CN1109631A - 高频电子线路过流保护方法及过流保护器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高频电子线路过流保护方法及保护
器，其特征在于将高频电流取样线圈(3)串接于产生
过流的回路中，而与所需要控制的电路相连接的控制
单元是采用可以接触的至少两个金属件，其中至少有
一个金属件是置于上述取样线圈内的在高频磁场中
因产生涡流发热而导致形变位移的金属件B(4)，本
发明可用于防止各种高频电子设备在异常工作状态
下因过流而被烧毁或损坏。
Description
本发明是属于处于异常工作情况下的电子线路保护方法及保护用元器件，具体涉及高频电子线路过流保护方法及过流保护器。
在高频电子设备中，当出现过电压、超负载或短路等异常状态时，电子线路中的高频电流急剧增大，即过流，往往导致电子元器件，甚至设备被烧毁。为此人们通过在高频电子线路中设置保护电路或保护器，以避免电子线路以及设备被损坏。例如，现有的一种高频电子线路过流保护方法，见附图4。图中虚线框内部分是过流保护电路，它是由电阻、电容、二极管、三极管、可控硅等元器件构成的复杂电路，不仅成本高，体积大，且可靠性差，有时还会误动作，适应性差，限制了使用范围。
本发明针对上述高频电子线路过流保护方法之不足，提供一种成本低，可靠性高的高频电子线路在异常工作状态下不至被烧毁的保护方法以及一种结构简单，成本低，体积小，可靠性高，使用范围广的高频电子线路过流保护器。
本发明的高频电子线路过流保护方法，其特征在于将至少包含有一个绕组的高频电流取样线圈串接在高频电子线路中容易产生过流的回路中，而在需要控制的电路中连接一个控制单元，该控制单元采用可以接触的至少两个金属件，其中至少有一个金属件是被置于上述高频电流取样线圈内的任意一种在高频交变磁场中因产生涡流发热而导致形变位移的金属件B。
上述高频电子线路过流保护方法是将高频电流的变量通过高频交变磁场转化为金属件的机械位移变量，使控制单元动作，根据这一基本原理设计制造的高频电子线路过流保护器可方便地用于保护各种高频电子设备，避免在异常工作状态下因过流而被烧毁。
本发明所述的高频电子线路过流保护器，包括用于串接在高频电路中容易产生过流的回路中的高频电流取样单元，以及控制单元，其特征在于所述的高频电流取样单元是至少包含有一个绕组的高频电流取样线圈，所述的控制单元是与需要控制的电路相连接的可以接触的至少两个金属件，其中至少有一个金属件是被置于上述高频电流取样线圈内的任意一种在其高频交变磁场中因产生涡流发热而导致形变位移的金属件B。
当电子设备的高频电子线路处于异常工作状态时，其谐振电流急剧增加，流过保护器取样线圈的电流随之增大，线圈内高频交变磁场增大，置于线圈内的金属件B产生涡流增大，其发热增加，因热膨胀而发生形变位移，当位移量大于设定值时，使两金属件原系接触者则断开，原系断开者则接触，与两金属件相连接的需要控制的电路或断开电源或停止工作或发出警报，防止电子设备被烧毁。
上述高频电流取样线圈可以是一个绕组绕制而成的线圈，从一个高频回路中取样;也可以是多个绕组绕制而成的线圈，从多个高频回路中取样。例如，对两个或两个以上高频输出回路进行取样，当任一输出回路产生过流时，都能引起线圈内高频交变磁场增大，使控制单元动作，实现对多输出回路的电子线路的过流保护。
以下结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明过流保护装置结构示意图。
图2是本发明的控制单元金属件组合方式示意图。
图3是本发明过流保护动作状态表达方式示意图。
图4是现有过流保护线路示意图。
图5是本发明过流保护线路示意图。
如图1a，1b所示，上述控制单元所包括的可以接触的至少两个金属件，其中至少有一种被置于上述高频电流取样线圈（3）内的金属件B（4），这种金属件B在取样线圈产生的交变磁场中会产生涡流发热而导致形变位移;而其中可以与上述形变金属件B接触的另外的金属件5，可以是一种不会产生形变的金属件A，也可以是被置于上述高频电流取样线圈内的另一个金属件B。其组合方式如图2所示，可以为A-B、B-B、A-B-A、B-A-B四种方式。其动作表达方式如图3所示分为常开形（a），常闭型（b），转换型（c），以满足不同的需要。为了保证触点6之间的间距为设计值，最好采用固定端子7将金属件4和金属件5固定成一体。
