[发明专利]一种电子熔断器

说明书

技术领域

本发明涉及电子熔断器。

背景技术

熔断器是串联在电路中通过熔断其熔断体的“断路”措施来对电路（含电器、电源等）进行短路保护或严重过载保护的装置。为省去事后更换熔断体（例如习称“保险丝”的熔丝）的麻烦，人们就又发明了用复位按钮来替换掉熔断体的电子熔断器，用于代替熔断体的元件主要包括功率场效应管（及必要驱动电路）。然而，现有技术中许多称为“电子熔断器”的发明或产品，在实际上并不属于熔断器，而只是一种断路器，因为它们不具有“熔断器”才具备的反时延特性，因此，在需要利用其反时延特性的电路中，这些称为“电子熔断器”的产品还不能取代普通熔断器。另外，无论是具有反时延特性的，或是不具有反时延特性的各种现有的所谓“电子熔断器”，虽然在排除故障后都不必更换熔断体了，但仍然需要操作人员到“电子熔断器”所在现场去按动复位按钮，所以，在某些场合，仍然存在使用上不方便的问题。当然，在不考虑反时延特性的情况下，现有技术中还是有通过断路措施来保护电路，且不需操作人员到现场去按动复位按钮的装置的，这类装置之一是公布号为EP1852950A2的《一种电网和用电器保护装置》（Protective device for electrical networks and for electrical user devices connected to an electrical network）。它是一种在电路短路或过载时，可以自动重合闸一定次数的电网保护装置。该装置的控制单元通过检测电流的快速变化进行判断是否进行了重合闸，当自动重合闸的次数超过固定次数后，断开由全控型电力电子器件构成的第二级开关，并等待外部指令。然而，由于该装置使用了两级开关结构，因此就增大了电路的复杂性和可能发生故障的环节，其装置成本也较高；更重要的是，该装置不具备反时延特性，在需要利用反时延特性的电路中也不适用。

发明内容

本发明的目的是，提出一种具备反时延特性、且结构简单的具有远程通讯控制及故障定位功能的电子熔断器。

实现所述目的的技术方案是这样一种电子熔断器，它与现有技术相同的方面是，它一端连接在交流电源上，另一端连接在交流负载上，在该电子熔断器的电路中包括功率场效应管及其驱动电路。其改进之处是，所述功率场效应管及其驱动电路有两组，并均由同一单片机进行控制，其具体连接顺序是：单片机、驱动电路Ⅰ至功率场效应管Ⅰ的栅极，单片机、驱动电路Ⅱ至功率场效应管Ⅱ的栅极；所述功率场效应管Ⅰ的源极和所述功率场效应管Ⅱ的漏极均与所述交流电源连接，有一个电力二极管Ⅰ的阴极连接在所述功率场效应管Ⅰ的漏极上，有一个电力二极管Ⅱ的阳极连接所述功率场效应管Ⅱ的源极上；所述电力二极管Ⅰ的阳极和电力二极管Ⅱ的阴极相互连接后又通过一个电流互感器与所述交流负载连接，该电流互感器的输出端与一个直流偏置模块连接，直流偏置模块的输出端与一个模数转换模块的模拟信号端相连，该模数转换模块数字信号端连接在所述单片机上，在所述单片机上连接有能够与远程控制台实现远程通信的无线通讯模块；所述驱动电路Ⅰ、驱动电路Ⅱ、模数转换模块、直流偏置模块、单片机和无线通讯模块均由一个直流电源供电。

将本发明接入电路中使用时，单片机将采集到的电流信号模拟一定时间内普通熔断器在通电状态下的发热过程，将电流信号平方后求和，当求和得到的值超过预设的阈值时，单片机判定电路处于过流状态，同时关断两个功率场效应管；反之，则判定电路处于正常工作状态，保持两个功率场效应管的导通状态。由于采用功率场效应管通断主回路，因此具有可以重复使用的特性；由于单片机软件程序采用了模拟普通熔断器的算法，故具有普通熔断器的反时延特性；由于加入了无线通讯模块，故可以实现电子熔断器的故障报警、远程通讯控制功能。本发明用于多个熔断器共存的过流保护场合时，通过单片机软件程序对每个熔断器单元编号，可以实现故障定位功能。

因此，与现有的各种“电子熔断器”相比较，本发明不仅具有可以重复使用的特点，而且还具有故障远程警报、远程遥控以及故障定位功能，提升检修效率，大大降低了电路运行维修的成本。与公布号为EP1852950A2的《一种电网和用电器保护装置》相比较，本发明不仅可以远程警报、远程遥控，而且还具有结构简单、成本低廉，真正适用于需要利用其反时延特性的电路中。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——本发明的结构原理图；

图2——本发明采用增强型N沟道结构的功率场效应管的结构原理图；

图3——运用本发明故障定位功能进行远程控制的示意图；