CN212627126U - 短路保护的改良电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种短路保护的改良电路结构，适用于待测电子组件，此改良电路结构包括断路组件、热敏电阻、滤波整流模块及电容组件。断路组件的第一端连接电源供应端，滤波整流模块连接断路组件的第二端与接地端，热敏电阻的第一端连接滤波整流模块。电容组件的第一端连接滤波整流模块，电容组件的第二端连接热敏电阻的第二端，且电容组件同时与待测电子组件形成并联。其中，本新型所公开的断路组件为陶瓷保险丝，可在待测电子组件形成短路时，形成开路以保护待测电子组件。同时，陶瓷保险丝的第一与第二端之间可承受耐压且无引起外观的损伤。

Description

短路保护的改良电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种电路，特别是涉及一种短路保护的改良电路结构。

背景技术

短路是指在正常电路中，不同电位的两点不正确地直接接触，抑或是被阻抗(或电阻)非常小的导体接通时所产生的一种情况。当短路发生时电流强度极大，往往会损坏电气设备或引起火灾。一般电力系统在运行中，当短路发生时，相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时，便会流过非常大的电流。而此电流值远大于额定电流，并且会取决于短路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可高达额定电流的10至15倍。在大容量电力系统中，短路电流甚至可达数万安培。这些皆会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

由于短路是一种不正常的低电阻的电路，会产生较大的电流。甚至过大的电流有可能导致电路损坏、过热、火灾或爆炸等情况发生，因此，电力装置皆必须通过一定的短路测试，以符合其安规标准。举例而言，已知短路所造成的危害，目前可以通过预防(如使用符合建筑和电气使用规范的电路)或使用熔断器(如保险丝)、断路器或其他过载保护器，在电流过大时形成断路，以达到保护主要测试装置的目的。然而，一般保险丝，又称熔断器或熔丝，是一种连接在电路上用以保护电路的一次性组件，常见的保险丝通常会采用低熔点且电阻率大的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料所制成。因此，当电路上产生短路导致流过的电流过大时，将会使其中的金属线或金属片因产生高温而被熔断，导致开路而中断电流，据此保护电路免于受到伤害。不过，值得注意的是，在此同时，保险丝本身也会受到熏黑、损伤、甚至在熔断后必需要经由人工更换新的保险丝，方可以使电路重新恢复运行。此举不仅使得保险丝只能一次性地使用，增加人力置换的工时，更大幅地增加了测试电路的成本。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本新型目的之一在于提供一种短路保护的改良电路结构，利用此种新颖的改良电路结构，适于待测电子组件的短路产生时，可以在电流过大时形成断路，达到保护主要测试电子组件的目的。

据此一种短路保护的改良电路结构，适用于待测电子组件，此短路保护的改良电路结构包括断路组件，具有第一端与第二端，该断路组件的第一端电性连接一电源供应端；滤波整流模块，电性连接于该断路组件的第二端以及接地端；热敏电阻，具有第一端与第二端，该热敏电阻的第一端电性连接上述的滤波整流模块；以及电容组件，具有第一端与第二端，该电容组件的第一端电性连接所述的滤波整流模块，该电容组件的第二端电性连接热敏电阻的第二端，并且该电容组件同时与待测电子组件形成并联。

其中，当待测电子组件形成短路时，上述的断路组件形成开路，以保护该待测电子组件。

在一实施例中，断路组件为陶瓷保险丝，且在待测电子组件形成短路时，该陶瓷保险丝的第一端与第二端之间可承受耐压且无形成任何外观上的损伤。

在一实施例中，此种陶瓷保险丝的熔断时间介于20毫秒至2分钟之间。

在一实施例中，此种陶瓷保险丝的额定电压为250伏特。

在一实施例中，此种陶瓷保险丝的额定电流介于250毫安至6.3安培之间。

在一实施例中，此种陶瓷保险丝的可耐受操作温度范围介于-55℃至 125℃之间。

在一实施例中，热敏电阻为负温度系数热敏电阻。

在一实施例中，该滤波整流模块包括共模电感器、突波保护组件、以及桥式整流器，该突波保护组件连接该断路组件的该第二端以及该接地端，该断路组件的该第二端与该接地端更同时连接该共模电感器的第一侧，该桥式整流器具有第一节点、第二节点、第三节点及第四节点，该桥式整流器的该第一节点电性连接该热敏电阻的该第一端，该桥式整流器的该第二节点电性连接该电容组件的该第一端，该桥式整流器的该第三节点与该第四节点同时连接该共模电感器的第二侧，且该第二侧相对该第一侧设置。

在一实施例中，该共模电感器包括两组线圈，由该两组线圈分别圈绕在一磁环上所形成。

在一实施例中，该桥式整流器包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，该第一节点连接于该第一二极管与该第三二极管之间，该第二节点连接于该第二二极管与该第四二极管之间，该第三节点连接于该第一二极管与该第二二极管之间，该第四节点连接于该第三二极管与该第四二极管之间。

