提高跳闸强度的过流保护电路制造技术

该系统为保护电路防止过流的电气系统。它包括与载荷（８）并联的控制元件（６），电路中断元件（２）和旁路元件（４，１７，１９）。电路中断元件和旁路元件组成的并联组与由电载荷及控制元件组成的并联组采用串联方式连接。电路中断元件（２）有闭合和断开两种状态。当控制元件两端的电压为正常值时，控制元件（６）处于工作状态，而当电压降至或低于值Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］时，控制元件为非工作状态；将控制元件特别地和电路中断元件连接的目的是为了让电路中断元件在控制元件工作时闭合，而当控制元件不工作时断开。旁路元件包括第一旁路线路（１７，４）和与之并联的第二旁路线路（１９）；它有启动和制动两种状态。在启动状态下，如电路中断元件断开，且电流Ｉ↓［ＮＯＲＭＡＬ］通过旁路元件时，则流经旁路元件的绝大部分电流从第一旁路线路通过，而且控制元件两端的电压大于Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］。在制动状态下，如果由于控制元件两端的电压降至或低于Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］而引起电路中断元件断开，则流经旁路元件的绝大部分电流将会从第二旁路线路通过，并且通过旁路元件的电流可使控制元件两端的电压值维持等于或小于Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］的电压值。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术与电路过流保护相关。PTC电路保护装置众所周知。此装置与载荷串联，在通常的工作条件下处于低温、低电阻状态。然而如果流经PTC器件的电流过量增加，并且/或者PTC器件周围的室温过度上升，并且/或者正常的工作电流维持的时间超出了正常的工作时间，PTC器件就会“自动跳闸”，即转换到高温、高电阻状态从而大幅度的减少电流。通常情况下，即使电流和/或温度恢复至正常值，PTC器件也会保持自动跳闸状态，直至电源切断并被冷却。特别有效的PTC器件包含一个由PTC导电聚合物组成的PTC元件，即包括(1)有机聚合物，和(2)一个分散或者扩散在聚合物中的颗粒导电填充物最好是碳黑的组合物。带有以上物质的PTC导电聚合物及装置例如在美国专利代号为如下的4237441，4238812，4315237，4317027，4426633，4545926，4689475，4724417，4774024，4780598，4800253，4845838，4857880，4859836，4907340，4924074，4935156，4967176，5049850，5089801以及5378407的专利中有所描述，这些专利的内容在此引入以作参考。保护装置在已知的使用中存在的局限是如果过电流相对较小，如仅为正常电路电流的几倍时，则保护装置将会耗用较长的时间才能把PTC器件转换至跳闸状态。美国专利号为5666254，对应的PCT号为WO 97/10635的专利公布的过电流保护系统，会对引起载荷两端电压降低，如载荷两端部分或全部短路的过电流迅速反应，尤其适合在产生了导致相对较小过电流的故障时保护电路。在该系统中，控制元件与载荷并联。当载荷两端的电压降低时，控制元件两端的电压也下降。控制元件用于与和载荷串联的电路中断元件连接的目的在于当控制元件两端的电压降低时，电路中断元件会从相对导电状态转换至相对非导电状态(包括完全断开状态)。该系统还包括一个与电路中断元件并联的旁路元件。之所以要用此旁路元件的目的在于在电路接通时就让电流流经电路，给控制元件通电，然后将电路中断元件转换至相对导电状态。但是旁路元件必须满足若故障引起电路中断元件转换至相对非导电状态，则通过旁路元件的合成电流能将旁路元件转为高阻抗状态，从而保证控制元件两端的电压能低得足以维持电路中断元件处于相对非导电状态。在较受欢迎的美国专利号为5666254而相应的PCT号为WO97/10635所公开的专利技术装置中，电路中断元件是一组常开的继电器触点，控制元件是一个继电器线圈，该线圈能在通电时闭合继电器触点，断电时断开触点；旁路元件是PTC器件，尤以聚合态的PTC器件为最佳。