本實(shí)用新型涉及電路保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電路保護(hù)裝置及供電電源系統(tǒng)電路。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS或PLC)的控制器、I/O模件、通訊模件等設(shè)備供電常采用直流電源，電壓等級(jí)有12V、24V、48V等，其中，最常用的為24V，為保證電源供電的可靠性，常設(shè)計(jì)成兩路24V電源通過二極耦合實(shí)現(xiàn)冗余供電系統(tǒng)，如圖1所示。

此供電電源的缺點(diǎn)是，當(dāng)某負(fù)載側(cè)發(fā)生短路或過載故障時(shí)，熔絲Fn熔斷需一定的時(shí)間，在這過程中會(huì)引起母線電壓的下降，若母線電壓下降超過一定值、時(shí)間超過一定時(shí)，會(huì)引起控制器重起、I/O卡塊采樣失真等故障，這個(gè)故障會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)跳機(jī)。已有多個(gè)電廠由于某卡件短路故障，引起某個(gè)機(jī)柜24VDC電源瞬間電壓下降低過大而引起跳機(jī)誤跳的事故。

因此，如何在負(fù)載發(fā)生短路或過載故障時(shí)，防止跳機(jī)是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電路保護(hù)裝置及供電電源系統(tǒng)電路，具有在負(fù)載發(fā)生短路或過載故障時(shí)，防止跳機(jī)的技術(shù)效果。其具體方案如下：

一種電路保護(hù)裝置，包括DC/DC轉(zhuǎn)換器、超級(jí)電容，穩(wěn)壓過載保護(hù)電路，所述超級(jí)電容并聯(lián)在所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端，所述穩(wěn)壓過載保護(hù)電路與所述超級(jí)電容并聯(lián)連接，其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括DC/AC轉(zhuǎn)換單元、變壓器和AC/DC轉(zhuǎn)換單元。

優(yōu)選的，所述電路保護(hù)裝置還包括用于提醒過載的指示燈。

優(yōu)選的，所述電路保護(hù)裝置還包括用于進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位按鈕，其中，所述復(fù)位按鈕包括手動(dòng)復(fù)位按鈕和自動(dòng)復(fù)位按鈕。

優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓過載保護(hù)電路包括調(diào)整輸出信號(hào)的調(diào)整元件、用于根據(jù)過載信號(hào)進(jìn)行電壓限制的保護(hù)電路、用于獲取取樣信號(hào)的取樣電路、基準(zhǔn)電源、用于將所述取樣信號(hào)與所述基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較放大的比較放大電路。

優(yōu)選的，所述變壓器為耦合變壓器。

本實(shí)用新型公開的電路保護(hù)裝置，包括DC/DC轉(zhuǎn)換器、超級(jí)電容，穩(wěn)壓過載保護(hù)電路，所述超級(jí)電容并聯(lián)在所述DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端，所述穩(wěn)壓過載保護(hù)電路與所述超級(jí)電容并聯(lián)連接，其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括DC/AC 轉(zhuǎn)換單元、變壓器和AC/DC轉(zhuǎn)換單元。當(dāng)負(fù)載發(fā)生故障導(dǎo)致該電路保護(hù)裝置輸入端前串聯(lián)的保險(xiǎn)管熔絲熔斷后，利用超級(jí)電容儲(chǔ)存的電能，通過DC/DC 轉(zhuǎn)換器繼續(xù)輸出負(fù)載的額定電壓，從而在負(fù)載短路或故障時(shí)，避免了電壓驟降導(dǎo)致的跳機(jī)事故，同時(shí)，DC/DC轉(zhuǎn)換器由DC/AC轉(zhuǎn)換單元、變壓器和AC/DC 轉(zhuǎn)換單元組成，使得各負(fù)載所在的負(fù)載回路均互相隔離，避免了在某一負(fù)載發(fā)生短路或故障時(shí)，保險(xiǎn)管熔絲熔斷導(dǎo)致其他負(fù)載回路發(fā)生電壓驟降導(dǎo)致的跳機(jī)事故。

本實(shí)用新型還公開了一種供電電源系統(tǒng)電路，包括輸入電源、負(fù)載和串聯(lián)在所述輸入電源和所述負(fù)載之間的二極管和保險(xiǎn)管，還包括上述任一項(xiàng)所述的電路保護(hù)裝置，其中，所述電路保護(hù)裝置串聯(lián)與所述保險(xiǎn)管和所述負(fù)載之間，具有與上述電路保護(hù)裝置相同的技術(shù)效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的供電電源系統(tǒng)電路的連接示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種電路保護(hù)裝置的模塊示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種具體的電路保護(hù)裝置中穩(wěn)壓過載保護(hù)電路的模塊連接示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種供電電源系統(tǒng)電路的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

參見圖2所示，本實(shí)用信息公開了一種電路保護(hù)裝置，包括DC/DC轉(zhuǎn)換器 11、超級(jí)電容12，穩(wěn)壓過載保護(hù)電路13，超級(jí)電容并聯(lián)在DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端，穩(wěn)壓過載保護(hù)電路與超級(jí)電容并聯(lián)連接，其中，上述DC/DC轉(zhuǎn)換器11包括DC/AC轉(zhuǎn)換單元111、變壓器112和AC/DC轉(zhuǎn)換單元113。由于電路保護(hù)裝置主要對(duì)負(fù)載進(jìn)行保護(hù)，因此，超級(jí)電容并聯(lián)在DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出端是公知常識(shí)，再次不再贅述。

