熔断器故障显示制造技术

本发明专利技术涉及一种电路，用于监测熔断器(1)跳闸状态的熔断器故障显示，为了显示熔断器(1)跳闸状态设有发光二极管(2)，其设置在并联于熔断器(1)的电流路径中，熔断器(1)未跳闸时，该并联电流路径电阻比熔断器(1)高，从而经该电流路径电流不足以使发光二极管(2)工作，熔断器(1)跳闸时，该并联电流路径电阻比熔断器(1)低，从而经该电流路径电流足够使发光二极管(2)工作，还设有限制经发光二极管(2)电流的电流限制装置和限制经跳闸熔断器(1)电压的电压限制装置。根据本发明专利技术，熔断器(1)未跳闸时，为了实现并联电流路径的高电阻，场效应晶体管(3)和电阻(4)串联设置，熔断器(1)跳闸时，为了在并联电流路径中建立电流限制装置，设有相同电阻(4)，从而在具有发光二极管(2)的并联电流路径中形成场效应晶体管(3)的控制电压，场效应晶体管(3)的关闭状态取决于该控制电压。因此给出一种通用且低成本的熔断器监测电路，适用于直流电和交流电工作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】熔断器故障显示
本专利技术涉及一种电路，该电路用于监测熔断器的跳闸状态的熔断器故障显示，其中，为了显示熔断器的跳闸状态设置有发光二极管。
技术介绍
本专利技术设置用于监测既可以直流电工作又可以交流电工作的熔断器。本专利技术适用于在很广泛的应用领域中监测在几伏到几百伏的低电压范围的熔断器。但如果待使用的半导体元件尺寸适当，在高压范围内的应用原则上也是可能的。已多次说明对光学或者电子地监控熔断器状态所提出要求的原因。小家电的熔断器通常难以接近，另外小型保险丝的熔断丝状态通常也难以发现。在其他功率范围内例如在暗处不能够识别家庭配电箱的断路器的状态。并且在其他应用领域中，电控制装置或监控装置同样需要熔断器的状态作为传感器信息用于故障显示或启动措施。现有技术中针对各个问题以及分别对应各个情况已知高成本的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种简单且低成本的、能够在很宽的电压范围的领域中应用而且能够在小空间中实现的电路，该电路用于熔断器故障显示而且适于在直流电和交流电工作。因此，按照本专利技术，设置一种电路布置用于监测熔断器跳闸状态的熔断器故障显示，该电路布置为了显示熔断器的跳闸状态设置有发光二极管，该发光二极管设置在并联于熔断器的电流路径中，其中，当熔断器未跳闸时，与熔断器的电阻相比，该并联的电流路径具有高电阻，从而经过该电流路径的电流不足以使发光二极管工作，其中，当熔断器跳闸时，与熔断器的电阻相比，该并联的电流路径具有低电阻，从而经过该电流路径的电流足够使发光二极管工作，其中，还设置有用于限制经过发光二极管的电流的电流限制装置和用于限制经过跳闸的熔断器的电压的电压限制装置，当熔断器未跳闸时，为了实现并联的电流路径的高电阻，场效应晶体管和电阻串联设置，而且当熔断器跳闸时，为了在并联的电流路径中建立电流限制装置，设置有相同的电阻，从而在具有发光二极管的并联电流路径中形成场效应晶体管的控制电压，该场效应晶体管的关闭状态取决于该控制电压。也就是说，在待监测的熔断器断开之后，受熔断器保护的、经并联的电流路径的电路仍保持闭合，其中，电流限制装置限制经过熔断器故障显示的电流并且同时使发光二极管工作。该电路布置具有多个优点。第一个优点在于，该电路仅需要非常少的组成元件。因此，可低成本地、以很低的空间需求地实现该电路。因此，该电路在许多熔断器应用中集成在已有的外壳中。另一个优点在于，该电路能够不依赖于工作电压使用。仅通过半导体的介电强度限制，即使在熔断器故障显示的连接触点之间高电压时，场效应晶体管调节经过并联的电流路径的电流降低至预设的大小，从而使发光二极管不会毁坏。