[发明专利]熔断器故障显示

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路，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。

背景技术

本发明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。本发明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。

发明内容

本发明的目的在于，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。

该目的按照本发明通过独立权利要求的特征得到实现。本发明的有利的设计在从属权利要求中说明。

因此，按照本发明，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。