一种电子限流开关制造技术

一种电子限流开关，属于电器过流保护技术。克服了现有绪如熔断丝、热继电器、空气开关等电器过流保护器件的不足，提供了一种无隔离变压器、具有体积小，重量轻，价格低，功耗小，过流断开后２～３分钟即自动复位，过流—＊［－２５］—＊［２５］切断时间响应连续可调，最大分断能力＞１０安，重复使用＞１０万次等优点的电子限流开关。该开关不仅可取代现有的熔断丝，还可用作限流节电装置及对电动机的缺相保护。性能优越，应用范围很广。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术属于电器保安技术，尤其是关于电器过流的保护装置。现有的过流保护技术一般可分为三类热熔性保险丝(又称熔断器)；热继电器；带过流脱扣装置的空气自动开关。现对其缺陷分别综述如下保险丝，要耗费大量低熔点合金材料，只能一次性使用，更换麻烦，对小超量过流不敏感；热继电器，本身功耗大，因采用发热器件，由于热惯性反应较慢，整定值与实际动作值之间误差大，对电动机缺相长时间、小超量过流不起保护作用，脱扣后需手动复位；空气开关，生产工艺复杂，价格高，整定值与动作值之间误差大，多用于大容量的动力控制，不能使用于小容量的民用电器，脱扣后需手动复位。除上述三类常见的过流保护技术外，还有一种采用电子技术，通过对载荷线路电流的采样、甄别来控制一直流驱动继电器动作，切断载荷的电源来实现过流保护的方案，如附图2所示，图2中AC是交流电源，LD是载荷，B是隔离变压器，D是二极管桥整，C是滤波电容，J是直流驱动继电器，J′是该继电器的触点，K是继电器的驱动开关，ZB是甄别电路。由于这种方案或者采用隔离变压器B，或者提高所有电子元器件的耐压等级，最终必然使产品成本提高，所以实际应用很少。本技术正是为了克服现有技术的上述不足，提供了一种无隔离变压器，无须提高电子元器件耐压等级，因而价格低廉且体积小、重量轻；自身功耗很小，在常态下仅数十毫瓦且为呈容性电流，于电网多益少害；不用人工处理复位，过流断开后延时2～3分钟后自动复位；过流——切断时间响应小于1秒或大于1秒连续可调，最大分断能力达10安以上；可重复使用10万次以上的电子限流开关。本技术的要点如下有一由分流电阻和受甄别电路输出控制的分流开关串连构成的分流支路，该分流支路与一直流驱动继电器的线圈并联，共同作为一恒流源的负载；所谓恒流源是由一限流电容，一端与交流电源相连，另一端与整流二极管组成的桥整交流输入端相连，桥整的直流输出端并接一滤波电容所组成；所谓分流开关是一晶体三极管，其基极端与一甄别电路内射随器三极管的输出端相连，其集电极与电源正端间串接一分流电阻；所谓甄别电路是由一与载荷电源线路相连接的电流互感线圈，其输出经电阻串分压，二极管整流，电阻、电容积分处理后，取出直流电平加入由晶体三极管构成的单稳态延时电路的输入端，该单稳延时电路的输出经射极跟随电路阻抗隔离后输出稳定的限流控制信号至分流开关三极管的基极所构成。本技术不仅可取代现有的熔断丝，还有可能作为限制工矿企事业单位及家庭、宿舍等使用大容量电器的技术手段，有利于节约电能；如果加接电流互感器和续接接触器后，还可作为电动机的缺相保护。由于本技术价格低廉，性能优越，应用范围极广，故有很高的经济效益和社会效益。为了深化对本技术的理介，下面结合附图的介释，对本技术的原理及实施例作进一步阐述附图1是本技术的方框原理图。附图3是本技术的一个较佳实施例的电原理图。图1中，AC是交流电源，其电压为UAC，C1是限流电容，D1～4是整流二极管构成的桥整电路，C2是滤波电容，J是直流驱动继电器，其常合触点是J′，R′是分流电阻，K是分流开关，ZB是甄别电路，LD是载荷。如果忽略D1～4整流桥的正向饱和压降、分流开关K的正向饱和压降(分流开关一般采用晶体三极管)以及甄别电路ZB的附加分流因素，设继电器J的线圈直流电阻为R0，则当分流开关断开时，电路的电流为I，且I=UACR206+(ω c1)-2]]>，当容抗 1/(ωc1) 〉〉R0时，I＝UAC·ωC1与R0几乎无关；如果分流开关K闭合，则等于在R0上并接了一个分流电阻R′，其等效电阻为R，R＝R0∥R′ ……(1)由于R〈〈R0，显然更能满足 1/(ωc1) 〉〉R条件成立。因此，无论分流开关K的闭合与否，电流I都由限流电容C1的容量所决定，这有点象恒流供电方式，所以称限流电容C1与整流二极管D1～4及滤波电容C2这部分电路为恒流源IR。