CN206559024U - 一种短路保护及报警电路和用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种短路保护及报警电路和用电设备，所述短路保护及报警电路包括保护单元和报警单元，当用电设备的电源转换器的输入端发生短路时，所述保护单元断开用电设备和电源的连接，同时由所述报警单元发出表示用电设备的电源转换器的输入端已呈短路状态的警示，从而达到既能自动断开电源与用电设备短路后的连接，又具备报警功能的目的，避免出现因用电设备的电源转换器的输入端短路而造成的器件损坏难以修复的问题。

Description

一种短路保护及报警电路和用电设备

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种短路保护及报警电路和用电设备。

背景技术

各种用电设备都需要电源供电，电源供电的类型主要有两种：交流供电（交流AC电源）和直流供电（直流DC电源）。交流供电的基本流程是市电（例如220Vac）输入，经过电源转换器将交流电转换成符合需求的各种直流电；直流供电的基本流程是直流（DC）输入，经过电源转换器将其转换成符合需求的各种直流电。

但是利用交流或直流电进行供电时，由于某些器件的失效，可能会导致电源转换器的输入端呈现出短路状态。在用户不知情的情况下，如果把该输入端呈现出短路状态的设备接入电源（交流或直流），则可能会导致总开关跳闸或用电设备中其他器件的更深层次烧毁。

针对上述情况，一般而言，电子设备中的电源转换器会内置熔断丝来保护其因后级电路异常而出现的大电流现象，而熔断丝之前的部分是没有短路保护机制的，只能通过总开关跳闸来实现保护。在工厂内对用电设备进行测试时，如果用电设备熔断丝后级电路中有半导体器件由于受静电等原因而处于半失效或失效状态，此时通入AC或DC电源，则可能会造成更多的器件损坏而难以修复。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种短路保护及报警电路和用电设备，能在用电设备的电源转换器的输入端发生短路时，切断用电设备与电源之间的连接，同时还发出警告提示出现短路状况。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种短路保护及报警电路，包括保护单元和报警单元，当用电设备的电源转换器的输入端发生短路时，所述保护单元断开用电设备和电源的连接，同时由所述报警单元发出表示用电设备的电源转换器的输入端已呈短路状态的警示。

所述的短路保护及报警电路中，所述保护单元包括第一保险丝，所述报警单元包括白炽灯，所述第一保险丝的一端为所述短路保护及报警电路的输入端、连接电源，也连接所述白炽灯的一端，所述第一保险丝的另一端为所述短路保护及报警电路的输出端、连接电源转换器，也连接所述白炽灯的另一端。

优选的，所述第一保险丝为自恢复熔断丝。

所述的短路保护及报警电路中，所述保护单元包括第二保险丝，所述报警单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一整流器、第一电容和第一发光二极管，所述第二保险丝的一端为所述短路保护及报警电路的输入端、连接电源，也连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和第一整流器的3端，所述第二电阻的另一端连接第三电阻的一端和所述第一整流器的2端，所述第一整流器的1端连接所述第一电容的一端和所述第一发光二极管的正极，所述第一整流器的4端接地，也连接所述第一电容的另一端和所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述第一发光二极管的负极，所述第二保险丝的另一端为所述短路保护及报警电路的输出端、连接电源转换器，也连接所述第三电阻的另一端。

优选的，所述第二保险丝为自恢复熔断丝。

所述的短路及报警电路中，所述保护单元包括第三保险丝，所述报警单元包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二整流器、第二电容、第二发光二极管和蜂鸣器，所述第三保险丝的一端为所述短路保护及报警电路的输入端、连接电源，也连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端和第二整流器的3端，所述第六电阻的另一端连接第七电阻的一端和所述第二整流器的2端，所述第二整流器的1端连接所述第二电容的一端、所述第二发光二极管的正极和蜂鸣器的一端，所述第二整流器的4端接地，也连接所述第二电容的另一端、所述第九电阻的一端和第八电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接所述第二发光二极管的负极，所述第八电阻的另一端连接所述蜂鸣器的另一端，所述第三保险丝的另一端为所述短路保护及报警电路的输出端、连接电源转换器，也连接所述第七电阻的另一端。

