CN201937464U - 一种限流保护装置及电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种限流保护装置，包括：三端稳压器，所述三端稳压器输入端连接输入电源，输出端连接负载，接地端接地；温度调节模块，用于当电流超过限定值时，控制三端稳压器的温度在预定范围内；本实用新型还公开了一种电源，包括输出整流滤波电路，还包括上述的限流保护装置，所述输出整流滤波电路输出端连接所述限流保护装置的三端稳压器。本实用新型实施例提供一种限流保护装置及电源，即使负载处于长期短路状态，也能使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内，与恒流型限流电路相比，结构简单，整体功率损耗低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种限流保护装置及电源。
背景技术
负载电路在运行过程中经常会发生短路故障，由此引发电源设备的损坏。为解决此类短路问题，现有技术有三种方式：
(1)截止式。直接关断功率变换或者断开输出回路。
缺点：不能输出电流，不能自动恢复。
(2)打嗝式。On-Off来回的试着启动或者输出。
缺点：不能输出连续电流。
(3)限流式。限制输出电流为一定范围。
在某些应用场合，如通信行业双双工/双三工滤波器，即使低噪放发生短路性故障，电源仍应需要提供电流。也就是说，此时电流不允许中断。因此不能采用截止式、打嗝式短路保护之方案。
目前行业内多采用恒流型电流限制电路，在对现有技术的研究过程中，本实用新型发明人发现，恒流型电流限制电路有很多缺陷，恒流型电流限制从电路的设计来讲，无非是三种方案：一是调节开关管的占空比，把电流尽可能降小，存在的缺点是由于受到最小占空比的限制，如果短路回路的阻抗足够小，则短路时的电流仍然很大。二是引入另外的恒流源供输出，存在的缺点是电路复杂，功耗比较大。三是副边预先调节的方法，让大部分多余的能量消耗在无源电阻上而不是消耗在串联调整器的晶体管上，存在的缺点是需要增加前置调整器，整体的功率损耗仍然较大。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术中恒流型电流限制电路存在的缺陷，提供一种限流保护装置及电源。
本实用新型实施例提供一种限流保护装置，包括：
三端稳压器，所述三端稳压器输入端连接输入电源，输出端连接负载，接地端接地；
温度调节模块，用于当电流超过限定值时，控制三端稳压器的温度在预定范围内。
本实用新型实施例还提供一种电源，包括输出整流滤波电路，还包括上述的限流保护装置，所述输出整流滤波电路输出端连接所述限流保护装置的三端稳压器。
本实用新型实施例提供一种限流保护装置及电源，即使负载处于长期短路状态，也能使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内，与恒流型限流电路相比，结构简单，整体功率损耗低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例一限流保护装置结构示意图；
图2是本实用新型实施例一限流保护装置中三端稳压器输入电压差值与输出电流值特性关系曲线图；
图3是本实用新型实施例二限流保护装置结构示意图；
图4是本实用新型实施例二限流保护装置结构示意图；
图5是本实用新型实施例三限流保护装置电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
本实用新型一种限流保护装置，包括：
三端稳压器2，所述三端稳压器2输入端连接输入电源1，输出端连接负载3，接地端接地；
温度调节模块4，用于当电流超过限定值时，控制三端稳压器的温度在预定范围内。
所述三端稳压器是电力电子技术中常用的一类元器件，三端稳压器封装有三个引出脚，输出电压有固定式和可调式两种。三端稳压器内置有电流限制、过温保护等功能，应用时所加外部元件极少。
本实用新型中可以选用78MXX系列三端稳压器，所述三端稳压器输出固定电压5V，负载调整率±100mV，连续输出额定电流是0.50A，采用TO-220封装。
如图2所示为LM78XX系列三端稳压器的限流特性，从图中曲线发现，如果三端稳压器的输入-输出电压差在一定范围内时，限流特性曲线存在一段近似水平线。三端稳压器的输入-输出电压值为某一值时，输出电流的数值大小会随着三端稳压器温度的变化而变化。
所述温度调节模块为散热器，所述三端稳压器固定在散热器上，通过散热器散热从而将三端稳压器的温度控制在一定范围内，也就实现了三端稳压器输出电流稳定地控制在一定的范围内。
电流超过限定值指负载短路时或者其他原因导致电流过大。
当发生负载短路故障时，如果三端稳压器的输入端与输出端的电压差为8V-0V＝8V，若能够通过设计合适的散热器，使三端稳压器LM78M05CT的结温控制在25℃～150℃之间，三端稳压器LM78M05CT的输出电流将会被限制在约600mA～1000mA的范围内。
本实用新型实施例提供一种限流保护装置，即使负载处于长期短路状态，也能使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内，与恒流型限流电路相比，结构简单，整体功率损耗低。
实施例二
本实用新型一种限流保护装置，包括：
三端稳压器2，所述三端稳压器2输入端连接输入电源1，输出端连接负载3，接地端接地；
温度调节模块4，用于当电流超过限定值时，控制三端稳压器的温度在预定范围内。
所述三端稳压器是电力电子技术中常用的一类元器件，三端稳压器封装有三个引出脚，输出电压有固定式和可调式两种。三端稳压器内置有电流限制、过温保护等功能，应用时所加外部元件极少。