輸入端的DC/AC轉(zhuǎn)換單元通過高頻斬波電路將直流電流轉(zhuǎn)換為高頻的交流電源輸出至變壓器耦合隔離后再通過輸出端AC/DC轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成直流輸出，由于交流電源為高頻電源，輸送電能的效率高，故變壓器的體積很小?？梢岳斫獾氖?，變壓器還可使用單相變壓器。

AC/DC轉(zhuǎn)換單元與超級(jí)電容并聯(lián)，以儲(chǔ)存一定的電能。在實(shí)際操作中，可按用戶需要確定超級(jí)電容的容量，例如，超級(jí)電容需要為負(fù)載提供1秒鐘的額定電壓，即超級(jí)電容儲(chǔ)存有能供額定負(fù)載1秒鐘的電壓，當(dāng)與電路保護(hù)裝置輸入端串聯(lián)的保險(xiǎn)管熔斷，保險(xiǎn)管的熔絲熔斷時(shí)間≤200毫秒，在這熔絲熔斷過程中，直流母線有≤200毫秒電壓下降現(xiàn)象，即電路保護(hù)裝置輸入端的輸入電壓沒有立刻消失而是下降，但由于有超級(jí)電容的儲(chǔ)能，能保證1秒的可靠供電，這能有效避免直流母線電壓的波動(dòng)引起控制系統(tǒng)的故障。

超級(jí)電容容量在工作中的近似計(jì)算公式：保持所需能量＝超級(jí)電容減少能量

保持期間所需能量

超電容減少能量

其中，I為工作電流，t維持時(shí)間，C為電容的容量。

例如，經(jīng)穩(wěn)定電路輸出的電壓為24V，電流1A，電容的容量為0.25法拉。穩(wěn)定電路輸入端的工作電壓范圍為36V～27V，超級(jí)電容能提供1秒的電能諸量，代入上兩式：

可見，當(dāng)負(fù)載發(fā)生故障導(dǎo)致該電路保護(hù)裝置輸入端前串聯(lián)的保險(xiǎn)管熔絲熔斷后，利用超級(jí)電容儲(chǔ)存的電能，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器繼續(xù)輸出負(fù)載的額定電壓，從而在負(fù)載短路或故障時(shí)，避免了電壓驟降導(dǎo)致的跳機(jī)事故，同時(shí)， DC/DC轉(zhuǎn)換器由DC/AC轉(zhuǎn)換單元、變壓器和AC/DC轉(zhuǎn)換單元組成，使得各負(fù)載所在的負(fù)載回路均互相隔離，避免了在某一負(fù)載發(fā)生短路或故障時(shí)，保險(xiǎn)管熔絲熔斷導(dǎo)致其他負(fù)載回路發(fā)生電壓驟降導(dǎo)致的跳機(jī)事故。

在一種實(shí)施方案中，參見圖3所示，上述穩(wěn)壓過載保護(hù)電路包括調(diào)整輸出信號(hào)的調(diào)整元件、用于根據(jù)過載信號(hào)進(jìn)行電壓限制的保護(hù)電路、用于獲取取樣信號(hào)的取樣電路、基準(zhǔn)電源、用于將上述取樣信號(hào)與上述基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較放大的比較放大電路。

可以理解的是，為了獲得更直觀的效果，電路保護(hù)裝置還包括用于提醒過載的指示燈，輸出過載時(shí)指示紅色，正常時(shí)為綠色。

本發(fā)明實(shí)施例公開的電路保護(hù)裝置還包括用于進(jìn)行復(fù)位的復(fù)位按鈕，其中，上述復(fù)位按鈕包括手動(dòng)復(fù)位按鈕和自動(dòng)復(fù)位按鈕中的一種或兩種。

在另一具體的實(shí)施方案中，復(fù)位按鈕包括手動(dòng)復(fù)位按鈕和自動(dòng)復(fù)位按鈕。手動(dòng)復(fù)位按鈕只有故障排除后受到按壓動(dòng)作，電路才能恢復(fù)正常輸出。自動(dòng)復(fù)位按鈕被按下后，電子回路周期性自動(dòng)復(fù)位，例如每1秒進(jìn)行一次復(fù)位，若故障已消失則恢復(fù)正常供電，若故障仍存在，則再次進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。

本實(shí)用新型還公開了一種供電電源系統(tǒng)電路，參見圖4所示，包括A路和B 路輸入電源，A路和B路輸入電源的正極輸出端分別串聯(lián)二極管D1和D2后，再與保險(xiǎn)管Fn串聯(lián)，經(jīng)過相應(yīng)的串聯(lián)的電路保護(hù)裝置n后與負(fù)載n相接，n為大于 0的正整數(shù)，利用電路保護(hù)裝置可以隔離相應(yīng)負(fù)載和保險(xiǎn)管的特點(diǎn)，使得該供電電源系統(tǒng)電路具有與上文中的電路保護(hù)裝置相同的技術(shù)效果，即在負(fù)載發(fā)生短路或過載故障時(shí)，可以有效防止跳機(jī)事故。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。