优选的，所述第三保险丝为自恢复熔断丝。

一种用电设备，包括电源转换器，还包括所述的短路保护及报警电路，所述短路保护及报警电路连接在电源与电源转换器之间。

相较于现有技术，本实用新型提供的短路保护及报警电路和用电设备，所述短路保护及报警电路包括保护单元和报警单元，当用电设备的电源转换器的输入端发生短路时，所述保护单元断开用电设备和电源的连接，同时由所述报警单元发出表示用电设备的电源转换器的输入端已呈短路状态的警示，从而达到既能自动断开电源与用电设备短路后的连接，又具备报警功能的目的，避免出现因用电设备的电源转换器的输入端短路而造成的器件损坏难以修复的问题，而且电路只由由少数几个分立元件构成，具有可靠、成本低的特点。

附图说明

图1为本实用新型提供的用电设备的结构框图。

图2为本实用新型提供的短路保护及报警电路的第一实施例的电路原理图。

图3为本实用新型提供的短路保护及报警电路的第二实施例的电路原理图。

图4为本实用新型提供的短路保护及报警电路的第三实施例的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种短路保护及报警电路和用电设备，用于采用交流或直流供电的用电设备短路时，对用电设备进行保护及短路报警。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的用电设备，包括电源转换器10，所述用电设备还设置有短路保护及报警电路20，所述短路保护及报警电路20连接在电源30和所述电源转换器10之间，通过该短路保护及报警电路20可使得电源转换器10的输入端发生短路时，断开用电设备和电源的连接，同时还能发出表示用电设备的电源转换器的输入端已呈短路状态的警示，避免出现因用电设备的电源转换器的输入端短路而造成的器件损坏难以修复的问题。

进一步来说，本实用新型提供的短路保护及报警电路20适用于采用交流或直流电源供电的用电设备，所述电源30可以为交流电或是直流电，应用范围广。

请继续参阅图1，所述短路保护及报警电路20包括保护单元201和报警单元202，所述保护单元201与所述报警单元202并联，所述保护单元201的一端连接电源30，保护单元的另一端连接所述电源转换器10的输入端。

具体来说，所述保护单元用于在用电设备的电源转换器10的输入端发生短路时，断开用电设备和电源30的连接，所述报警单元202用于发出表示用电设备的电源转换器10的输入端已呈短路状态的警示。

请参阅图1和图2，在所述短路保护及报警电路20的第一实施例中，所述保护单元201包括第一保险丝F1，所述报警单元202包括白炽灯D1，所述第一保险丝F1用于在电源转换器10短路时，断开用电设备和电源30的连接，优选的，所述第一保险丝F1为自恢复熔断丝，在短路状态解除后，可自动使所述用电设备和电源恢复连接状态，从而避免人工将保险丝重新接上，所述白炽灯D1起警示作用，在灯亮时即表示用电设备的电源转换器10的输入端已呈短路状态，采用普通的灯泡即可。

具体实施时，所述第一保险丝F1的一端为所述短路保护及报警电路20的输入端、连接电源30，在电源30为直流电时，所述第一保险丝F1的一端连接所述电源30的正极，在电源30采用交流电时，所述第一保险丝F1的一端连接所述电源30的火线，所述第一保险丝F1也连接所述白炽灯D1的一端，所述第一保险丝F1的另一端为所述短路保护及报警电路20的输出端、连接电源转换器10，具体连接所述电源转换器10的输入端，也连接所述白炽灯D1的另一端。

具体来说，当电源转换器10的输入端呈短路状态时，则电源30回路的阻抗会非常小，进而产生大电流。由于该电流超过了第一保险丝F1的动作电流，则第一保险丝F1由低阻态转为高阻态，即类似于开路状态，断开用电设备和电源30的连接。此时，电源30两端的电势差几乎全部加在第一保险丝F1的两端，而白炽灯D1与第一保险丝F1为并联关系，因此白炽灯D1两端的电压约为电源30两端之间的电压，白炽灯D1发光。由此可知，当白炽灯D1发光报警时，表示电源转换器10的输入端已呈短路状态，从而达到警示的目的。

上述的第一实施例使用的是灯泡发光报警，但灯泡体积比较大，不适合嵌入到体积较小的装置里面，进一步地，本实用新型的第二实施例通过改善电路，使用体积非常小的LED发光二极管来实现发光报警功能，以扩大电路的使用范围。

请参阅图1和图3，在短路保护及报警电路20的第二实施例中，所述保护单元201包括第二保险丝F2，所述报警单元202包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一整流器BD2、第一电容C1和第一发光二极管LED1，所述第二保险丝F2用于在电源转换器10短路时，断开用电设备和电源30的连接，优选的，所述第二保险丝F2同样为自恢复熔断丝，所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3为分压电阻，第一整流器BD1起整流作用，采用由4个二极管组成的整流桥，第一电容C1为滤波电容，第一发光二极管LED1起短路报警作用，第四电阻R4为限流电阻。

具体实施时，所述所述第二保险丝F2的一端为所述短路保护及报警电路20的输入端、连接电源30，在电源30为直流电时，所述第二保险丝F2的一端连接所述电源30的正极，在电源30采用交流电时，所述第二保险丝F2的一端连接所述电源30的火线，也连接所述第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端连接所述第二电阻R2的一端和第一整流器BD1的3端，所述第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端和所述第一整流器BD1的2端，所述第一整流器BD1的1端连接所述第一电容C1的一端和所述第一发光二极管LED1的正极，所述第一整流器BD1的4端接地，也连接所述第一电容C1的另一端和所述第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端连接所述第一发光二极管LED1的负极，所述第二保险丝F2的另一端为所述短路保护及报警电路20的输出端、连接电源转换器10，具体连接所述电源转换器10的输入端，也连接所述第三电阻R3的另一端。

具体来说，当电源转换器10的输入端呈短路状态时，则电源30回路的阻抗会非常小，进而产生大电流。由于该电流超过了第二保险丝F2的动作电流，则第二保险丝F2由低阻态转为高阻态，即类似于开路状态，断开用电设备和电源30的连接。第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3串联后与第二保险丝F2并联，因此第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3串联网络两端的电压约为电源两端的电压。第一整流器BD1通过摄取电阻R1与R3上的分压，经过整流滤波后转换为直流供给第一发光二极管LED1及其串联限流电阻R4，使之发光报警，从而达到警示的目的。

上述的第二实施例使用的是LED发光二极管报警，但有时工作人员可能不会注意到LED灯发光，故进一步地，本实用新型的第三实施例通过改善电路，在电路中加入声音报警装置，加强电路的报警效果。

请参阅图1和图4，在短路保护及报警电路的第三实施例中，所述保护单元201包括第三保险丝F3，所述报警单元202包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二整流器BD2、第二电容C2、第二发光二极管LED2和蜂鸣器H1，所述第三保险丝F3用于在电源转换器10短路时，断开用电设备和电源30的连接，优选的，所述第三保险丝F3同样为自恢复熔断丝，所述第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7为分压电阻，第二整流器BD2起整流作用，采用由4个二极管组成的整流桥，第二电容C2为滤波电容，第二发光二极管LED2和蜂鸣器H1起短路报警作用，第八电阻R8和第九电阻R9为限流电阻。

具体实施时，所述第三保险丝F3的一端为所述短路保护及报警电路20的输入端、连接电源30，在电源30为直流电时，所述第三保险丝F3的一端连接所述电源30的正极，在电源30采用交流电时，所述第三保险丝F3的一端连接所述电源30的火线，也连接所述第五电阻R5的一端，所述第五电阻R5的另一端连接所述第六电阻R6的一端和第二整流器BD2的3端，所述第六电阻R6的另一端连接第七电阻R7的一端和所述第二整流器BD2的2端，所述第二整流器BD2的1端连接所述第二电容C2的一端、所述第二发光二极管LED2的正极和蜂鸣器H1的一端，所述第二整流器BD2的4端接地，也连接所述第二电容C2的另一端、所述第九电阻R9的一端和第八电阻R8的一端，所述第九电阻R9的另一端连接所述第二发光二极管LED2的负极，所述第八电阻R8的另一端连接所述蜂鸣器H1的另一端，所述第三保险丝F3的另一端为所述短路保护及报警电路20的输出端、连接电源转换器10，具体连接所述电源转换器10的输入端，也连接所述第七电阻R7的另一端。

