输入保护电路制造技术

一种电压钳保护电路，用于在没有足够的电流烧断熔丝时免于受过电压状态的损坏。该电压钳保护电路包括电压钳和热熔断路器。该电压钳将任何过电压钳位到钳位电压。如果过电压状态持续太长时间，该电压钳散发足够的热量以激活该热熔断路器，从而产生保护该电路的剩余部分的开路。该电压钳保护电路可与各种其它保护电路结合使用以提供增强的保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求2008年4月25日提交的美国临时专利申请61/048，036的权益。
技术介绍
本专利技术涉及一种适于在电感耦合电路或基本上任何其它类型的电路中使用的输 入保护电路。电感耦合有许多优点。一个优点是，电感耦合为简单而高效的互用提供了额外的 机会，其中装置能够互换使用。然而，“使其独立(cut the cord)”并能够互用的电路设计 有可能使得电路对第三方系统很敏感。也就是说，由第三方系统产生的磁场可能令人忽略 地激励远程装置中的次级线圈并提供不适当的能量。在一些情况下，来自这些第三方源的 电力可能是破坏性的。随着无线电力变得越来越普遍，第三方磁场的量和种类也变得越来 越多。在有线应用中，大家熟知多种保护电路。例如，熔丝、断路器、温度传感器和限流器 是广泛使用的用于控制某些危险的保护机构。这些部件中的一些，与许多其它保护电路类 似，依赖适当的电源来工作。可能偶尔适当的电源是不可用的，比如电感耦合环境中的情 况。一些保护电路不依赖适当的电源而工作。例如，瞬变电压抑制器(“TVS”)是一种 这样的保护电路。TVS被设计为对突然或瞬间的过电压状态(比如由闪电或马达电弧所引 起的)做出反应。TVS通过在电压超过雪崩击穿电势时分流过载电流而工作。TVS是一种钳 位装置(clamping device)，其基本上抑制高于其击穿电压的所有过电压(overvoltage)。 类似于大多数钳位装置，它在该过电压消失时自动复位，但是内部吸收了很多的瞬变能量。 通常使用散热器(heatsink)来散发该瞬变能量。然而，如果过电压状态持续太长时间，那 么该TVS可能崩溃，这会导致该电路被损害或损毁。相应地，需要提供一种保护电路，该保护电路免于被持续的过电压状态(及其它 情况)的损害一即使在没有用于该保护电路的适当电源可用的时候。
技术实现思路
本专利技术提供一种保护电路，其包括热耦合于热熔断路器的电压钳(voltage clamp) 0该电压钳提供针对过电压状态的某种保护。如果过电压状态持续太长时间的话， 该电压钳散发足够的热量来激活该热熔断路器，从而产生开路，保护该电路的剩余部分。在一个实施方式中，该保护电路是电感式加电的次级电路的子电路。在此实施方 式中，第三方磁场可能在该次级电路的次级线圈中感应出不想要的电压。该电压钳将该电 压钳位到期望的电平。能量以热的形式被散发到该热熔断路器，而不是将该电压钳中的能 量散发到散热器中。可选地，热粘合剂可用于帮助将热从该电压钳传递到该热熔断路器。该 电压钳保持激活的时间越长，越多的热被散发到该热熔断路器。一旦该热熔断路器中达到 了阈值温度，则产生开路。该保护电路的这个实施方式的一个优点是当没有足够的电力激活替代的保护元 件(比如电熔丝)时有产生开路的能力。在一些情况下，比如电感式加电的远程装置，有过 电压状态但又有很低的可用电流量。因为该电压钳不需要电力源或来自微处理器的输入， 所以该电压钳能够维持其功能。然而，典型的电压钳不能无限地持续暴露于过电压状态。最 终，由该电压钳产生的热可能导致该电压钳失灵。在当前实施方式中，在失灵发生前，产生 足够的热以激活热熔断路器并产生保护该电路的剩余部分的开路。这允许在即使还没有足 够的电流激活替代的保护元件的情况下保护免受过电压状态。尽管本实现特别适于保护电 感式加电的远程装置，它也适于基本上在任何电路中使用。该电压钳位保护电路的其它优 点包括1)相对低的阻抗；以及2)微处理器控制是不必要的。在另一个实施方式中，本专利技术的保护电路与其他保护线路结合使用以提供更广的 保护范围。在一个实施方式中，保护线路的结合定义了该电路的操作窗口，不同的保护线路 在不同的故障条件触发，既有想得到的又有想不到的。