在一实施例中，该突波保护组件为金属氧化物压敏电阻。

本实用新型实施例的短路保护的改良电路结构，适于在待测电子组件的短路产生时，可以在电流过大时形成断路，达到保护主要测试电子组件的目的。

除此之外，本实用新型实施例的短路保护的改良电路结构，当待测电子组件形成短路时，其中的断路组件形成开路而中断电流，据此保护主要电路免于受到伤害，同时其断路组件亦不具备外观上的损伤及破坏，不仅可有效省却重复置换断路组件的步骤，更可避免测试电路成本的大量增加。

再者，应用本实用新型实施例的电路结构于一待测电子组件时，其测试标准符合无弧光、无火、无烟、及无损毁之电路测试规格。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的短路保护的改良电路结构的示意图。

图2为图1的详细电路示意图。

图中标识：

1 短路保护的改良电路结构

10 待测电子组件

11 断路组件

111 第一端

112 第二端

13 热敏电阻

131 第一端

132 第二端

15 滤波整流模块

151 共模电感器

1511 线圈

1512 线圈

1513 磁环

153 突波保护组件

155 桥式整流器

1551 第一二极管

1552 第二二极管

1553 第三二极管

1554 第四二极管

17 电容组件

171 第一端

172 第二端

21 电源供应端

31 接地端

具体实施方式

以上有关于本实用新型的内容说明，与以下的实施方式用以示范与解释本实用新型的精神与原理，对本实用新型的申请范围进行更进一步的解释。有关本实用新型的特征、实作与功效，配合附图和较佳实施例进行如下详细说明。

请参照图1所示，本申请提供一种短路保护的改良电路结构1，其适于检测待测电子组件10。此种短路保护的改良电路结构1包括断路组件11、热敏电阻13、滤波整流模块15、以及电容组件17。其中，断路组件11具有第一端111与第二端112，断路组件11的第一端111电性连接于电源供应端21。滤波整流模块15电性连接于该断路组件11的第二端112以及接地端31。

热敏电阻13亦具有其第一端131与第二端132，热敏电阻13的第一端131电性连接所述的滤波整流模块15。电容组件17具有其第一端171 与第二端172，其中，电容组件17的第一端171电性连接滤波整流模块15，电容组件17的第二端172电性连接所述的热敏电阻13的第二端132，并且该电容组件17同时与所要进行检测的待测电子组件10形成并联。根据本新型的实施例，其中，当该待测电子组件10形成短路(shortcircuit)时，则由所述的断路组件11形成开路(open circuit)，以中断电流并保护待测电子组件10免于受到伤害。

详细而言，为了防止电路过载以及传统的断路组件可能在形成开路时因熔断而产生有燃烧或熏黑等现象发生，本申请悉心设计并慎选所述的断路组件11的材质与规格等规范，根据本新型所公开的实施例，其中，所使用的断路组件11为陶瓷保险丝(Ceramic TubeFuse)，其符合IEC-62368 OVC III requirement的安全规范。此种陶瓷保险丝的熔断时间介于20毫秒至2分钟之间，其额定电压为250伏特，额定电流介于250毫安(mA)至 6.3安培(A)之间。并且，此陶瓷保险丝的可耐受操作温度范围介于-55℃至125℃之间。通过此精密的考虑与设计，本新型所涉及的短路保护的改良电路结构1，在该待测电子组件10形成短路时，则所使用的断路组件11，也就是所述的陶瓷保险丝，其第一端111与第二端112之间可承受耐压，同时在陶瓷保险丝的外观上并无形成毁损、烧焦、熏黑等损伤。除此之外，应用此电路架构，亦不会在产品的外部看见闪光(sparkling)，完全符合本新型的创作意旨。

图2为根据本新型所公开图1的详细电路示意图，如图2所示，滤波整流模块15包括共模电感器151、突波保护组件153、以及桥式整流器155。其中，突波保护组件153连接于断路组件11的第二端112以及接地端31，根据本新型的实施例，该突波保护组件153例如可为金属氧化物压敏电阻 (Metal Oxide Varistor)，其自身电阻会受到电压的强烈影响，使其电流随着电压的升高而急剧上升，上升的曲线通常呈一个非线性指数。一般而言，当在正常工作电压时，金属氧化物压敏电阻(MOV)会处于一种高阻值状态，当突波(又称涌浪)到来时，它处于通路状态，强大的电流流过自身泄入接地端。而当突波过后，则该金属氧化物压敏电阻又马上恢复到高阻值状态，据此可避免瞬态电压的击穿。

同时，断路组件11的第二端112与该接地端31也同时连接所述的共模电感器151的第一侧。根据本新型的实施例，此共模电感器151包括两组线圈(coils)1511,1512，由两组线圈(coils)1511,1512分别圈绕在一磁环(Ferrite Core)1513上所形成。

