CN202231609U - 一种限流装置和电气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种限流装置和电气系统。由于本实用新型实施例的限流装置中的限流电路模块，可以在工作电路模块中的电流超过预设值时被启动，限制工作电路模块中的启动电流，所以可以避免电气设备在启动时，冲击电流较大的问题，可以避免电压跌落，保证电气设备的可靠性，而且，由于该限流电路模块主要是由三极管和电阻组成，所以成本较低实现简单。

Description

一种限流装置和电气系统

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种限流装置和电气系统。

背景技术

目前很多电子设备都会采用直流风扇进行冷却散热，而常用的直流风扇均为直接启动型，例如，参见图1，该图为现有技术中直流风扇的启动电路图。该启动电路包括二极管D4、MOS管Q4、电阻R4和风扇接口CN4其中，二极管D4的正极1连接MOS管Q4的漏极2，MOS管Q4的源极3与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，而MOS管Q4的栅极1则用于接收输入的控制信号，二极管D4的负极2与风扇接口CN4的端口1连接后，接于24V的直流电源，风扇接口CN4的另一端口2则接于二极管D4的正极1。当控制信号为高电平时，MOS管Q4导通，连接于风扇接口的风扇工作，而当控制信号为低电平时，MOS管Q4不通，此时风扇停止工作。

由于现有的启动电路没有软启动功能，因此其启动时，冲击电流较大，一般可达额定运行电流的3倍以上，而这么大的冲击电流对某些过载能力较差的电源会产生电压跌落，影响设备的可靠性。其中，电压跌落指的是在某一时刻电压的幅值突然偏离正常工作范围，经很短的一段时间后又恢复到正常水平的现象。

针对上述问题，现有技术常用的解决方法为选用带软启动的风扇或提高电源的输出能力，但这两种方案均会导致成本的大幅增加。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种限流装置和电气系统，可以以较低的成本实现限制电流，避免电压跌落，保证电气设备的可靠性的目的。

一种限流装置，包括工作电路模块和与之相连的限流电路模块；

所述工作电路模块，用于为电气设备提供电源；

所述限流电路模块，包括三极管和电阻，用于在工作电路模块中的电流超过预设值时被启动，以限制工作电路模块中的电流，并在工作电路模块中的电流低过预设值时被关闭。

一种电气系统，包括电气设备和本实用新型实施例提供的任一种限流装置；

风扇，用于接受限流装置所提供的电源。

由于本实用新型实施例的限流装置中的限流电路模块，可以在工作电路模块中的电流超过预设值时被启动，限制工作电路模块中的电流，所以可以避免工作电路模块中电流忽然过大，损害电气设备的情况，比如，可以避免电气设备在启动时，冲击电流较大的问题，可以避免电压跌落，保证电气设备的可靠性，而且，由于该限流电路模块主要是由三极管和电阻组成，所以成本较低，实现简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是现有技术中直流风扇的启动电路图；

图2是本实用新型实施例中限流装置的电路图。

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。

本实用新型实施例提供一种限流装置和电气系统。以下分别进行详细说明。

一种限流装置，包括工作电路模块和限流电路模块；

工作电路模块，用于为电气设备提供电源；比如，具体用于为直流风扇提供电源；此外，工作电路模块还用于为负载，比如为直流风扇提供电源和辅助控制负载的开启和停止。

限流电路模块，包括三极管和电阻，用于在工作电路模块中的电流超过预设值时被启动，限制工作电路模块中的电流，并在工作电路模块中的电流低过预设值时被关闭。其中，预设值可以根据实际应用的需求进行设定。

其中，工作电路模块具体可采用现有的启动电路，也可以根据实际应用的需求进行重新设计，比如，该工作电路模块可以包括设备接口、二极管和MOS管；

而限流电路模块则可以包括三极管、第一电阻和第二电阻；

以上各个器件的连接关系主要可以如下：

设备接口的一端与二极管的负极连接，设备接口的另一端与二极管的正极连接，二极管的正极与MOS管的漏极连接，第一电阻的一端连接在MOS管的源极上，第一电阻的另一端接地，第二电阻一端连接在三极管的基极上，第二电阻的另一端连接在MOS管的源极上，三极管的发射极接地，三极管的集电极与MOS管的栅极连接，三极管的集电极与控制信号的输入端连接。