再分析一下继电器J线圈两端的电压URO受分流开关K断、合变化的影响情况分流开关K断开时， 分流开关K闭合时， 很明显，由公式(1)、(2)、(3)看出，因R0＞R，所以分流开关K断开时，继电器J线圈两端的电压URO大于分流开关K闭合时，继电器J线圈两端的电压URO＝UR，即分流作用使继电器J线圈两端的电压下降。选择适当的分流电阻R′，限流电容C1以及直流驱动继电器J(直流电阻R0与吸合、释放电压值)，使分流开关K断开时，继电器J线圈两端电压大于其吸合电压值；而分流开关K闭合时，继电器J线圈的端电压小于其释放电压值。这就是本技术的基本设计思路。常态下，分流开关K闭合，由于分流作用，继电器J线圈的端电压小于其释放电压值，故不动作，其常合触点J′闭合，载荷LD与交流电源AC构成回路；当载荷电流至限定值时，由甄别电路ZB取出限流信号并转化为一直流控制电平，使分流开关K断开，分流作用失去，继电器J线圈端电压上升且大于其吸合电压值，继电器J动作，切断了载荷LD的电源，实现了对载荷的过流保护作用。附图3中，三极管BG2与BG3构成达林顿管与三极管BG1及电阻R1～3，电容C3，二极管D5～6构成一单稳态延时电路；三极管BG4与电阻R4～5构成一射极跟随电路；电流互感线圈LH与电阻R6，电位器W，二极管D7及电阻R7、电容C4构成一采样电路。常态下，载荷电流低于限定值，互感线圈LH取出此电信号，经电阻R6与电流互感线圈LH的内阻及电位器W分压，二极管D7整流后加至单稳态延时电路的输入端即BG3的基极。电阻R7和电容C4构成一积分电路，起了抗干扰及改善过流－切断的响应时间的作用。由于D7输出的直流电平加于BG3的基极，此时，电平的电压尚达不到BG3的be结导通阀值，BG3截止，C3无电流流过。BG4为射随器，用以提高输入阻抗，减少接入BG3集电极后对其高电平的影响，因此，当BG3输出高电平时，BG4输出也是高电平，BG5导通，即分流开关K闭合。电流经分流电阻R′、BG5C→e对继电器J线圈分流，使其端电压跌到其释放电压值以下，继电器J处释放态，其常合触点J′闭合，交流电源AC与载荷LD构成回路。当载荷电流高于限定值时，D7输出直流电平升高，达到BG3be结的导通阀值，BG3导通，其集电极电压下降，R2的BG1基极电流减少，BG1脱离饱和区，其集电极电压升高，电源电压通过R1对C3充电，此充电电流同时流过达林顿管的be结，这样导致BG3的集电极电压进一步下跌，使电路进入暂态；另一方面，BG3的集电极电压下跌也使分流开关K的三极管BG5从饱和区退出，经分流电阻R′的分流量减小，使电源电压逐渐上升，而这一上升加速了单稳态的翻转速度——进入暂态。翻转完毕后，分流作用已基本消失，电源电压即继电器J线圈的端电压上升至大于其吸合电压值，继电器J动作(吸合)，其常合触点J′断开，载荷LD失电，起到了限流保护作用。这一暂态的持续时间，主要由R1、C3的时间常数决定。过了这一暂态时间，由于C3两端电压充电时逐渐提高，而其电流则逐渐减小，使电路重新进入稳态，继电器J线圈端电压又跌到其释放电压值以下而释放，常合触点J′闭合，恢复了对载荷LD的供电。D7的输出加入至BG3的基极，而不是加入至BG2的基极是为了防止引起对C3的充电，导致过流——翻转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子限流开关，包含用作续接弱电控制回路与交流或直流功率回路的直流驱动继电器，其特征在于前述的直流驱动继电器Ｊ的线圈两端与一由分流电阻Ｒ′和受甄别电路ＺＢ控制的分流开关Ｋ串接构成的分流支路相并联，共同作为一恒流源Ｉ↓〔Ｒ〕的负载。

【技术特征摘要】
1.一种电子限流开关，包含用作续接弱电控制回路与交流或直流功率回路的直流驱动继电器，其特征在于前述的直流驱动继电器J的线圈两端与一由分流电阻R′和受甄别电路ZB控制的分流开关K串接构成的分流支路相並联，共同作为一恒流源IR的负载。2.按照权利要求1所述的电子限流开关，其特征在于所述的恒流源IR是由一限流电容C1，其一端与交流电源AC相连，另一端与二极管D1～4组成的桥整电路的交流输入端相连，桥整的直流输出端并接一滤波电容C2所组成。3.按照权利要求1所述的电子限流开关，其特征在于所述的分流开关K是...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱耕梓，
申请(专利权)人：宁波市镇海民生电器厂，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]