金属件B是一种形变金属，可以是一种热双金属片，如5j11，5j14，5j16等，也可以是一种形状记忆金属件，还可以是由两种金属构成的组合件，例如可以是由涡流发热金属10（如铁、镍及其合金）和形变金属4构成组合件。
金属件A通常选用电的良导体，如杜美丝，铜或铜合金。
金属件A之尺寸，主要取决于需要控制电流的大小，并要求有足够的强度，与金属件B接触时不能发生塑性变形。一般选用直径为Φ0.5mm到Φ1.5mm，长5mm到15mm金属棒。
金属件B的长、宽之比最好为3，厚度最好控制在宽度的十分之一到二十分之一。参考尺寸为：长度为10mm到25mm，宽1mm到5mm，厚0.2mm到0.5mm。金属件A、B之间距视所需控制电路之电压大小和所需保护动作灵敏度而定。间距小，灵敏度高，保护动作快，但控制电压则较低。在所需控制电压小于或等于1000伏时，间距选为的0.5mm到1.0mm。
为防止金属件触点氧化，防止热量散失，提高灵敏度，通常将金属件A、B设置在一抽真空密封玻璃管内。当控制电压较高时，还可在密封玻璃管内充以惰性气体，以免触点在动作时起火花。
使用在控制大电流的场合时，应在金属A、B接触部位设置触点6，一般用银铜片。使用在控制电流小的场合时，金属件A、B本身可作为触点。
为了使用方便，以及在大批量生产时，金属件A、B之引脚9可制成插入式引脚，可直接插入线路板中，也可直接插入插座中。此时引脚尺寸可选为：直径Φ0.4mm到Φ1.5mm，长6mm到10mm。
两个金属件的引脚9可用焊接金属线引出，也可以是金属件本身作引脚。引脚用材料通常选用杜美丝，因其膨胀系数与玻璃质的固定端子7之膨胀系数相同。
取样线圈可直接缠绕在玻璃管1上，也可独立作成一个线圈套在金属件B之外，还可以绕制在带有引脚的骨架之上，其引线8焊接在骨架之引脚上。
在设计高频电流取样线时，主要根据通过线圈的电流大小和所需保护动作的灵敏度来确定线圈的安匝数。安匝数大，灵敏度高，一般在5安匝到50安匝之间。在取样线圈外可设置保护层2，以保证绝缘与安全。
例如，一种用于日光灯电子镇流器、节能灯电子镇流器的异常工作状态的过流保护器，其外形尺寸为Φ12mm×22mm园柱体，引脚为Φ0.8mm×8mm的杜美丝插入式引脚。高频电流取样线圈用Φ0.25mm漆包线缠绕在带引脚的骨架上的20安匝的线圈，其引线焊接在骨架之引脚上。金属件A为Φ0.8mm×18mm杜美丝。金属件B为5j16型热双金属片，其尺寸为长10mm，宽2mm，厚为0.22mm。金属件A，B间距为1mm且同时经固定端子固定在密封玻璃管内，外包阻燃塑胶保护套。
对于任意高频电子线路或任意高频电子设备均可采用本发明的高频电子线路过流保护方法保护，以免在异常工作状况下遭到破坏，也可以使用本发明的高频电子线路过流保护器保护电子镇流器、节能灯电子镇流器、微波炉、电子灶、空调器等高频电子设备不致因异常工作状况而被损坏。
本发明与现有技术相比，本发明的保护方法简便、结构非常简单（见图4，5），不仅成本很低，灵敏度高，可靠性高，且所占体积、面积很小，例如节能灯电子镇流器，因其灯头内空间很小，现有任何过流保护技术也无法实施，因此国内外所生产的节能灯电子镇流器都没有解决过流保护问题，本发明为解决这一技术难题提供了有效的方法。因此本发明应用范围广泛，适用于任意高频电子线路的过流保护。
实施例：
图6是本发明的过流保护电子镇流器示意图，虚线框内部分是异态保护电路。
当日光灯灯丝完好，但因衰老而无发射电子能力时，灯管不启辉，此时称为异态，L、C5构成串联谐振电路，谐振电流突然增大，串接在L、C5回路的异态保护装置之高频取样线圈所流过的电流随之增大，使保护装置的控制单元动作，触点J接通，将振荡变压器T的初级短路，T的次级无电压输出，则三极管Q1、Q2因失去反馈电压而停止工作，此时称主回路停振，达到了保护三极管，亦即保护了电子镇流器的目的。
图7是本发明另外一种过流保护实施方式，用于保护石英灯电子变压器。
