[发明专利]一种短路限流保护器

说明书

本发明涉及一种短路限流保护器，更具体地涉及一种电子熔断器，它在正常工作状态下具有极小的功率损耗，在一个预定的电流强度下将被迅速地和可靠地触发。

给该电路提供工作电压的不同的电子电路和单元需要一个安全装置，该装置是以熔断器的形式，当由该熔断器提供的被保护电路中的电流过高，例如由于短路产生的，该熔断器将触发。

最普通类型的熔断器是热熔断器，它通常包含一个玻璃管，该玻璃管包含一个细丝或金属丝，当通过该金属丝的电流为一给定电流值时，该金属丝熔化或烧毁，由于金属丝的电阻和电流产生热，当流过的电流过大时，所产生的热熔化该金属丝。

由于该熔断器的启动相当地快，这种熔断器将完全适应万一发生完全的短路的情况。万一发生了短路，该熔断器允许较高的短路电流通过，该电流只由电源的阻抗所限定。如此高的短路电流易于损坏导体，电触点和其他的电子装置，也可能干扰并联供电的电子装置。另一方面，如果该电流接近或刚刚高于熔断的额定值，该熔断器的启动需要相当长的时间，由于其他电路部件的过载，有时能引起重大的问题。此外，这种熔断器可以制成慢的或快的，而且当负载接近它的额定值，由于老化，这种熔断器能发生变化，以致于在较长的安装时间以后，这样熔断器不按原来的额定值启动，而要超过该额定值。

最新的电压源单元常常具有一些限制电流的方式，它允许由电路从电源中取出最大的功率，这常常是靠允许电流达到一给定的最大值来实现的，然后减小电压，使电流决不会超过限制的值。当电压减小时，由于电压电平变得临界，使得许多电路功能不安全，这可能对所有的应用带来危害。

为了克服这个缺点，除了监视电流外，还必须监视电压。当电压降到一个预定值以下，电源将切断，并且有故障指示。这导致了更加复杂的安全系统，该系统比起监视或监督的细节更加全面。这里有一个问题，例如，在为很多用户服务的设备中有一个必然的要求，那就是涉及一个用户的故障不影响其他的用户。例如，在电话网络中的应用，例如，如果一个用户遭遇到了故障，该故障决不能影响可能是几十万用户的其他用户。对于用最简单但最有效的方法监视电流是重要的应用，以便使安装费降到一适当的水平。在电子和数据技术领域中有了类似的应用，一种过负载保护器是合乎需要的，它迅速和精确，既不产生无线电干扰，又不太复杂。这种保护器不需要新的替换元件，而很容易复位，在排除故障源后手动或者自动复位。

美国专利4531083和4531084教导了一种用于直流电源单元的电流调节电路，它打算用于给可充电电池充电，而不需要使用变压器、电容器或线圈。第一和第二晶体管的发射极通过一个第5电流限制的PTC电阻器相连，该PTC电阻器能起到熔断器的作用。使用MOS场效应晶体管替代复合晶体管电路中的多个晶体管，该 PCT(正温度系数)电阻器工作在电池充电过程中标称的125℃下，其中该电阻器的工作温度每增加1℃，充电电流将减小0.45％。这个电阻器最好是由能够使电阻器起到熔断器作用的材料金属化而制成。

徳国专利2533182教导了一种电路装置该装置用以指示在一电流源装置中触发或熔断的熔断器，这里使用了一个光致开关指示一个显文装置，表明它的熔断器已经启动。

因此需要提供一个既迅速又精确的电流限制装置，其中，它的功率损耗在正常工作条件下是很小的。

因此，本发明的目的在于提供一种短路限流保护器，它将满足下列规范。

(a)在选择的电流值下将迅速和立即触发；

(b)在正常电流值的情况具有极小的功耗；

(C)在触发电流下有一非线性特征，因此装置的触发将是加速的；

(d)短路电路将被限制在一希望的水平上，与电源的内部阻抗无关；

(e)该装置在工作时不产生射频干扰；和

(f)当切断不正确的电流时，该装置将感应的过电压限制在一预先确定的值。

根据本发明并根据上述规范提供了一种装置，在证实和消除了电流浪涌的起因后，该装置的触发状态很容易复位。

根据本发明提供了一种短路限制装置，它利用电和热的反馈原理的结合。

本发明还提供了一种装置，当标称的或额定电流达到后，该装置呈现一种精细建立起来的延迟，并且在延迟过后该装置被迅速触发或“熔断”；因此，万一负载出现了故障，该不正常的电流被限制在比通常的熔断器更低的值上。

根据本发以及上述过的规范还提供了一种装置，它能自动地或手动地复位，它还可以调整到一种不起作用的状态，而不需要除去该装置。

本发明将参照一些举例说明的实施例以及附图进行描述，其中