[发明专利]保护DC电源的装置

说明书

发明领域

本发明涉及用于和负载连接的DC(直流)电压源的过电流保护器。

发明背景

过电流保护器本身是周知的。

一种已知的过电流保护器由一个第一晶体管和一个第二晶体管组成，其中第一晶体管在DC电压源的二个输出端之间和一个负载以及一个电流传感电阻器串联连接，第二晶体管与一个限流电阻器串联地和第一晶体管并联地连接。

检测出的负载电流和一基准电平比较。若负载电流超过该基准电平，断开第一晶体管。然后至负载的电流通过第二晶体管和限流电阻器。

在断开第一晶体管的同时，触发一个定时器。

当该定时器停止时，断开第二晶体管的同时保持第一晶体管断开。

从而，该负载和该DC电压源断开。

为了重新连接该负载和该DC电压源，设置用来接通这二个晶体管的装置。

迄今已知的过电流保护器的一个缺点是它们不能区分瞬时过电流和非瞬时过电流。

瞬时过电流指的是在上升时间期间上升到超过一允许的负载电流范围的某值之上、并接着在下降时间期间内衰减到该允许的负载电流范围内的某值上的电流。

通常瞬时过电流出现在把负载连接到DC电压源从而对负载中存在的输入电容充电之时作为起动电流。

非瞬时过电流指的是在上升时间期间上升到超过允许的负载电流范围的某值之上并且不衰减地保持在超出允许的负载电流范围之上的电流。

由例如因负载端子间的意外短路或者由负载中出现故障造成的过载条件引起典型的非瞬时过电流。

已知的过电流保护器不能区分瞬时过电流和非瞬时过电流的后果是，过电流保护器会在明显功耗下接通和断开，这会造成过流保护器升温。通常，应付该问题的办法是，设计该定时器的工作时间足够短以在最坏情况下得到可接受的裕量，从而使温度保持为低于制造商在该电路技术条件中规定的允许值。

发明概要

本发明的一个目的是产生一种能够区分瞬时过电流和非瞬时过电流的过电流保护器，以便与非瞬时过电流不同地处理瞬时过电流。

依据本发明这是通过响应瞬时过电流禁止断开负载达到的。

从而，当出现瞬时过电流时不必中断负载的运行。

若检测出非瞬时过电流，本过电流保护器会把过电流限制在一个预定值上，断开负载电流并且从而在预定时间间隔内将负载从DC电压源上断开，以保护该DC电压源。为了使该过电流保护器中的传导损耗最小，把该预定时间间隔选择成足够短以防止各晶体管以及限流电阻器过热。

附图的简要说明

下面参照附图更详细的说明本发明。附图中

图1示出一种依据本发明处理瞬时过电流的过电流保护器的一实施例；

图2示意如何通过图1的过电流保护器处理瞬时过电流。

发明的具体实施例

在图1中依据本发明的一个实施例，其中用于针对瞬时过电流保护DC电压源1的的过电流保护器与一负载2串联地连接到DC电压源1的二个输出端(+)和(-)。

为了针对非瞬时电流保护DC电压源1，以其本身为已知的方式，过电流保护器包括一个以场效应晶体管为形式的开关SW1，该开关SW1与限流电阻器R1以及负载电流传感部件3串联地连接在负载2的一端和DC电压源1的(-)端之间。

电流传感部件3生成一个和所检测的负载电流成正比的输出电压，并且其可以例如由电阻器、霍尔发生器等构成。

另外，按其本身已知的方式，一个场效应晶体管形式的开关SW2与场效应晶体管SW1及限流电阻器R1并联地相连接。

场效应晶体管SW1的栅极通过电阻器R2与电源电压+Vc相连接，还与晶体管TR1的集电极相连接。晶体管TR1的发射极与场效应晶体管SW1的源极相连接，并且晶体管TR1的基极通过电阻器R3和定时器4的输出端相连接。

依据本发明，场效应晶体管SW2的栅极与一个电压放大器5的输出以及晶体管TR2的集电极相连接。晶体管TR2的发射极和场效应晶体管SW2的源极相连接，而晶体管TR2的基极通过电阻器R4与定时器4的输出相连接。

电流传感部件3的输出和电压放大器5的(-)输入端以及一个比较器6的(+)输入端相连接。

比较器6的(-)输入端与基准电压源7相连接。基准电压源7提供和额定负载电流值INOM成正比的基准电压。大于INOM的负载电流为要检测的过电流。

比较器6的输出端和图中用“与门”电路示出的定时器禁止电路8的一个输入端相连接。“与门”电路8的输出和定时器4的输入端连接。

依据本发明，设置一个瞬态检测器9用以检测为瞬时过电流的过电流。