其中，设备接口可以根据实际应用的需求进行设定，比如，如果该限流装置用于连接直流风扇，则该设备接口具体为风扇接口，以此类推。

可选的，为了将本级电路和前级电路隔离，限流电路模块还可以包括第三电阻，即该限流电路模块可以包括三极管、第一电阻和第二电阻和第三电阻；

则此时，以上各个器件的连接关系可以如下：

设备接口的一端与二极管的负极连接，设备接口的另一端与二极管的正极连接，二极管的正极与MOS管的漏极连接，第一电阻的一端连接在MOS管的源极上，第一电阻的另一端接地，第二电阻一端连接在三极管的基极上，第二电阻的另一端连接在MOS管的源极上，三极管的发射极接地，三极管的集电极与MOS管的栅极连接，第三电阻的一端与三极管的集电极连接，第三电阻的一端与控制信号的输入端连接。

同理，其中，设备接口可以根据实际应用的需求进行设定，比如，如果该限流装置用于连接直流风扇，则该设备接口具体为风扇接口，以此类推。

此外，二极管、MOS管、三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻的具体取值根据实际应用的需求而定，在此不再赘述。

由上可知，由于本实施例的限流装置中的限流电路模块，可以在工作电路模块中的电流超过预设值时被启动，限制工作电路模块中的电流，以保证电气设备的安全，比如，可以避免电气设备在启动时，冲击电流较大的问题，可以避免电压跌落，保证电气设备的可靠性；而且，由于该限流电路模块主要是由三极管和电阻组成，所以成本较低，实现简单。

根据上述实施例所描述的限流装置，以下将举例作进一步详细说明。

如图2所示，该限流装置包括风扇接口CN1、二极管D1、MOS管Q1、第一电阻R1、三极管Q2、第二电阻R2和第三电阻R3；

其中，以上各个器件的功能主要如下：

风扇接口CN1，主要用于连接直流风扇；

二极管D1，主要用于在MOS管Q1关断瞬间，延续直流风扇的线包电流，防止MOS管Q1过压损坏；

MOS管Q1：主要用于辅助控制风扇的启动和停止，起到开关的作用。

第一电阻R1：主要用于检测直流风扇的启动电流；

三极管Q2：为当R1上的压降大到一定程度时，即电路进入限流工作时，三极管Q3线性导通，主要用于控制MOS管Q1的门极电压，使MOS管Q1工作于线性区，从而限制风扇启动电流。

第二电阻R2：为三极管Q3的基极限流电阻。

第三电阻R3：主要用于将本级电路与前级电路相隔离。

以上各个器件的连接具体可以如下：

风扇接口CN1的一端口1与二极管D1的负极2连接，风扇接口CN1的另一端口2与二极管D1的正极1连接，二极管D1的正极1与MOS管Q1的漏极2连接，第一电阻R1的一端连接在MOS管Q1的源极3上，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2一端连接在三极管Q2的基极1上，第二电阻R2的另一端连接在MOS管Q1的源极3上，三极管Q2的发射极3接地，三极管Q2的集电极2与MOS管Q1的栅极1连接，第三电阻R3的一端与三极管Q2的集电极2连接，第三电阻R3的一端与控制信号的输入端连接。

以下将对该限流装置的运作进行简略说明。

其中，本限流装置的电路主要采用直流电源进行供电，比如，具体可以采用24伏(V)的直流电作为电源，该电源具体连接在二极管D1的负极2上，而控制信号则是由外部输入的一个高低电平信号，具体可参见图2。

