CN213779317U - 用于电子元器件组的监控保护装置及包括其的变换器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型用于电子元器件组的监控保护装置及包括其的变换器装置提供了用于电子元器件组的监控保护装置，包括：温度检测单元，其用于在多个电子元器件中任一个的温度达到或者超过预定阈值时使其从导通状态转换为断开状态；控制信号生成单元，其用于根据温度检测单元的通断状态输出相对应的温度正常控制信号或温度异常控制信号；以及控制单元，其用于根据温度正常控制信号或温度异常控制信号控制电子元器件组的工作状态。本实用新型的监控保护装置电路简单，准确性高且成本较低。

Description

用于电子元器件组的监控保护装置及包括其的变换器装置

技术领域

本实用新型涉及电子线路领域，具体涉及一种用于电子元器件组的监控保护装置及包括其的变换器装置。

背景技术

变换器装置通常包含多个电容器件连接形成的电容器组，电容器组用于提高功率因数，以及过滤纹波电流等等。电容器组处于工作状态时，其温度会升高，由此容易造成电容器组损坏失效甚至烧毁，同样增加了变换器装置中的其他电路模块损坏的风险。

然而，现有技术中的一部分变换器装置并不具有电容器组监控保护装置以实时监测电容器组的运行状态并给出相应的警告。另一部分变换器装置包括多个温度监测电路，每一个温度监测电路分别用于监测电容器组中的一个电容器的温度，并发出相应的警报。但是，采用与电容器组中的多个电容器分别相对应的多个温度监测电路极大地增加了产品的制造成本。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种用于电子元器件组的监控保护装置，其中所述电子元器件组包括多个电子元器件，所述监控保护装置包括：

温度检测单元，其用于在所述多个电子元器件中任一个的温度达到或者超过预定阈值时使其从导通状态转换为断开状态；

控制信号生成单元，其用于根据所述温度检测单元的通断状态输出相对应的温度正常控制信号或温度异常控制信号；以及

控制单元，其用于根据所述温度正常控制信号或温度异常控制信号控制所述电子元器件组的工作状态。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述温度检测单元包括与所述多个电子元器件相对应的多个温敏断路元件，所述多个温敏断路元件串联连接，每一个所述温敏断路元件用于根据相对应的电子元器件的温度以改变其通断状态。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述多个温敏断路元件的数量等于所述多个电子元器件的数量，且每一个所述温敏断路元件靠近或贴近相对应的电子元器件设置。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，每一个所述温敏断路元件包括保险丝和/或温控开关。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述监控保护装置还包括第一电源，所述第一电源用于将所述温度检测单元的通断状态转换为电流信号提供给所述控制信号生成单元；

所述控制信号生成单元根据所述电流信号产生所述温度正常控制信号或温度异常控制信号，提供至所述控制单元。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述监控保护装置包括第二电源，所述控制信号生成单元包括：

第一发光二极管，其一端连接到所述第一电源的一个端子，另一端通过所述温度检测单元连接至所述第一电源的另一个端子，其根据所述温度检测单元的通断状态发光或者不发光；以及

光敏晶体管，其集电极连接到所述第二电源，发射极接地，用于将所述第一发光二极管的光信号转换为电压信号并输出；以及

信号处理单元，其根据所述光敏晶体管输出的电压信号输出相对应的温度正常控制信号或温度异常控制信号。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述光敏晶体管的集电极通过电阻连接到所述第二电源，所述光敏晶体管的集电极的电压信号输出到所述信号处理单元。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述光敏晶体管的发射极通过电阻连接到地，所述光敏晶体管的发射极的电压信号输出到所述信号处理单元。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述光耦合器还包括与所述第一发光二极管反向并联的第二发光二极管。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述监控保护装置还包括连接至所述控制单元的显示器，其中所述控制单元输出温度正常显示信号或温度异常显示信号至所述显示器。

根据本实用新型所述的监控保护装置，优选的，所述电子元器件组为电容器组。

本实用新型的另一方面提供一种变换器装置，其包括：变换器；连接至所述变换器的电容器组；以及如本实用新型第一方面所述的监控保护装置，所述监控保护装置用于对电容器组的温度进行监视。

根据本实用新型所述的监控保护装置包括串接的数个温敏型保险丝，仅需要一个信号处理单元和一个控制单元，其电路结构简单，且成本较低；同时其可以准确监测任何一个电容器的温度是否出现异常情况，电路整体的可靠程度也大大增加。