图中Q1，Q2构成他激式方波半桥振荡器。R、C3和DIAC是触发电路，高频方波之高频高压电流经变压器T2后，在次级变为高频低压电流输出供给石英灯工作。当发生异态时，T2初级电流增大，与之串接的异态保护装置的取样线圈中电流增大，该保护装置的控制单元动作，触点J接通，使C3短路，触发电路停止工作，Q1、Q2停止振荡，保护了石英灯电子变压器不被烧毁。
图8是本发明过流保护器保护微波炉示意图，图中虚线框内部分为过流保护电路。
交流电压通过整流滤波变为直流电压加到方波振荡器Q1、Q2两个推挽三极管上，经变压器T变压输出，其高频方波又经D5、D6整流后经L、C2滤波，获得一个直流高压加到磁控管阳极，使磁控管正常工作。当发生过流时，串接在方波振荡回路的高频电流取样线圈电流增大，过流保护器控制单元动作，电路中触点J闭合，Q1、Q2之控制极短接，失去信号，Q1、Q2停止工作，方波振荡器停振，从而保护了大功率晶体管Q1、Q2，则微波灶不致因过流而烧毁。
图9是本发明过流保护器保护电磁灶示意图，图中虚线框内部分为过流保护电路。
过流保护装置的取样线圈接入高频振荡电路中大功率开关晶体管射极，产生过流时，三极管射极电流增大，流过取样线圈之电流随之增大，当电流大于设定值时，保护装置的控制单元动作，触点J闭合，电路中CONTROL CIRCUIT被封锁，高频振荡器停振，从而保护了大功率晶体管，电磁灶不致因过流而烧毁。
图10是本发明过流保护节能灯电子镇流器示意图，是本发明的又一种过流保护实施方式，图中虚线框内部分为异态保护电路。
图中Q1、Q2与T构成振荡电路，L、C2构成串联谐振电路输出电流供节能灯工作。当灯管衰老、灯丝未断而无发射电子能力时，灯管不启辉，此时称异态，串联谐振L、C2电路中谐振电流急剧增大，与L串接的异态保护装置之取样线圈中电流增大，使异态保护装置之控制单元动作，触点J接通，振荡变压器T初级短路，T的次级无电压输出，Q1、Q2停止工作，高频振荡电路停振，从而保护了节能灯电子镇流器。
Claims (7)
1、一种高频电子线路过流保护方法，其特征在于将至少包含有一个绕组的高频电流取样线圈(3)串接在高频电子线路中容易产生过流的回路中，而在需要控制的电路中连接一个控制单元，该控制单元采用可以接触的至少两个金属件(4和5)，其中至少有一个金属件是被置于上述高频电流取样线圈内的任意一种在其高频交变磁场中因产生涡流发热而导致形变位移的金属件B(4)。
2、根据权利要求1所述的高频电子线路过流保护方法所设计的高频电子线路过流保护器，包括用于串接在高频电子线路中容易产生过流的回路中的高频电流取样单元，以及控制单元，其特征在于所述的高频电流取样单元是至少包含有一个绕组的高频电流取样线圈（3），所述的控制单元是与需要控制的电路相连接的可以接触的至少两个金属件（4和5），其中至少有一个金属件是被置于上述高频电流取样线圈内的任意一种在高频交变磁场中因产生涡流发热而导致形变位移的金属件B（4）。
3、如权利要求2所述的高频电子线路过流保护器，其特征在于所述的金属件B（4）是热双金属件。
4、如权利要求2所述的高频电子线路过流保护器，其特征在于所述的金属件B（4）是形状记意金属件。
5、如权利要求2所述的高频电子线路过流保护器，其特征在于所述的金属件B（4）是由顺磁金属和热双金属构成的组合件。
6、如权利要求2所述的高频电子线路过流保护器，其特征在于所述的金属件B（4）是由顺磁金属和形状记忆金属组合而成的组合件。
7、如权利要求2、3、4、5、6所述的高频电子线路过流保护器，其特征在于所述的控制单元密封在真空玻璃管（1）内。
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| CN 94102946 CN1109631A (zh) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 高频电子线路过流保护方法及过流保护器 |
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| CN1109631A true CN1109631A (zh) | 1995-10-04 |
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