供电电压施加至所述传感装置(107)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.09 DE 102015117232.11.一种保护电路(100)，其特征在于，包括：可供电压施加的输入端(101)；与所述输入端(101)并联设置的切换路径(103)，其中，所述切换路径(103)内连接有用于闭合所述切换路径(103)的可控制开关(105)；连接至所述输入端(101)且用于检测所述输入端(101)处的异常电压的传感装置(107)，其中，所述传感装置(107)用于当检测到异常电压时，向所述可控制开关(105)发送控制信号，以闭合所述可控制开关(105)，从而闭合所述切换路径(103)；以及能量供应装置(109)，所述能量供应装置与所述切换路径(103)并联连接且用于将闭合状态下的所述可控制开关(105)上的电压降转化为供电电压，并将所述供电电压施加至所述传感装置(107)上。2.根据权利要求1所述的保护电路(100)，其特征在于，所述能量供应装置(109)包括可由所述供电电压充电的储能装置，尤其为电容器或线圈，所述储能装置连接至所述传感装置(107)的供电电压输入端。3.根据权利要求1或2所述的保护电路(100)，其特征在于，所述能量供应装置(109)用于当所述可控制开关(105)被打开，或者当触及所述可控制开关(105)上的所述电压降的阈值时转入无效状态，其中，当所述能量供应装置(109)处于所述无效状态下时，所述电压降无法转化为所述供电电压。4.根据前述权利要求当中任一项所述的保护电路(100)，其特征在于，所述可控制开关(105)包括尤其为常闭FET的晶体管。5.根据权利要求4所述的保护电路(100)，其特征在于，所述控制信号包括控制电压，且所述传感装置(107)用于当检测到异常电压时，将所述控制电压施加至所述晶体管的栅极。6.根据权利要求4或5所述的保护电路(100)，其特征在于，所述供电电压与所述控制电压相同。7.根据前述权利要求当中任一项所述的保护电路(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥拉夫·施密特，约亨·佐赫，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE