CN104426429B - 正温度系数热敏电阻启动器 - Google Patents

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Abstract

本发明致力于一种正温度系数热敏电阻启动器，包括壳体、第一导电端子（6）、第二导电端子（7）、控制热敏电阻（3）、启动热敏电阻（4）以及三端双向可控硅开关（5），所述控制热敏电阻（3）、所述启动热敏电阻（4）和所述三端双向可控硅开关（5）容纳在所述壳体中，所述启动热敏电阻（4）与所述三端双向可控硅开关（5）串联，所述控制热敏电阻（3）的一个电极与所述三端双向可控硅开关（5）的栅极端子相连，所述控制热敏电阻（3）与所述启动热敏电阻（4）串联，所述控制热敏电阻（3）的体积小于30mm3，所述控制热敏电阻（3）与所述启动热敏电阻（4）之间的距离小于5mm。

Description

正温度系数热敏电阻启动器
技术领域
本发明涉及一种正温度系数热敏电阻启动器，尤其是一种低功耗的正温度系数热敏电阻启动器。
背景技术
电机－例如制冷机（冰箱）压缩机电机－的电机驱动电路包括主绕组（工作绕组）和副绕组（启动绕组），主绕组与副绕组并联。其中主绕组除了在电机启动时起作用外，还在电机正常运行时继续工作。副绕组仅在电机启动时起作用，而在电机启动后则需要实现断开。目前通常通过正温度系数热敏电阻（PTC）与副绕组串联在一起来实现。当电机启动时，主、副绕组都参加工作，PTC初始阻值较小，允许较大电流通过；当电机正常运行时，由于PTC发热、阻值迅速上升，副绕组所在电路只有较小电流通过，副绕组基本不参与工作。该较小的电流用于维持PTC的发热阻值，因而产生约3瓦左右的功耗。这个维持PTC发热的功耗导致了电能的浪费。
针对这种情况，业内的技术人员对电机驱动电路进行了各种改进。
中国专利申请公开CN1168022A公开了一种形式的电机启动电路，包括启动PTC、与副绕组串联的三端双向可控硅开关、以及与启动PTC并联的控制PTC，其中控制PTC的一个端子与三端双向可控硅开关的栅极相连。当电机启动时，触发信号通过控制PTC提供到栅极，使三端双向可控硅开关导通，并使启动电流通过启动PTC流过副绕组。在电机启动后，启动PTC自身发热而电阻增大，从而减小了流过副绕组的电流，同时控制PTC的电阻也增大，从而使流过栅极的电流减小并断开三端双向可控硅开关。在这种状态下没有电流流过启动PTC，而只有很小的电流流过控制PTC，从而使得电能的浪费大大减小。
在中国专利申请公开CN1168022A中，由于启动PTC与控制PTC并联连接，启动电流直接流过控制PTC，启动电流冲击大，影响控制PTC的寿命；另外，在低电流的情况下，由于启动PTC与控制PTC并联连接，取决于触发方式的三端双向可控硅开关的栅极灵敏度之差会导致半波周期变得太长，导致电动机在其旋转运动中产生拍噪声和波动；而且，由于控制PTC的体积与其关断时间成正相关，为了避免断开时间太短而电动机无法启动，必需在100℃下使控制PTC的体积大于30mm3，因此操作空间受限。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种解决了现有技术问题的改进的电动机启动电路。
根据本发明的正温度系数热敏电阻启动器，包括壳体、第一导电端子、第二导电端子、控制热敏电阻、启动热敏电阻以及三端双向可控硅开关，所述控制热敏电阻、所述启动热敏电阻和所述三端双向可控硅开关容纳在所述壳体中，所述启动热敏电阻与所述三端双向可控硅开关串联，所述控制热敏电阻的一个电极与所述三端双向可控硅开关的栅极端子相连，所述控制热敏电阻与所述启动热敏电阻串联，所述控制热敏电阻的体积小于30mm3，所述控制热敏电阻（3）与所述启动热敏电阻之间的距离小于5mm。
优选地，所述控制热敏电阻的体积小于10mm3。
优选地，所述控制热敏电阻与所述启动热敏电阻之间的距离小于3mm。
附图说明
下面通过结合附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的特征及优点将更加清楚。
图1显示了根据本发明PTC启动器的立体分解图。
图2根据本发明的PTC启动器连接在电机驱动电路中的原理图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明PTC启动器的立体分解图。如图1所示，启动器包括：壳体，由盖1和基座2构成；控制热敏电阻3、启动热敏电阻4、三端双向可控硅开关5、第一端子6和第二端子7。当启动器被连接到电机驱动电路中时，第一端子6和第二端子7用于分别与电机主绕组引出端和电机副绕组引出端电连接。
所述控制热敏电阻3、所述启动热敏电阻4和所述三端双向可控硅开关5容纳在所述壳体中。控制热敏电阻3的第一电极与三端双向可控硅开关5与栅极电连接。控制热敏电阻3的第二电极与三端双向可控硅开关5的第一主电极以及启动热敏电阻4的第一电极电连接。三端双向可控硅开关5的第二主电极和启动热敏电阻4的第二电极分别与第一端子6和第二端子7电连接。
图2显示了根据本发明的PTC启动器连接在电机驱动电路中的原理图，其中为了简化描述，省略了与本发明无关的其它电子元器件。所述启动热敏电阻4与所述三端双向可控硅开关5串联，所述控制热敏电阻3的第一电极与所述三端双向可控硅开关的栅极端子G相连，并且所述控制热敏电阻3与所述启动热敏电阻4串联。
所述控制热敏电阻3的电阻值远大于所述启动热敏电阻4的电阻值。优选地，所述启动热敏电阻4在25℃下的电阻值为3.9～68Ω，稳态功率为3W以下。优选地，所述控制热敏电阻3在25℃下的电阻值为3000～6000Ω，稳态功率为0.30W以下。
可选地，启动器可以包括用于启动热敏电阻4的弹性支撑件8，所述弹性支撑件8与所述启动热敏电阻4的第二电极接触以在其上施加弹性力，以使弹性支撑件50与启动热敏电阻4的第二电极和第二端子7形成可靠的接触。可选地，控制热敏电阻3被夹在两个弹性支撑件9，10之间，一个弹性件9使控制热敏电阻3的第二电极与启动热敏电阻4的第一电极形成可靠的接触，另一弹性件10使控制热敏电阻3的第一电极与三端双向可控硅开关5的栅极形成可靠的接触。
当电机接通电源开始启动时，电流开始通过启动热敏电阻4和控制热敏电阻3流到三端双向可控硅开关5的栅极G。启动热敏电阻4和控制热敏电阻3在电机启动期间处于正常温度下，电阻很小，所以栅极电流大到足以使三端双向可控硅开关5接通。由此启动电机的较大电流通过启动热敏电阻4和三端双向可控硅开关5流经副绕组L2。
在电机已经启动后，流经启动热敏电阻4的电流使其发热升温，由于在壳体中，启动热敏电阻4和控制热敏电阻3相隔很近，因此启动热敏电阻4的热量用于加热控制热敏电阻3。随着控制热敏电阻3被加热升温，阻值迅速上升，栅极电流迅速减弱，从而三端双向可控硅开关5处于不导通状态，使得流向副绕组L2的电流切断。
在本发明中控制热敏电阻3与启动热敏电阻4串联，相比于控制热敏电阻与启动热敏电阻并联的情况而言，电机电路更容易启动。控制热敏电阻3是通过启动热敏电阻4来加热，而不是通过电流加热，控制热敏电阻3不会受到大的启动冲击电流，相比于并联的情况而言，控制热敏电阻的寿命更长，安全性更高。
另外，控制热敏电阻3的体积可以做得很小。优选地，所述控制热敏电阻的体积小于30mm3，更优选地小于10mm3。由此，控制热敏电阻3的功率较小，并且连接的操作空间变大。控制热敏电阻3与启动热敏电阻4之间的距离也可以很近，优选地小于5mm，更优选地小于3mm。
此外，在本发明中控制热敏电阻3与启动热敏电阻4串联，也避免了在并联情况下产生的半波周期导致压缩机抖动的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可很容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种正温度系数热敏电阻启动器，包括壳体、第一导电端子（6）、第二导电端子（7）、控制热敏电阻（3）、启动热敏电阻（4）以及三端双向可控硅开关（5），所述控制热敏电阻（3）、所述启动热敏电阻（4）和所述三端双向可控硅开关（5）容纳在所述壳体中，所述启动热敏电阻（4）与所述三端双向可控硅开关（5）串联，其特征在于，所述控制热敏电阻（3）的一个电极与所述三端双向可控硅开关（5）的栅极端子（G）相连，所述控制热敏电阻（3）与所述启动热敏电阻（4）串联，所述控制热敏电阻（3）的体积小于30mm3，所述控制热敏电阻（3）与所述启动热敏电阻（4）之间的距离小于5mm。
2.根据权利要求1所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述控制热敏电阻（3）的体积小于10mm3。
3.根据权利要求1所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述控制热敏电阻（3）与所述启动热敏电阻（4）之间的距离小于3mm。
4.根据权利要求1-3中任一所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述控制热敏电阻（3）在25℃下的电阻值为3000～6000Ω，稳态功率为0.30W以下。
5.根据权利要求1-3中任一所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述控制热敏电阻（3）的电阻值远大于所述启动热敏电阻（4）的电阻值。
6.根据权利要求1-3中任一所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述启动热敏电阻（4）在25℃下的电阻值为3.9～68Ω，稳态功率为3W以下。
7.根据权利要求1-3中任一所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述启动器用于电机的电机驱动电路。
8.根据权利要求7所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述第一导电端子和所述第二导电端子分别与电机主绕组引出端（M）和电机副绕组引出端（S）电连接。
9.根据权利要求7所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述电机为制冷机压缩机电机。
10.根据权利要求7所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述电机为单向交流电机。
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