该电路布置既适用于直流电工作又适用于交流电工作，其中，在后一种情况下，由于所使用的发光二极管而优选地设置半波整流。该电路有利地具有可调电阻，该可调电阻设置在并联于熔断器的另一条并联电流路径中。这类依赖电压的电阻的优点是，其电阻在预设的阈值电压作用下突降并且因此该电阻变为导电的。在此，预设的阈值电压必须高于工作电压，从而可调电阻仅在超过工作电压的电压峰时导电并且由此保护包含场效应晶体管的并联的电流路径。另外，用于电压限制装置的电路还有利地具有电容器，该电容器设置在另一个并联于熔断器的并联电流路径中。当熔断器未跳闸时，电容器的极板经熔断器短路，从而电容器完全放电。根据受熔断器保护的电路中的电感，如果电压峰没有被电容器补偿，当熔断器跳闸时会出现电压峰。因此，该电路有利地既有可调电阻又有电容器。另外，该电路有利地这样设置，即该串联电路具有两个额外的二极管，该二极管包围由场效应晶体管、电阻和发光二极管组成的电路布置。这两个二极管也为包围在其中的场效应晶体管提供了额外的抗过电压的保护。另外，该二极管也在交流电工作时适于承担进行半波整流并因此减轻了发光二极管的负担。另外，该电路有利地这样设置，即发光二极管是光电耦合器的一部分或串联电路具有额外的光电耦合器，经该光电耦合器可以实现与评估电子部件的反馈或耦合。在此，光电耦合器具有与受熔断器保护的电路电气隔离的优点，从而例如可能出现的电压峰不会对下游的评估电子元件起到作用。场效应晶体管有利地设置为金属-氧化层-半导体-场效晶体管(MOSFET)，该金属-氧化层-半导体-场效晶体管具有负温度系数，从而当该晶体管由过高的电流过载时，其电阻立即增大。例如，自导通的n沟道金属-氧化层-半导体-场效晶体管(n-Kanal-MOSFET)适用于电流调节的形成，该自导通的n沟道金属-氧化层-半导体-场效晶体管通过升高的(负)栅电压关闭源-漏沟道。当电流经过电路的电阻时，经该电阻出现了适合作为控制电压的电压。该场效应晶体管的源极和漏极之间有利地设置有续流二极管，其中，场效应晶体管设置为包含该续流二极管。由于对通过静电引起的过电压峰值的高度易感性，这类二极管也可以额外地保护场效应晶体管。该续流二极管有利地设置为从预设的阈值电压开始反向于关闭方向导电的齐纳二极管。该续流二极管可以有利地集成在场效应晶体管的组成元件中。在一个有利的设计中，按照本专利技术的电路包含可调电阻、电容器、电阻、场效应晶体管、发光二极管以及两个二极管和可选择的光电耦合器。该设计中实现了为有效功能的电路技术支出与空间需求之间良好的比例。安全装置有利地具有含前述特征的熔断器故障显示。在此，可能涉及串联保险丝接线端子、线路保护断路器、G类熔断器的装置或精密设备熔断器的固定装置。附图说明随后借助优选的实施方式结合附图进一步说明本专利技术。其中，图1示出了用于按照本专利技术一个优选的实施方式的熔断器故障显示的电路，并且图2示出了具有熔断器故障显示的串联保险丝接线端子，该熔断器故障显示用于监测按照本专利技术一个优选实施方式的熔断器的跳闸状态。具体实施方式图1示出了用于按照本专利技术一个优选的实施方式的熔断器故障显示的电路。受熔断器1保护的电路可以经连接触点10、10’与熔断器1连接。熔断器故障显示的电路经熔断器故障显示的连接触点11、11’与熔断器1并联。熔断器故障显示的电路在其连接触点11和11’之间具有三个并联的电流路径。第一条路径经过可调电阻5，第二条路径经过电容器6并且第三条路径经过由两个二极管7、含集成的续流二极管9的n沟道场效应晶体管3、电阻4、发光二极管2和光电耦合器8的串联电路。如果没有进一步详细说明，随后并联的电流路径的表述都理解为最后提到的这条串联路径。光电耦合器8的反馈12、12’的传感器连接或连接触点与受保护的电路电气隔离并且由光电耦合器8接通。当熔断器未跳闸时，待保护的电路既经过熔断器1又经过熔断器故障显示的并联电流路径闭合。