一種用于直流的過流短路保護的電氣裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]—種用于直流的過流短路保護的電氣裝置，一種在直流電路中發(fā)生過流、短路、超載等造成電流值超出某個限定值而觸發(fā)動作保護的電氣裝置。
【背景技術】
[0002]在眾多與電流保護有關的電氣電路中，可分為獨立式和非獨立式。獨立式有:斷路器、熔斷器、保險絲，一般用于電力電氣線路，也可用在電器產品。非獨立式有:串接一個低阻值電阻、霍爾電流傳感器、中間可穿導線的多匝數線圈包，一般用在電器產品中。
[0003]斷路器體積大，一般用在交流電器中進線部位，用來防止后級電路產生過流短路時造成進線電氣線路損壞，不能很好使用在直流高壓(如直流300V)，由于體積原因也不能在某電器的進線、出線、電力電子器件的供電主線(如IGBT、M0S母線)上都接裝一個斷路器。熔斷器、保險絲體積小，也用在電器中的進線部位，用來防止后級電路產生劇烈過流短路時造成更嚴重的問題，一種250VAC3A的熔斷器、保險絲在100VAC5A時是不會熔斷的，在嚴重、劇烈短路時熔斷器、保險絲才會熔斷。一個電器中如果斷路器斷開了，熔斷器、保險絲熔斷了，后級的電力電子器件99%肯定已經損壞，不能起到保護電器目的，因為此時電器產品已經損壞。
[0004]非獨立式無法單獨工作，在模擬、數字電路中必須依靠芯片IC放大信號去控制模擬、數字控制器的某個檢測腳位使控制器芯片停止工作、關閉輸出。在電器產品的低電壓電路中，常規(guī)的非獨立式過流短路保護方法好像很好用，在低壓時，電路串接一個低阻值電阻、霍爾電流傳感器、中間可穿導線的多匝數線圈包經過芯片放大電壓信號后去控制控制芯片的關閉和打開看上去好像也挺正常。但是輸出直流電壓在200V-1000V時或者更高時，短路這個輸出電壓，想想都震撼，在電器中實際情況一般是電力電子開關器件瞬間損壞。毫秒級的動作速度為什么會造成電器中的控制器不能及時關閉輸出而造成電器損壞呢，可能是由于非獨立式級聯的級數多、延時長因素造成可靠性下降，也是因為在電器中沒有在最需要部位放置過流檢測。

【發(fā)明內容】

[0005]—種用于直流的過流短路保護的電氣裝置，利用電磁工作，主要由一個電力電子開關器件Ql、一個限流電感LI，一個電流檢測電感L2、一個正溫度系數熱敏電阻PTC、一個可控硅Q2組成(見圖1)。限流電感LI，電流檢測電感L2，PTC三者為串聯并且可以任意調換排列次序位置?？煽毓鑁2與常閉機械觸點也是串聯狀態(tài)，同樣可以任意調換排列次序位置。電力電子開關器件Ql位置不能改變，其MOS的S極必須接輸入地GND_IN。本專利的電氣裝置解決了獨立式電流保護器的無法用于直流高壓、體積大、過流保護效果差、起不到保護電器目的多個缺點，也解決了非獨立式電流保護器的級聯級數多、動作延時長、可靠性下降、對噪聲信號敏感的缺點。
[0006]電流檢測電感L2與常閉機械觸點組成電流檢測機構。在起始狀態(tài)，由于可控硅Q2是斷開的，電力電子開關器件Ql無控制電壓，Ql處于關閉狀態(tài)，此時本專利的電氣裝置無電壓輸出。當短接一下并斷開開關SI后，可控硅Q2的1、2腳導通，電力電子開關器件Ql有控制電壓而閉合導通，這時本專利的電氣裝置開始輸出電壓。此時電流檢測電感L2上電壓較小，產生的電磁力不能斷開常閉機械觸點。當某種條件使電流檢測電感L2產生的電磁力可以造成常閉機械觸點斷開時，電力電子開關器件Ql的控制端無電壓，本專利的電氣裝置關閉輸出回到初始狀態(tài)，這樣便完成過流短路保護動作。
[0007]輸入端HVDC、GND_IN分別為要保護的直流電氣電子線路中的正極、負極，輸出端HVDC、GND_0UT也是分別為正極、負極。15VDC用來給電力電子開關器件Ql提供開啟電壓，電壓不一定非要15VDC。
[0008]本專利的電氣裝置的電流檢測機構利用電磁工作，電流檢測電感L2與常閉機械觸點在電氣上是隔離的，負載的各種異常噪聲信號不會竄入低壓控制部位，省掉了隔離電路，能過濾掉噪聲電壓，對那些有較多噪聲的電路中，非獨立式過流短路保護器是沒有辦法很好工作，本專利的電氣裝置卻能應付自如。電流檢測機構屬于獨立式過流保護器，因此工作非?？煽浚鉀Q了獨立式過流保護器無法很好用于直流高壓的情況。在一個電器中，如果要在多處設置過流保護只需在各支路中放置本專利的電氣裝置。
【附圖說明】
[0009]圖1為本專利電氣裝置的電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0010]一種用于直流的過流短路保護的電氣裝置，地輸入GND_IN連接保險絲FSl—端，FSl另一端連接電力電子開關器件Ql的3腳，Ql的2腳連接限流電感LI 一端，LI的另一端連接電流檢測電感L2—端，L2的另一端連接正溫度系數熱敏電阻PTC—端，PTC另一端連接地輸出GND_0UT，在限流電感LI和電流檢測電感L2 二端分別并聯電阻RI和R2，輸入電壓15 VDC連接可控硅Q2的2腳，Q2的I腳連接受控于L2的常閉機械觸點3腳，機械觸點4腳連接電力電子開關器件Ql的I腳，電力電子開關器件Ql的I腳和3腳間接上電阻R5，可控硅Q2的3腳連接電阻R4—端，R4的另一端連接開關SI的一端，SI的另一端連接到15VDC。
[0011]正溫度系數熱敏電阻PTC在短路時會發(fā)熱，造成PTC的電阻上升，從而降低短路電流，在某些電壓、電流下PTC可以省去?？煽毓鑁2、電阻R4、開關SI組成一個電壓保持觸發(fā)電路，按一下開關SI，可控硅Q2會持續(xù)導通直到機械觸點3和4斷路而斷開，電阻R5為了防止Ql引腳懸空和為了 Q2的I腳和2腳間有足夠的導通保持電流。電阻R4為了降低Q2觸發(fā)電流。電阻Rl和R2為了釋放在電力電子開關器件Ql斷開后LI和L2上產生的電壓。
[0012]電流檢測電感L2和常閉機械觸點組成電流檢測機構，是本專利電氣裝置的核心主要構件。常閉機械觸點是導電的機械動作觸點，可以是干簧管、帶銜鐵機構的機械觸點、磁控開關、磁鐵接近開關等在適當電磁力作用下會動作的導電機械觸點。干簧管只需要一個空心線圈就能使真空管中的機械觸點動作，帶銜鐵機構的機械觸點可以做成繼電器形式，這一種L2將會是帶鐵芯的線圈。初始狀態(tài)時，常閉機械觸點二端是導通的(常閉)。在不同的應用場合，選擇不同的合適器件組成電流檢測機構。
[0013]限流電感LI和電流檢測電感L2