[实用新型]电子保险器

说明书

本实用新型属于断路器，是一种电子保险器，当瞬态负荷(功率)超载时，迅速切断电源的保险器。与电度表加限量(累积量——功)的装置迥然不同。

现行的传统方式：

民用用户终端，沿用古老的金属熔断器(俗称保险丝)，由于其热惰性造成反应速度慢。特别是家庭中不是人人懂电，熔断器烧断后，一是不敢接，二是不排除故障就去换接，既无效果又危险。有些“胆大”的人，不顾后果用粗保险丝或铜线代之，往往造成总保险烧断，甚至出现供电网支路，以至干线过热起火，损人害己。

工业电网的用电器，通常采用交流断路器。存在机械惰性带来的反应迟钝。由于触点的闪弧、熔融，限制了开关寿命，并产生出电磁干扰。

本实用新型的目的是通过电子保险器克服惰性，消除机械触点的闪弧、电磁干扰，免去更换的麻烦，从而实现提高性能，延长寿命，安全可靠。

本实用新型以固态继电器取代熔断器或交流断路器，不仅理想地克服了传统方式的固疾，并且做到总负载限定阀值可调。

固态继电器属于无触点电子开关，其寿命比机械触点高出105倍，响应速率高(工作频率达几百千赫兹)，灵敏度高(驱动功率仅为mA级)，关断上升率高(600～1200V/μs)，体积小。电原理方框图如《图1》，其中：。

①——逻辑门；

②——触发器；

③——电子开关；

④——取样器；

⑤——直流电源。

K_AN——按钮开关，其中：a位为关断状态；b位为恢复状态。

R_L1～L_n-代表不同的实际负载(用电器)。

从电路工作状态看，虽然负载电流是随机的模拟量，作为控制信息却是数字量。所以，各级均使用数字器件，逻辑关系见《图2》。其中：

V_L-负载端电压

V_J-触发器J端电压

V_cp-触发器时钟

V_Q-触发器同相端

V_y-采样电压

本电路中另一特点就是应用了开关型霍尔器件，使电路大大大简化。负载功率大小表现为电流不同，取样可有：电流互感、电压互感、电阻分压等方式。由于本装置长期、不间断地工作，其自损耗就不可忽视，加之体积、造价等因素，以上形式均不理想。

电压霍尔器件的输出电压正比于流过霍尔器件的电流Ic和该处的磁场强度B。即

V_H∞Ic·B

B是由负载电流产生的随机量，通过Ic的调节，可控制线性电压霍尔器件的输出电压V_H。可见此电压是一个模拟量，还必须经过放大、整形、比较，才能变为开关量去控制触发器。

开关霍尔器件则可直接输出开关量，如《图3》所示的磁路特性，磁隙处的磁感应强度与激磁线圈的匝数和气隙的宽度有关。 B = μoI 2 πR ]]>

磁隙的调整很困难，由于负载的门限不是连续值，所以可以利用抽头式线圈，做到步进选择。当负载电流很大时，可以直接把霍尔开关安放在电流导线附近，调节其距离即可调节门限电平。《图3》中：

(1)——激磁线圈

(2)——磁环

(3)——霍尔开关

I——激磁电流(负载电流)