从待保护的电路的视角出发，熔断器1和熔断器故障显示代表一个分流器。电流以与电阻成反比的方式分配至熔断器的支路和熔断器故障显示的支路。由于未跳闸的熔断器1的电阻通常明显的小于1欧姆，几乎为0欧姆，因此并联的、设置有电阻4的电流路径必然具有比较高的电阻。当熔断器1未跳闸时，在一定程度上电流仅经过几乎无电阻的熔断器1。熔断器的连接触点10、10’以及熔断器故障显示的连接触点11、11’处于相同的电位，没有足够高的电流通过并联的电流路径使熔断器故障显示的发光二极管2工作。可调电阻5的连接在相同的电位，从而也处于关闭状态缺少外加电压。只要电容器6的两极都在相同的电位，那么本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，所述电路用于监测熔断器(1)的跳闸状态的熔断器故障显示，其中，为了显示所述熔断器(1)的跳闸状态设置有发光二极管(2)，所述发光二极管设置在并联于所述熔断器(1)的电流路径中，其中，当所述熔断器(1)未跳闸时，与所述熔断器(1)的电阻相比，所述并联的电流路径具有高电阻，从而经过所述电流路径的电流不足以使所述发光二极管(2)工作，其中，当所述熔断器(1)跳闸时，与所述熔断器(1)的电阻相比，所述并联的电流路径具有低电阻，从而经过所述电流路径的电流足够使所述发光二极管(2)工作，其中，还设置有用于限制经过所述发光二极管(2)的电流的电流限制装置和用于限制所述跳闸的熔断器(1)的电压的电压限制装置，其特征在于，当所述熔断器(1)未跳闸时，为了实现所述并联的电流路径的高电阻，场效应晶体管(3)和电阻(4)串联设置，而且当所述熔断器(1)跳闸时，为了在所述并联的电流路径中建立所述电流限制装置，设置有相同的电阻(4)，从而在含有所述发光二极管(2)的并联电流路径中形成所述场效应晶体管(3)的控制电压，所述场效应晶体管(3)的关闭状态取决于所述控制电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.16 DE 102012107525.51.一种电路，所述电路用于监测熔断器(1)的跳闸状态的熔断器故障显示，其中，为了显示所述熔断器(1)的跳闸状态设置有发光二极管(2)，所述发光二极管设置在并联于所述熔断器(1)的电流路径中，其中，当所述熔断器(1)未跳闸时，与所述熔断器(1)的电阻相比，所述并联的电流路径具有高电阻，从而经过所述电流路径的电流不足以使所述发光二极管(2)工作，其中，当所述熔断器(1)跳闸时，与所述熔断器(1)的电阻相比，所述并联的电流路径具有低电阻，从而经过所述电流路径的电流足够使所述发光二极管(2)工作，其中，还设置有用于限制经过所述发光二极管(2)的电流的电流限制装置和用于限制经过所述跳闸的熔断器(1)的电压的电压限制装置，其特征在于，当所述熔断器(1)未跳闸时，为了实现所述并联的电流路径的高电阻，场效应晶体管(3)和电阻(4)串联设置，而且当所述熔断器(1)跳闸时，为了在所述并联的电流路径中建立所述电流限制装置，设置有电阻(4)，从而在含有所述发光二极管(2)的并联电流路径中形成所述场效应晶体管(3)的控制电压，所述场效应晶体管(3)的关闭状态取决于所述控制电压。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压限制装置具有可调电阻(5)，所述可调电阻设置在另一个并联于所述熔断器(1)的并联电流路径中。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压限制装置具有电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯彼得·胡代茨，
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