CN203722199U - 一种功率超载保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功率超载保护装置，包括有控制器，所述控制器连接有供电电路、用于控制电流输出大小的功率控制电路、用于检测负载电流的电流传感器、用于向控制器发送录入负载电流指令信号的控制输入接口，所述电流传感器与功率控制电路连接，所述功率控制电路与负载连接。本实用新型通过内置在控制器的模数取样电路和非易失性储存器以及逻辑运算器配合与控制器连接的控制输入接口实现学习式电流参考值的录入，非易失性储存器中录入的电流参考值与负载的实际电流值进行比较，提高了功率限制装置的生产效率和功率限制装置的精确度，以及增加了功率限制功能的多样性和灵活性。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及一种功率超载保护装置。
[背景技术]
能源，是社会发展的基本支撑，对整个社会的发展和人民的生活水平起着至关重要的作用，如何合理的利用资源，减少能源损耗，以及倡导绿色能源，已经成为当今世界性的重大课题，世界各大组织及各个国家也在积极地谋求更节能更环保的清洁能源，在清洁能源未能真正完全普及的情况下，减少能源的损耗成为了当前最具实际，最可行的办法。
目前，以钨丝灯、卤素灯等热致光源仍在普遍使用，特别是在一些相对落后地区，由此导致了严重的能源浪费；一些组织、国家、地区也对此制定了相关的法律法规，对此类光源的使用采取了一定的限制。在这个过程中，关于节能方面的功率限制产品应运而生，如：限流器、带限流功能的调光器、带限流功能的风扇遥控器等，还有关于安全方面的超载保护装置，超功率保护开关等产品。
为了实现超功率保护或限制的功能，目前主要流行的方式有：机械电热式和电子式两种。
机械电热式超载保护装置的工作原理主要是利用工作电流严重超标时引起的热量导致双金属片变形断开电器触点来实施超载保护。其保护点通常都在十倍于额定工作电流。同时其保护点受外界的温度影响很大。由于机械电热式保护装置的保护点精度的缺陷存在只能用在灾害预防方面。
电子式超载保护装置的工作原理主要是利用小阻抗的电阻或电流互感器对负载电流进行取样，经过电流放电器放大，再利用电压比较器对电流放大器输出的电压与设定的参考电压进行比较，在电流放大器输出的电压超过参考电压时实施保护。该类电子超载保护装置要获得高精度的保护点必须要对参考电压或电流放大器的放大倍数进行校准。
目前流行的电子式超载保护装置存在生产效率较低、电路功能单一、电路的整合的成本优势较差等缺点。
[实用新型内容]
本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种功率超载保护装置，通过内置在控制器的模数取样电路和非易失性储存器以及逻辑运算器配合与控制器连接的控制输入接口实现学习式电流参考值的录入，非易失性储存器中录入的电流参考值与负载的实际电流值进行比较，当负载的实际电流值大于电流参考值时，控制器控制功率控制电路调整负载的实际电流，使具有多功能的控制装置在不增加硬件成本的基础上实现功率限制功能，提高了功率限制装置的生产效率和功率限制装置的精确度，以及增加了功率限制功能的多样性和灵活性。
为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种功率超载保护装置，包括有控制器1，所述控制器1连接有供电电路2、用于控制电流输出大小的功率控制电路3、用于检测负载电流的电流传感器4、用于向控制器1发送录入负载电流指令信号的控制输入接口5，所述电流传感器4与功率控制电路3连接，所述功率控制电路3与负载连接。
所述控制器1为内置有模数转换电路和非易失性储存器以及逻辑运算器的集成电路。
所述功率控制电路3的主控器件为继电器或可控硅。
所述供电电路2包括有电阻R1、电阻R2和电容C2，所述电阻R1一端与二极管D1负极端连接，所述二极管D1正极端通过电阻R3与火线连接，所述电阻R1与电阻R2并联连接，所述电阻R1另一端与功率控制电路3继电器线圈一端连接，所述电阻R1另一端与电容C2的正极端连接，所述电容C2负极端接地。
所述功率控制电路3包括有三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过电阻R8与控制器1连接，所述三极管Q1的集电极与继电器线圈另一端连接，所述三极管Q1的发射极接地。
所述三极管Q1为耐压大于100V的小电流的MOSFET、IGBT三极管。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型将功率限制的技术融入到控制器中，使调光器、风扇遥控器等需要整合功率限制功能的产品，在不增加硬件成本的基础上轻松地实现功率限制，节约了产品的硬件投入，节约了生产成本。
2、本实用新型解决了功率限制装置限流值设定的生产调试和精确度的矛盾，有效地节省了生产调试的时间和提升了限流值的设定精度，提升了生产效率和产品质量。
3、本实用新型的拓展了产品的使用范围，通过内置在控制器中的存储器录入电流参考值，与负载的实际电流进行比较、限制，还可以通过控制输入接口实现对负载的遥控功能，以及通过扩展输出接口对外接设备进行控制等，减少了产品更新换代的开发周期和开发成本。
[附图说明]
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电路结构图。
[具体实施方式]
下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述：
如图1所示，一种功率超载保护装置，包括有控制器1，所述控制器1连接有供电电路2、用于控制电流输出大小的功率控制电路3、用于检测负载电流的电流传感器4、用于向控制器1发送录入负载电流指令信号的控制输入接口5，所述电流传感器4与功率控制电路3连接，所述功率控制电路3与负载连接。其中，控制器1内置有模数转换电路和非易失性储存器以及逻辑运算器。
