CN100380763C - 直流电路短路保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流电路短路保护装置，包括直流电源和负载之间的控制电路和启动电路。PNP型的第一三极管发射极与电源的正极相连，NPN型的第二三极管发射极与电源的负极相连。负载的一端与第一三极管的集电极和可控硅的阳极同时相连，另一端与电源负极相连。第二三极管的集电极与第一三极管的第一基极电阻相连。可控硅的阴极与第二三极管的第二基极电阻相连。起动按钮和电容器串联接在可控硅的控制极与电源的正极之间。短路保护装置还设有其他辅助电路。本发明直流电路短路保护装置的有益的技术效果是：可快速切断路流、反应灵敏，动作可靠、可重复使用并具有开关、断路提示和自我保护等多种附加功能。

Description

直流电路短路保护装置
技术领域
本发明涉及电子控制装置，特别涉及一种直流电路短路保护装置。
背景技术
现有的直流电路短路保护装置普遍使用保险丝或自动开关，这些技术方案或产品有的不能重复使用，大部分存在动作时间长、切断电流速度慢的缺陷，而且功能单一，不能满足市场不断拓展的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种可快速切断电流、反应灵敏，动作可靠、可重复使用并具有多种附加功能的直流电路短路保护装置。
为达到上述目的，本发明直流电路短路保护装置，包括控制电路和启动电路，控制电路包括第一三极管及相连的第一基极电阻、第二三极管及相连的第二基极电阻和可控硅；第一三极管为PNP型，其发射极与电源的正极相连，第二三极管为NPN型，其发射极与电源的负极相连，负载的一端与第一三极管的集电极和可控硅的阳极同时相连，另一端与电源的负极相连，第二三极管的集电极与第一三极管的第一基极电阻相连，可控硅的阴极与第二三极管的第二基极电阻相连；启动电路包括可控硅、起动按钮和电容器，起动按钮和电容器串联接在可控硅的控制极与电源的正极之间。
本发明直流电路短路保护装置，其中，第一三极管的集电极和可控硅的阳极之间接有停止按钮。
本发明直流电路短路保护装置，其中，电容器并联有复位开关。
本发明直流电路短路保护装置，其中，第二三极管的集电极与第一三极管的第一基极电阻之间接有绿色发光二极管，绿色发光二极管的正极与第一基极电阻相连。
本发明直流电路短路保护装置，其中设有断路提示电路，断路提示电路包括第二可控硅、电感器、稳压管、第一二极管、电阻和红色发光二极管；电感器接在第一三极管的集电极与负载和停止按钮的连接点之间；所述第一二极管反向并联在所述第二可控硅的阳极与阴极之间，所述稳压管的负极与负载和所述电感器的连接点相连，所述稳压管的正极与所述第二可控硅的控制极相连。
本发明直流电路短路保护装置，其中，负载两端接有由第二二极管和并联的阻容组成的串联支路，所述第二二极管的负极与负载和所述电感器的连接点相连，所述电容的正极与负载的另一端相连。
本发明直流电路短路保护装置，其中，第一三极管替换为NPN型三极管，第二三极管相应替换为PNP型三极管。
本发明直流电路短路保护装置的有益的技术效果是：可快速切断电流、反应灵敏，动作可靠、可重复使用并具有多种附加功能。
下面将结合实施例参照附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明直流电路短路保护装置的电路图。
具体实施方式
参照图1，本发明直流电路短路保护装置的实施例，包括直流电源E和负载RL之间的控制电路和启动电路。控制电路包括第一三极管T1及相连的第一基极电阻Rb1、第二三极管T2及相连的第二基极电阻Rb2和可控硅T3。启动电路包括可控硅T3、起动按钮QA和电容器C。基本电路的具体连接如下：PNP型的第一三极管T1发射极与电源E的正极相连，NPN型的第二三极管T2发射极与电源E的负极相连。负载RL的一端与第一三极管T1的集电极和可控硅T3的阳极同时相连，另一端与电源E负极相连。第二三极管T2的集电极与第一三极管T1的第一基极电阻Rb1相连。可控硅T3的阴极与第二三极管T2的第二基极电阻Rb2相连。起动按钮QA和电容器C串联接在可控硅T3的控制极与电源E的正极之间。
下面对基本电路的具体工作过程做出说明。
在本发明直流电路短路保护装置的实施例中，控制电路主要是依靠第一三极管T1的饱和导通来保证负载RL的正常工作的。正常情况下，第一三极管T1的饱和导通，其集电极电流流过可控硅T3、第二基极电阻Rb2和第二三极管T2，成为第二三极管T2的持续的基极电流，从而使第一三极管T1进入稳定工作状态。
启动电路的工作过程是：当按下起动按钮QA时，电源E向电容器C充电，经可控硅T3、第二基极电阻Rb2和第二三极管T2到电源E负极，使第二三极管T2和第一三极管T1获得基极电流而饱和导通。
当控制电路进入稳定工作状态后，电容器C经第一三极管T1、可控硅T3、起动按钮QA放电，使其两端电位相等，启动电路停止工作，为下一次启动做好准备。
当负载回路发生短路时，第一三极管T1的集电极将变成为反向偏置，控制电路中第二三极管T2失去持续的基极电流而截止，因而第一三极管T1也因失去基极电流而截止，本装置自动关断，实现直流电路的短路保护。
在本发明直流电路短路保护装置的实施例中，除了实现直流电路的短路保护外，还具有以下的功能：
1.直流电路的电源开关
装置在第一三极管T1的集电极和可控硅T3的阳极之间接有停止按钮TA，当电路不需要继续工作时，可通过停止按钮TA将电源切断。
2.直流电路的失压保护
装置在电容器C并联有复位开关ST，当负载回路发生短路时，第一三极管T1的集电极为反向偏置，可控硅T3关断，电容器C无法放电。所以，在短路保护的情况下强行启动时，启动电路是无法工作的。装置要求先行排除故障，并按动复位开关ST后，才能再次启动。
3.短路保护提示
在第二三极管T2的集电极与第一三极管T1的第一基极电阻Rb1之间接有绿色发光二极管D3。其中，绿色发光二极管D3的正极与第一基极电阻Rb1相连。当控制电路进入稳定工作状态后，发光二极管D3是发亮的。当负载回路发生短路时，发光二极管D3熄灭，提示电路有短路故障，装置启动保护。
4.断路故障提示
断路提示电路包括第二可控硅T4、电感器L、稳压管D2、第一二极管D1和电阻R1。电感器L接在第一三极管T1的集电极与负载RL和停止按钮TA的连接点之间。第二可控硅T4的阳极与第一三极管T1的集电极相连，阴极经电阻R1和红色发光二极管D4与电源E负极相连。其中，红色发光二极管D4的正极与电阻R1相连。第一二极管D1反向并联在第二可控硅T4的阳极与阴极之间，稳压管D2的负极与负载RL和电感器L的连接点相连，正极与第二可控硅T4的控制极相连。
当负载回路发生断路时，电感器L产生自感并击穿稳压管D2从而触发第二可控硅T4，使其导通。第一二极管D1为自感电流提供通路。在第二可控硅T4导通后，第一三极管T1的集电极、电阻R1和红色发光二极管D4成为通路，红色发光二极管D4发亮，提示电路有断路故障。
本发明直流电路短路保护装置的实施例，在装置的负载端，接有由第二二极管D5和并联的阻容R2、C1组成的支路，其中，二二极管D5的负极与负载RL和电感器L的连接点相连，电容C1的正极与负载RL的另一端相连，作为续流电路，可以防止感性负载可能产生的自感对装置的损坏，是装置的自我保护电路。
在本发明直流电路短路保护装置其他的实施例中，第一三极管T1可以替换为NPN型三极管，第二三极管T2相应替换为PNP型三极管。

Claims (7)

1.一种直流电路短路保护装置，其特征在于，包括控制电路和启动电路，所述控制电路包括第一三极管(T1)及相连的第一基极电阻(Rb1)、第二三极管(T2)及相连的第二基极电阻(Rb2)和可控硅(T3)；所述第一三极管(T1)为PNP型，其发射极与电源(E)的正极相连，所述第二三极管(T2)为NPN型，其发射极与电源(E)的负极相连，负载(RL)的一端与第一三极管(T1)的集电极和可控硅(T3)的阳极同时相连，另一端与电源(E)的负极相连，所述第二三极管(T2)的集电极与第一三极管(T1)的第一基极电阻(Rb1)相连，所述可控硅(T3)的阴极与第二三极管(T2)的第二基极电阻(Rb2)相连；所述启动电路包括可控硅(T3)、起动按钮(QA)和电容器(C)，所述起动按钮(QA)和所述电容器(C)串联接在所述可控硅(T3)的控制极与电源(E)的正极之间。
2.根据权利要求1所述的直流电路短路保护装置，其特征在于，其中，所述第一三极管(T1)的集电极和所述可控硅(T3)的阳极之间接有停止按钮(TA)。
3.根据权利要求1或2所述的直流电路短路保护装置，其特征在于，其中，所述电容器(C)并联有复位开关(ST)。
4.根据权利要求3所述的直流电路短路保护装置，其特征在于，其中，所述第二三极管(T2)的集电极与第一三极管(T1)的第一基极电阻(Rb1)之间接有绿色发光二极管(D3)，所述绿色发光二极管(D3)的正极与所述第一基极电阻(Rb1)相连。
5.根据权利要求4所述的直流电路短路保护装置，其特征在于，其中设有断路提示电路，所述断路提示电路包括第二可控硅(T4)、电感器(L)、稳压管(D2)、第一二极管(D1)、电阻(R1)和红色发光二极管(D4)；所述电感器(L)接在所述第一三极管(T1)的集电极与负载(RL)和所述停止按钮(TA)的连接点之间；所述第二可控硅(T4)的阳极与所述第一三极管(T1)的集电极相连，所述第二可控硅(T4)的阴极经所述电阻(R1)和所述红色发光二极管(D4)与电源(E)的负极相连，所述红色发光二极管(D4)的正极与所述电阻(R1)相连；所述第一二极管(D1)反向并联在所述第二可控硅(T4)的阳极与阴极之间，所述稳压管(D2)的负极与负载(RL)和所述电感器(L)的连接点相连，所述稳压管(D2)的正极与所述第二可控硅(T4)的控制极相连。
6.根据权利要求5所述的直流电路短路保护装置，其特征在于，其中，所述负载(RL)两端接有由第二二极管(D5)和并联的阻容(R2、C1)组成的串联支路，所述第二二极管(D5)的负极与负载(RL)和所述电感器(L)的连接点相连，所述电容(C1)的正极与负载(RL)的另一端相连。
7.根据权利要求6所述的直流电路短路保护装置，其特征在于，其中，所述第一三极管(T1)替换为NPN型三极管，所述第二三极管(T2)相应替换为PNP型三极管。
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