例如，一些保护线路可以被设计为保 护该负载，而其它保护线路可以被设计为在整体上保护该次级电路。一些保护线路可以被 设计为针对过电压状态进行保护而其它线路可以被设计为针对过电流状态进行保护。进一 步地，一些保护线路可以被设计为针对瞬变或持续故障状态进行保护。在一个实施方式中， 提供三种不同层次的保护1)电熔丝通常针对大的瞬变为该电路提供增强的保护；2)由微 处理器控制的场效应晶体管响应于一个或更多感测的性质(包括频率、温度、输入电压或 输入电流)而提供负载保护；以及3)包括热熔断路器的电压钳保护电路针对瞬变和持续的 过电压状态两者提供增加的总体电路保护，即使在低电流的情况下。参考当前实施方式和附图的描述，可以更全面地理解和领会本专利技术的这些以及其 它目标、优点和特征。附图说明图1是包括电压钳保护电路的电感耦合系统的一个实施方式的电路图。图2是包括电压钳保护电路的次级电路的一个实施方式的功能性框图。图3是图2的次级电路的一个实施方式的电路图。图4是包括电压钳保护电路的次级电路的另一个实施方式的功能性框图。具体实施例方式现在参考图1，显示了依照本专利技术的实施方式，具有电压钳保护电路38的电感耦 合系统的图示。所描绘的电感耦合系统包括电感式电力供应10和远程装置20。电感式电 力供应10包括电力供应电路12、电容器14和初级线圈16。远程装置20包括次级线圈22、 热熔断路器24、电压钳沈、可选的热粘合剂25、可选的整流电路32和负载34。电压钳保护 电路38通常包括至少两个元件电压钳沈和热熔断路器24。在图示实施方式中，电压钳沈 和热熔断路器M通过可选的热粘合剂25彼此热耦合。热熔断路器M电气连接于次级线 圈22和该电路的剩余部分之间。电压钳沈响应于过电压状态钳位输入电压。如果该过电 压状态持续太长时间，该电压钳散发足够多的热量以激活热熔断路器M并产生保护该电 路的剩余部分的开路，在当前实施方式中，该剩余部分包括全桥接整流电路32和负载34。由于电感耦合系统所面临的一些挑战和限制，所以电压钳保护电路38特别适于用于电感耦合系统中。尽管电压钳保护电路38大多是结合电感耦合系统描述的，然而电压 钳保护电路38适于对基本上任何的电气电路提供某种保护。尽管图1中所描绘的实施方式是结合谐振原线圈(primary)描述的，然而本专利技术 适于与非谐振原线圈一起使用。进一步，在图1描述的实施方式中，电压钳保护电路38是 唯一的保护机构。在其它实施方式中，比如在图2-4中所示的那些实施方式中，电压钳保护 电路38可以是许多不同的保护电路之一，这些不同的保护电路可以结合使用以保护电路 免于各种想得到和想不到的故障情况。本专利技术适于在任何电感耦合系统中与基本上任何的远程装置一起使用。相应地， 不会对电感式电力供应10和远程装置20进行详细描述。需要说的只是，电感式电力供应 10包括电力供应电路12和初级线圈16而远程装置20包括次级线圈22和次级负载34，该 次级负载34可以是电池或基本上任何其它的负载。电力供应电路12产生和向初级线圈16 施加交变电流。由于电力供应电路12施加交变电流，初级线圈16产生电磁场。电力供应 电路12可以是基本上能够向初级线圈16提供交变电流的任何线路。例如，该电力供应电 路12可以是在2004年11月30日公告的、Kuennen等人的、名称为“hductively Coupled Ballast Circuit"的美国专利6，825，620中披露的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种保护电路，包含：热熔断路器，其中响应于被加热到阈值温度，所述热熔断路器在所述保护电路中产生开路；电耦合及热耦合于所述热熔断路器的电压钳，其中所述电压钳适于响应于过电压状态而将输入电压钳位到期望的电平并将能量以热的形式散发到所述热熔断路器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·莫勒马，
申请(专利权)人：捷通国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US