本实用新型中可以选用78MXX系列三端稳压器，所述三端稳压器输出固定电压5V，负载调整率±100mV，连续输出额定电流是0.50A，采用TO-220封装。
如图2所示为LM78XX系列三端稳压器的限流特性，从图中曲线发现，如果三端稳压器的输入-输出电压差在一定范围时，限流特性曲线存在一段近似水平线。三端稳压器的输入-输出电压值为某一值时，输出电流的数值大小会随着三端稳压器温度的变化而变化。
所述温度调节模块4还包括检测单元5和散热单元6，所述检测单元5用于检测电路中电流超过限定值时，散热单元6控制三端稳压器温度在预定范围内。
一种实施方式，所述散热单元6包括调速单元8，以及分别与调速单元8连接的温度传感器9和风扇7，所述温度传感器用于测量三端稳压器的温度，所述调速单元8与检测单元5相连，当检测单元5检测电路中电流超过限定值时，所述调速单元8控制风扇7开始工作，控制使三端稳压器2的温度在预定范围内。
另一种实施方式，所述散热单元为水冷装置，所述水冷装置包括散热器，散热器内部设有进水管和出水管，当检测单元5检测电路中电流超过限定值时，控制使三端稳压器2的温度在预定范围内。
电流超过限定值指负载短路时或者其他原因导致电流过大。
本实用新型实施例提供一种限流保护装置，采用风冷或水冷的方式，即使负载处于长期短路状态，也能使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内，与恒流型限流电路相比，结构简单，整体功率损耗低。
实施例三
本实用新型一种限流保护装置，包括：
三端稳压器2，所述三端稳压器2输入端连接输入电源1，输出端连接负载3，接地端接地；
温度调节模块4，用于当电流超过限定值时，控制三端稳压器的温度在预定范围内。
如图5所示，电源正输出端连接二极管D1的阳极端，二极管D1的阴极端分别连接电解电容C1的阳极端和三端稳压器的输入端，电解电容C1的阴极端连接电源的负极端和三端稳压器的接地端，三端稳压器的输出端和接地端之间分别并联有电解电容C2，电容C3和电阻R1，三端稳压器的输出端和接地端之间还连接有负载电阻。
所述三端稳压器可以选用LM78XX系列中的LM78M05，所述三端稳压器固定在散热器HS1上，所述三端稳压器和散热器之间还设有硅胶绝缘片，电源输出电压为8V，根据图2所示，若能够通过设计合适的散热器，使三端稳压器LM78M05CT的结温控制在25℃～150℃之间，三端稳压器LM78M05CT的输出电流将会被限制在约600mA～1000mA的范围内，当负载短路时，
三端稳压器的最大功耗是PD＝(Vin-Vout)×Iout＝8V×1A＝8W
三端稳压器结点和空气之间的热阻RθJA＝60℃/W
三端稳压器结点和外壳之间的热阻RθJC＝5℃/W
硅胶绝缘片和外壳之间的热阻RθCH＝1℃/W
所以，三端稳压器结点到散热器的热阻RθJH＝RθJC+RθCH＝5+1＝6℃/W；
三端稳压器结点和散热器之间的温差ΔT＝PD×RθJH＝8W×6℃/W＝48℃
散热器上的温度TH＝Tjmax-ΔT＝150℃-48℃＝102℃
从散热器表面到+70℃环境温度大气所允许的最大温差ΔTH＝TH-TA＝102℃-70℃＝32℃
所以，散热器的热阻
或者，RθHA＝[(150℃-70℃)/8W]-5℃/W-1℃/W＝4℃/W。
由此可见，只要选择一个热阻4℃/W的铝型材散热器，在环境温度-23℃～+70℃范围，三端稳压器LM78M05CT的输出电流都会被限制在600mA～1000mA的范围内。
本实用新型实施例提供一种限流保护装置，即使负载处于长期短路状态，也能使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内，与恒流型限流电路相比，结构简单，整体功率损耗低。
实施例四
一种电源，包括输出整流滤波电路，还包括上述的限流保护装置，所述输出整流滤波电路输出端连接所述限流保护装置的三端稳压器。
本实用新型实施例提供一种电源，即使负载处于长期短路状态，也能使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内，与恒流型限流电路相比，结构简单，整体功率损耗低。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种限流保护装置，其特征在于：包括：
三端稳压器，所述三端稳压器输入端连接输入电源，输出端连接负载，接地端接地；
温度调节模块，用于当电流超过限定值时，控制三端稳压器的温度在预定范围内。
2.根据权利要求1所述的限流保护装置，其特征在于：所述温度调节模块为散热器，所述三端稳压器固定在散热器上。
3.根据权利要求2所述的限流保护装置，其特征在于：所述三端稳压器和散热器之间设有硅胶绝缘片。
4.根据权利要求2或3所述的限流保护装置，其特征在于：所述散热器为铝型材散热器。
5.根据权利要求1所述的限流保护装置，其特征在于：所述温度调节模块包括检测单元和散热单元，所述检测单元用于检测电路中电流超过限定值时，散热单元控制三端稳压器温度在预定范围内。
6.根据权利要求5所述的限流保护装置，其特征在于：所述散热单元为调速单元、温度传感器和风扇，所述调速单元输入端连接检测单元，输出端分别连接温度传感器和风扇。
7.根据权利要求5所述的限流保护装置，其特征在于：所述散热单元为水冷装置。
8.一种电源，包括输出整流滤波电路，其特征在于：还包括如权利要求1-7任意一项所述的限流保护装置，所述输出整流滤波电路输出端连接所述限流保护装置的三端稳压器。
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