在电路正常工作时，继电器线圈通电从而闭合触点。如果电压不足，则继电器线圈断电断开触点。电流分流到PTC器件上，该设备跳到高电阻状态。PTC器件与机械触点相结合可容许使用只在电压基本上小于正常电路电压时为切断过电流之用的触点。此结合还容许使用在电流基本上小于正常电流值时跳闸的PTC器件。但当继电器触点断开且PTC器件处于高电阻状态时，PTC器件必须承受电源电压直至继电器复位为止，例如通过再循环(recycling)电源的方式。在一些电路应用中，这将影响PTC的跳闸强度，即该装置在高电阻高温态超时情况下的稳定性。因此，有必要提供一种既可消除PTC上的电源电压，又可同时保持电路保护装置处于故障状态从而继续保护载荷的装置。现在我们发现了一种新的过电流保护系统，该系统能迅速的对引起载荷两端电压降低例如载荷部分或全部短路的过电流产生反应，也保持了保护系统中所用PTC器件的跳闸强度。新系统通过消除PTC上的电源电压并保持电路保护装置处于故障状态的方式保持PTC器件的跳闸强度，从而继续保护载荷。以上效果是通过使用有两条并联旁路线路的旁路元件达到的。在新系统中，控制元件与载荷并联。当载荷两端的电压降低时，控制元件两端的电压也将降低。控制元件特与电路中断元件连接，该中断元件和旁路元件并联，该并联组又与由控制元件和载荷组成的并联组串联。当控制元件两端的电压降低时，电路中断元件将会由相对导电状态变为相对非导电状态(包括完全断开状态)。旁路元件有两条并联线路。当电路中断元件变为相对非导电状态时，电流分流到旁路元件上，几乎所有电流都流经第一旁路线路。与第一旁路线路耦合的PTC器件初始时处于低阻抗状态。电流经由第一旁路分流，相应地PTC器件的电阻增加，从而将电流分流到第二旁路线路上。在第二旁路线路中的旁路传感器，如继电器线圈或分压器，测试着旁路元件两端的电压值。当旁路元件两端的电压达到预设值时，旁路传感器启动与PTC器件串联的旁路开关，例如继电器触点或场效应晶体管，从闭合或将闭路态调至断开或断路态。旁路传感器的阻抗足够高，足以保证只要持续供电，仅有非常低的电流可以流过旁路传感器，从而保证旁路开关处在断开或断路状态，但还可以让微量电流通过载荷。这样可以允许极少的(或趋于零的)电流通过PTC器件，还可将电源电压加到旁路传感器和旁路开关两端，从而让PTC器件回到它的低阻抗状态。这样连接旁路元件的目的是如果发生故障引起电路中断元件转换到相对非导电状态，则流经旁路元件的合成电流能将该元件改变，以达到让控制元件两端的电压保持在低得足以让电路中断元件处于相对非导电状态的值的目的。旁路元件的附加用途是当电路刚接通时能让电流流到电路，给控制元件通电，然后再将电路中断元件转换到相对导电状态。在一优选方面，本专利技术提供了一个电气系统，此系统能连接在电源和电载荷之间形成工作电路，这样连接可保护电路免受过流破坏，该系统包括a.一个在工作电路里与载荷并联的控制元件；以及b.一个电路中断元件，一个旁路元件，它们在工作电路中并联，电路中断元件和旁路元件组成的并联组与由电载荷和控制元件组成的并联组串联连接；其中，i.电路中断元件有(1)闭合态，可允许INORMAL通过电路中断元件，和(2)断开态，可允许最多减少到基本上小于正常电流INORMAL通过电路中断元件；ii.控制元件(1)当控制元件两端为正常电压VNORMAL时为导通状态，控制元件两端电压降至或低于VFAULT时为截止状态，和(2)特别与电路中断元件连接，使得当控制元件导通时电路中断元件处于闭合态，而当控制元件截止时电路中断元件处于断开态；iii.旁路元件(1)包括第一旁路线路和与之并联的第二旁路线路；和(2)有启动态，如果电路中断元件断开且通过旁路元件的电流为正常值INORMAL时，几乎所有流经旁路元件的电流都经第一旁路线路通过，并且控制元件两端的电压大于VFAULT，和(3)制动态，如果因控制元件两端的电压降至或低于故障电压VFAULT而导致电路中断元件断开，那么几乎所有流经旁路元件的电流都经第二旁路线路通过，而且通过旁路元件的电流可保证控制元件两端的电压维持在等于或小于故障电压值VFAULT。