如图2所示，当控制信号为高电平时，MOS管Q1导通，此时，连接在风扇接口上的直流风扇开始工作，而当控制信号为低电平时，直流风扇停止工作。第一电阻R1检测流过直流风扇的电流值，比如启动电流值，当该电流值大于设定值时，三极管Q2导通，致使MOS管Q1门极电压下降，于是MOS管Q1进入线性区，此时，MOS管Q1的“源极-漏极电压”(Vds)上升，导致直流风扇的电源电压下降，从而限制了直流风扇的电流，由于直流风扇的电流值降低了，所以此时流过直流风扇的电流在第一电阻R1上的压降不足以使三极管Q2导通，于是电路进入稳定工作状态。也就是说，在三极管Q2导通之后，这里可以形成一种负反馈，该负反馈可以使得直流风扇上的电流慢慢降低，并最终使得该流过直流风扇的电流在第一电阻R1上的压降小于三极管Q2的导通值，从而致使三极管Q2关闭，让电路进入稳定工作状态。

由上可知，本实施例的限流装置通过在现有的启动电路中增加三极管和电阻，使得当启动电路中的电流超过预设值时，三极管可以被导通，为启动电路进行降压，限制启动电路中的启动电流，实现限流的目的。采用该限流装置尤其可以避免电气设备在启动时，冲击电流较大的问题，可以避免电压跌落，保证电气设备的可靠；而且，由于该限流装置仅仅只需在现有的启动电路上增加一个三极管和两个电阻，所以实现起来非常简单，成本也较低。

相应的，本实用新型实施例还提供一种电气系统，包括电气设备和本实用新型实施例提供的任一种限流装置；其中，限流装置具体可参见前面实施例，在此不再赘述。

电气设备，用于接受限流装置所提供的电源。

其中，限流装置中的设备接口与电气设备相适应，比如，例如，若该电气设备具体为直流风扇，则限流装置中的设备接口具体为风扇接口，以此类推。

由上可知，本实施例的电气系统中的限流装置通过在现有的启动电路中增加三极管和电阻，使得当启动电路中的电流超过预设值时，三极管可以被导通，为启动电路进行降压，限制启动电路中的电流，实现限流，以保证电气设备安全的目的。比如，可以避免电气设备在启动时，冲击电流较大的问题，提高了电气设备的可靠性。而且，由于该限流装置仅仅只需在现有的启动电路上增加一个三极管和两个电阻，所以实现起来非常简单，成本也较低。

以上对本实用新型实施例所提供的一种限流装置和电气系统进行了详细介绍，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)

1.一种限流装置，其特征在于，包括工作电路模块和与之相连的限流电路模块；

所述工作电路模块，用于为电气设备提供电源；

所述限流电路模块，包括三极管和电阻，用于在工作电路模块中的电流超过预设值时被启动，限制工作电路模块中的电流，并在工作电路模块中的电流低过预设值时被关闭。

2.根据权利要求1所述的限流装置，其特征在于，

所述工作电路模块，具体用于为直流风扇提供电源。

3.根据权利要求1或2所述的限流装置，其特征在于，

所述工作电路模块包括设备接口和二极管MOS管；

所述限流电路模块包括三极管、第一电阻和第二电阻；

所述设备接口的一端与二极管的负极连接，所述设备接口的另一端与二极管的正极连接，所述二极管的正极与MOS管的漏极连接，所述第一电阻的一端连接在所述MOS管的源极上，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻一端连接在三极管的基极上，所述第二电阻的另一端连接在MOS管的源极上，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与MOS管的栅极连接，所述三极管的集电极与控制信号的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的限流装置，其特征在于，

所述设备接口具体为风扇接口。

5.根据权利要求1或2所述的限流装置，其特征在于，

所述工作电路模块包括设备接口和二极管MOS管；

所述限流电路模块包括三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述设备接口的一端与二极管的负极连接，所述设备接口的另一端与二极管的正极连接，所述二极管的正极与MOS管的漏极连接，所述第一电阻的一端连接在所述MOS管的源极上，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻一端连接在三极管的基极上，所述第二电阻的另一端连接在MOS管的源极上，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与MOS管的栅极连接，所述第三电阻的一端与三极管的集电极连接，所述第三电阻的一端与控制信号的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的限流装置，其特征在于，

所述设备接口具体为风扇接口。

7.一种电气系统，其特征在于，包括电气设备和权利要求1至6中任一种限流装置；

电气设备，用于接受限流装置所提供的电源。

8.根据权利要求7所述的电气系统，其特征在于，

所述电气设备具体为直流风扇。

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