负载、功率控制电路与电流传感器串联，并与供电电路2并联接入电源。
所述控制器1为内置有模数转换电路和非易失性储存器以及逻辑运算器的集成电路。
所述功率控制电路3的主控器件为继电器或可控硅。
所述供电电路2包括有电阻R1、电阻R2和电容C2，所述电阻R1一端与二极管D1负极端连接，所述二极管D1正极端通过电阻R3与火线连接，所述电阻R1与电阻R2并联连接，所述电阻R1另一端与功率控制电路3继电器线圈一端连接，所述电阻R1另一端与电容C2的正极端连接，所述电容C2负极端接地。
所述功率控制电路3包括有三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过电阻R8与控制器1连接，所述三极管Q1的集电极与继电器线圈另一端连接，所述三极管Q1的发射极接地。
所述三极管Q1为耐压大于100V的小电流的MOSFET、IGBT三极管。
在功率超载保护装置生产调试时，在装置的负载端接入额定负载，通过控制输入接口5向控制器1传达录入负载额定电流的学习指令，此时控制器1通过内置在控制器1中的模数转换电路向电流传感器4获取负载当前的电流值数据，并将该电流值数据录入控制器1的非易失性储存器中作为超载保护参考值，此时额定负载的功率就成为功率超载保护装置的保护功率点。装置经过上述调试流程，快速地完成了功率超载保护装置的超载保护值设定。
如图2所示，功率控制电路3主控器件为继电器，所述供电电路2由二极管D1、二极管D2和电容C1组成整流滤波电路，通过电阻R1、电阻R2和电容C2组成的限流储电电路，将相对高压的电源转换成适合于继电器线圈工作的电源向继电器吸合线圈供电。所述功率控制电路3采用了高压供电，低功耗驱动低压继电器的设计，有效地利用了在继电器吸合瞬间功耗较大和维持吸合状态功耗较低的特性。
电流传感器4检测负载的当前电流值，控制器1将负载当前电流的模拟量转化为数字量，并将负载当前电流值与超载保护参考电流值进行对比，当负载当前电流值小于超载保护参考电流值时，即功率控制电路3的Q1处于截止状态时，继电器吸合线圈没有电流通过，继电器常闭触点导通，负载加电工作，此时电容C1通过电阻R1和电阻R2向电容C2进行充电。当负载当前电流值大于超载保护参考电流值时，控制器1控制三极管Q1导通，电容C2通过继电器吸合线圈进行放电，使继电器吸合线圈获取充足的瞬间吸合电流，此时继电器功耗较大，继电器瞬间吸合后继电器吸合线圈的电流由电阻R1和电阻R2维持，负载断电停止工作。
其中，维持电流大小受电阻R1和电阻R2的阻值控制，只有合理地配置电阻R1和R2的阻值就能有效地实现在高压供电电路中驱动低压继电器的低功耗低成本的设计目标。该设计的提出有效地降低了产品的功耗，简化了电路结构，降低了产品成本。
根据本实用新型的实施方式，本实用新型可以在保证功率超载保护精度的情况下，忽略对电流传感器、模数转换电路的精度要求，达到提高产品合格率，降低生产调试成本和物料成本的目标。
根据本实用新型的实施方式，本实用新型可以在不改变硬件结构的情况下，通过生产调试时接入不同的额定负载，实现不同功率限制点。有效地减少了产品型号和仓储物流控制成本，为配合客户不同功率超载保护要求提出了灵活的设计方案。减少了重复的产品开发和产品认证的费用。
根据本实用新型的实施方式，本实用新型可以通过扩展控制器1的功能和控制硬件接口嵌入到风扇遥控器，调光器等对功率限制有要求的产品中应用。
Claims (6)
1.一种功率超载保护装置，其特征在于：包括有控制器（1），所述控制器（1）连接有供电电路（2）、用于控制电流输出大小的功率控制电路（3）、用于检测负载电流的电流传感器（4）、用于向控制器（1）发送录入负载电流指令信号的控制输入接口（5），所述电流传感器（4）与功率控制电路（3）连接，所述功率控制电路（3）与负载连接。
2.根据权利要求1所述的一种功率超载保护装置，其特征在于：所述控制器（1）为内置有模数转换电路和非易失性储存器以及逻辑运算器的集成电路。
3.根据权利要求1所述的一种功率超载保护装置，其特征在于：所述功率控制电路（3）的主控器件为继电器或可控硅。
4.根据权利要求1所述的一种功率超载保护装置，其特征在于：所述供电电路（2）包括有电阻R1、电阻R2和电容C2，所述电阻R1一端与二极管D1负极端连接，所述二极管D1正极端通过电阻R3与火线连接，所述电阻R1与电阻R2并联连接，所述电阻R1另一端与功率控制电路（3）继电器线圈一端连接，所述电阻R1另一端与电容C2的正极端连接，所述电容C2负极端接地。
5.根据权利要求1所述的一种功率超载保护装置，其特征在于：所述功率控制电路（3）包括有三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过电阻R8与控制器（1）连接，所述三极管Q1的集电极与继电器线圈另一端连接，所述三极管Q1的发射极接地。
6.根据权利要求1所述的一种功率超载保护装置，其特征在于：所述三极管Q1为耐压大于100V的小电流的MOSFET、IGBT三极管。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110739661A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-01-31 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种过流保护装置及板卡 |
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2014
- 2014-01-20 CN CN201420035437.4U patent/CN203722199U/zh not_active Expired - Lifetime
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