桥式整流器155包括第一二极管1551、第二二极管1552、第三二极管 1553以及第四二极管1554，其中，第一节点N1连接于该第一二极管1551 与该第三二极管1553之间，第二节点N2连接于该第二二极管1552与该第四二极管1554之间，第三节点N3连接于该第一二极管1551与该第二二极管1552之间，第四节点N4连接于该第三二极管1553与该第四二极管1554之间。其中，此桥式整流器155的该第一节点N1电性连接该热敏电阻13的该第一端131，此桥式整流器155的该第二节点N2电性连接该电容组件17的第一端171。并且，此桥式整流器155的第三节点N3与第四节点N4同时连接共模电感器151的第二侧，且该第二侧相对于前述的第一侧设置。

根据本新型所公开的实施例，其中，所使用的热敏电阻13例如可为一负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)热敏电阻。熟习本领域的技术人士当可根据其实际生产产品的需求自行调整，本新型并不以此实施方式为限。

以下，本新型更进一步提供应用本实施例的短路保护的改良电路结构于一待测电子组件的实验结果数据分析，以左证本创作所能达成的功效。请配合参阅表1所示，其中，本申请人提供样本1、样本2、样本3、样本 4、以及样本5的陶瓷保险丝，以输入电压为交流电源90～260伏特，频率 50/60赫兹进行短路测试，其测试规范符合无弧光、无火、无烟、及无损毁的电路测试规格(No Arc、No Fire、No Smoke、and No Damage Electric Short CircuitTest Standard)。由此提供的数据分析可以明显看出，通过本新型实施例所公开的技术方案，当待测电子组件形成短路时，本新型所公开的陶瓷保险丝不仅在外观上不会形成损伤(damage)、熏黑(black area)、亦不会在产品的外部产生有闪光(sparkling)，同时亦可通过电气安规标准(直流4kV)的耐压测试(Hi-pot test)。

表1

因此，鉴于以上所述，可明显观之，相较于传统技术，本新型涉及一种短路保护的改良电路结构，不仅带给电路设计者前所未见崭新的技术方案，可有效地解决传统熔丝或熔断器仅能一次性使用的问题，同时也避免了测试电路成本的增加。

再者，本新型所涉及的短路保护的改良电路结构，更可符合无弧光、无火、无烟、及无损毁的电路测试规格，以及通过电气安规标准的耐压测试。通过此种陶瓷保险丝的材质选用，配合特殊的电路架构配置关，本新型所涉及的改良电路结构，确实具有极佳的产业利用性及其竞争力。

因此，根据本申请所涉及的技术思想，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。本申请在前述段落中所列举出的数个实施例，其目的是为了解释本申请的主要技术特征，以使本领域人员可理解并据以进行实施，但本申请并不限制于这些实施例。

Claims (11)

1.一种短路保护的改良电路结构，适用于待测电子组件，所述短路保护的改良电路结构包括：

断路组件，具有第一端与第二端，所述断路组件的所述第一端电性连接电源供应端；

滤波整流模块，电性连接于所述断路组件的所述第二端以及接地端；

热敏电阻，具有第一端与第二端，所述热敏电阻的所述第一端电性连接所述滤波整流模块；以及

电容组件，具有第一端与第二端，所述电容组件的所述第一端电性连接所述滤波整流模块，所述电容组件的所述第二端电性连接所述热敏电阻的所述第二端，并且所述电容组件同时与所述待测电子组件形成并联；

其中，当所述待测电子组件形成短路时，所述断路组件形成开路。

2.根据权利要求1所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述断路组件为陶瓷保险丝，且在所述待测电子组件形成短路时，所述陶瓷保险丝的所述第一端与所述第二端之间耐压且无形成损伤。

3.根据权利要求2所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述陶瓷保险丝的熔断时间介于20毫秒至2分钟之间。

4.根据权利要求2所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述陶瓷保险丝的额定电压为250伏特。

5.根据权利要求2所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述陶瓷保险丝的额定电流介于250毫安至6.3安培之间。

6.根据权利要求2所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述陶瓷保险丝的操作温度范围介于-55℃至125℃之间。

7.根据权利要求1所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。

8.根据权利要求1所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述滤波整流模块包括共模电感器、突波保护组件、以及桥式整流器，所述突波保护组件连接所述断路组件的所述第二端以及所述接地端，所述断路组件的所述第二端与所述接地端更同时连接所述共模电感器的第一侧，所述桥式整流器具有第一节点、第二节点、第三节点及第四节点，所述桥式整流器的所述第一节点电性连接所述热敏电阻的所述第一端，所述桥式整流器的所述第二节点电性连接所述电容组件的所述第一端，所述桥式整流器的所述第三节点与所述第四节点同时连接所述共模电感器的第二侧，且所述第二侧相对所述第一侧设置。

9.根据权利要求8所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述共模电感器包括两组线圈，由所述两组线圈分别圈绕在一磁环上所形成。

10.根据权利要求8所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述桥式整流器包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一节点连接于所述第一二极管与所述第三二极管之间，所述第二节点连接于所述第二二极管与所述第四二极管之间，所述第三节点连接于所述第一二极管与所述第二二极管之间，所述第四节点连接于所述第三二极管与所述第四二极管之间。

11.根据权利要求8所述的短路保护的改良电路结构，其特征在于，所述突波保护组件为金属氧化物压敏电阻。

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