在本专利技术的优选实施例中，电路中断元件是第一组常开的继电器触点，控制元件是第一继电器线圈，该线圈在通电时闭合第一组继电器触点，断电时让第一组断电继电器断开。第一旁路线路是一组PTC器件与第二组常闭继电器触点的串联组，第二旁路线路是第二继电器线圈，该线圈通电时断开第二组继电器触点，断电时闭合第二组继电器触点。万一过电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可连接电源和电载荷以形成工作电路的电气系统，如此连接的目的在于保护电路不受过流破坏，该系统包括： ａ．在工作电路中与载荷并联的控制元件；以及 ｂ．在工作电路中并联的电路中断元件和旁路元件，电路中断元件和旁路元件的并联组又与电载荷同控制元件的并联组串联连接 其中 ｉ． 电路中断元件有 （１） 闭合态，可让正常电流Ｉ↓［ＮＯＲＭＡＬ］通过电路中断元件，和 （２） 断开态，可让减少至基本上小于Ｉ↓［ＮＯＲＭＡＬ］的低电流通过电路中断元件； ｉｉ 控制元件 （１） 当控制元件两端的电压为正常值ＶＮＯＲＭＡＬ时处于导通态，而当控制元件两端的电压降至或低于故障电压Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］时为截止态，以及 （２） 特意与电路中断元件连接，以便当控制元件导通时电路中断元件为闭合态，而当控制元件截止时，电路中断元件为断开态；和 ｉｉｉ 旁路元件 （１） 包括第一旁路线路和与之并联的第二旁路线路；和 （２） 有启动状态，为了若电路中断元件断开且电流Ｉ↓［ＮＯＲＭＡＬ］的电流流经旁路元件时，几乎所有的流经旁路元件的电流都通过第一旁路线路，并且控制元件两端的电压高于Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］，和 （３） 有制动状态，为了若因控制元件两端的电压降至或低于故障电压Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］引起电路中断元件断开，几乎所有的流经旁路元件的电流都通过第二旁路线路，通过旁路元件的电流能让控制元件两端的电压保持在等于或者低于故障值Ｖ↓［ＦＡＵＬＴ］。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1997-8-29 08/9213931.一种可连接电源和电载荷以形成工作电路的电气系统，如此连接的目的在于保护电路不受过流破坏，该系统包括a.在工作电路中与载荷并联的控制元件；以及b.在工作电路中并联的电路中断元件和旁路元件，电路中断元件和旁路元件的并联组又与电载荷同控制元件的并联组串联连接其中i.电路中断元件有(1)闭合态，可让正常电流INORMAL通过电路中断元件，和(2)断开态，可让减少至基本上小于INORMAL的低电流通过电路中断元件；ii控制元件(1)当控制元件两端的电压为正常值VNORMAL时处于导通态，而当控制元件两端的电压降至或低于故障电压VFAULT时为截止态，以及(2)特意与电路中断元件连接，以便当控制元件导通时电路中断元件为闭合态，而当控制元件截止时，电路中断元件为断开态；和iii旁路元件(1)包括第一旁路线路和与之并联的第二旁路线路；和(2)有启动状态，为了若电路中断元件断开且电流INORMAL的电流流经旁路元件时，几乎所有的流经旁路元件的电流都通过第一旁路线路，并且控制元件两端的电压高于VFAULT，和(3)有制动状态，为了若因控制元件两端的电压降至或低于故障电压VFAULT引起电路中断元件断开，几乎所有的流经旁路元件的电流都通过第二旁路线路，通过旁路元件的电流能让控制元件两端的电压保持在等于或者低于故障值VFAULT。2.根据权利要求1的系统，其中a.控制元件包含第一继电器线圈，该线圈(1)当第一继电器线圈两端的电压是正常值VNORMAL时通电，并(2)当第一继电器线圈两端的电压降至或低于故障电压VFAULT时断...

【专利技术属性】
技术研发人员：B托马斯，
申请(专利权)人：泰科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]