具体来说，当电源转换器10的输入端呈短路状态时，则电源30回路的阻抗会非常小，进而产生大电流。由于该电流超过了第三保险丝F3的动作电流，则第三保险丝F3由低阻态转为高阻态，即类似于开路状态，断开用电设备和电源30的连接。第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7串联后与第三保险丝F3并联，因此第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7串联网络两端的电压约为电源两端的电压。第二整流器BD2通过摄取电阻R5与R7上的分压，经过整流滤波后转换为直流供给第一发光二极管LED1及其串联限流电阻R9、使之发光，同时还给报警蜂鸣器H1及其串联限流电阻R8供电，使其发出警报声音，从而达到警示的目的。

综上所述，本实用新型通过设置保护单元，当用电设备的电源转换器的输入端发生短路时，可断开用电设备和电源的连接，通过设置报警单元，可发出表示用电设备的电源转换器的输入端已呈短路状态的警示，从而达到既能自动断开电源与用电设备短路后的连接，又具备报警功能的目的，避免出现因用电设备的电源转换器的输入端短路而造成的器件损坏难以修复的问题，而且电路只由少数几个分立元件构成，具有可靠、成本低的特点。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种短路保护及报警电路，其特征在于，包括保护单元和报警单元，当用电设备的电源转换器的输入端发生短路时，所述保护单元断开用电设备和电源的连接，同时由所述报警单元发出表示用电设备的电源转换器的输入端已呈短路状态的警示。

2.根据权利要求1所述的短路保护及报警电路，其特征在于，所述保护单元包括第一保险丝，所述报警单元包括白炽灯，所述第一保险丝的一端为所述短路保护及报警电路的输入端、连接电源，也连接所述白炽灯的一端，所述第一保险丝的另一端为所述短路保护及报警电路的输出端、连接电源转换器，也连接所述白炽灯的另一端。

3.根据权利要求2所述的短路保护及报警电路，其特征在于，所述第一保险丝为自恢复熔断丝。

4.根据权利要求1所述的短路保护及报警电路，其特征在于，所述保护单元包括第二保险丝，所述报警单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一整流器、第一电容和第一发光二极管，所述第二保险丝的一端为所述短路保护及报警电路的输入端、连接电源，也连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端和第一整流器的3端，所述第二电阻的另一端连接第三电阻的一端和所述第一整流器的2端，所述第一整流器的1端连接所述第一电容的一端和所述第一发光二极管的正极，所述第一整流器的4端接地，也连接所述第一电容的另一端和所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述第一发光二极管的负极，所述第二保险丝的另一端为所述短路保护及报警电路的输出端、连接电源转换器，也连接所述第三电阻的另一端。

5.根据权利要求4所述的短路保护及报警电路，其特征在于，所述第二保险丝为自恢复熔断丝。

6.根据权利要求1所述的短路保护及报警电路，其特征在于，所述保护单元包括第三保险丝，所述报警单元包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二整流器、第二电容、第二发光二极管和蜂鸣器，所述第三保险丝的一端为所述短路保护及报警电路的输入端、连接电源，也连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端和第二整流器的3端，所述第六电阻的另一端连接第七电阻的一端和所述第二整流器的2端，所述第二整流器的1端连接所述第二电容的一端、所述第二发光二极管的正极和蜂鸣器的一端，所述第二整流器的4端接地，也连接所述第二电容的另一端、所述第九电阻的一端和第八电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接所述第二发光二极管的负极，所述第八电阻的另一端连接所述蜂鸣器的另一端，所述第三保险丝的另一端为所述短路保护及报警电路的输出端、连接电源转换器，也连接所述第七电阻的另一端。

7.根据权利要求6所述的短路保护及报警电路，其特征在于，所述第三保险丝为自恢复熔断丝。

8.一种用电设备，包括电源转换器，其特征在于，还包括如权利要求1-7任意一项所述的短路保护及报警电路，所述短路保护及报警电路连接在电源与电源转换器之间。