附图说明

以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中：

图1是根据本实用新型第一个实施例的用于电容器组的监控保护装置的电路图；

图2是根据本实用新型第二个实施例的用于电容器组的监控保护装置的电路图；

图3是根据本实用新型第三个实施例的用于电容器组的监控保护装置的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1是根据本实用新型第一个实施例的用于电容器组的监控保护装置的电路图。如图1所示，监控保护装置10包括：温度检测单元11、控制信号生成单元12、控制单元13和显示器14。

温度检测单元11贴近或靠近电容器组01设置，其包括串联连接的n个保险丝111(n为大于等于1整数，图1的例子中示出3个)，n个保险丝111串联连接后的两个端子分别连接到温度检测单元11的两个输入端子。其中n为电容器组01中的电容器的个数，为了简化附图，图1仅示出了3个保险丝111。每一个保险丝111分别靠近电容器组01中相应的电容器设置，当电容器组01中任意一个电容器因异常发热导致温度超过预定的温度阈值时，靠近该异常发热的电容器的保险丝111将迅速受热而熔断，温度检测单元11将从导通状态切换到断路状态。

控制信号生成单元12包括光耦合器122、电阻124和信号处理单元125。光耦合器122包括发光二极管1221和光敏晶体管1222，其中发光二极管1221的正极和负极分别作为光耦合器122的两个输入端子，且通过第一电源121电连接至温度检测单元11的两个接线端子，光敏晶体管1222的集电极和发射极分别作为光耦合器122的供电端子和输出端子，其中光敏晶体管1222的集电极连接至第二电源123，其发射极通过电阻124接地。

信号处理单元125的输入端子连接至光耦合器122的输出端子，其用于将光耦合器122输出的电信号转换为高电平或低电平电信号。

控制单元13根据信号处理单元125输出的高电平或低电平，控制显示器14的显示内容和变换器15的工作状态。

下面将针对电容器组01的不同温度状况来介绍监控保护装置10的保护原理。

(1)电容器组01未工作时，电容器组01中的每一个电容器的温度低于其正常工作温度(即预定的温度阈值)。任一个保险丝111都未被熔断，由此温度检测单元11处于导通状态。第一电源121通过处于导通状态的温度检测单元11给发光二极管1221供电，发光二极管1221发光，光敏晶体管1222接收到该光线后处于导通状态，由此光耦合器122的输出端子的电压值等于或约等于第二电源123的电压值V。信号处理单元125根据光耦合器122输出的电压值V从而输出温度正常控制信号，例如逻辑高电平信号。控制单元13基于信号处理单元125输出的逻辑高电平信号，输出第一控制信号至变换器15以维持电容器组01的工作状态，并输出温度正常显示信号至显示器14，显示器14接收到温度正常显示信号后显示出电容器组01的温度正常的相关内容。

(2)当电容器组01处于工作状态时，且电容器组01中的每一个电容器的温度都小于预定的温度阈值。任一个保险丝111都未被熔断，由此温度检测单元11处于导通状态。第一电源121通过处于导通状态的温度检测单元11给发光二极管1221供电，因此发光二极管1221发光，导致光敏晶体管1222导通，由此光耦合器122的输出端子的电压值等于或约等于第二电源123的电压值V。信号处理单元125根据光耦合器122输出的电压值V从而输出温度正常控制信号，例如逻辑高电平信号。控制单元13基于信号处理单元125输出的逻辑高电平信号，输出第一控制信号至变换器15以维持电容器组01的工作状态，并输出温度正常显示信号至显示器14，显示器14接收到温度正常显示信号后显示出与电容器组01的温度正常的相关内容。

(3)当电容器组01处于工作状态时，且电容器组01中的至少一个电容器的温度不小于预定的温度阈值。靠近温度超过或者等于阈值的电容器的保险丝111升温并迅速熔断，由此温度检测单元11处于断开状态。导致第一电源121、温度检测单元11以及光耦合器122中的发光二极管1221组成的回路处于断路状态。发光二极管1221不发光，导致光敏晶体管1222处于截止状态。此时光耦合器122的输出端子的电压值为地电位，即约等于0伏特。信号处理单元125接收光耦合器122输出的零电压，输出相对应的温度异常控制信号，例如逻辑低电平信号。控制单元13根据信号处理单元125输出的逻辑低电平信号，输出第二控制信号至变换器15以使得电容器组01停止工作，并输出温度异常显示信号至显示器14，显示器14接收到温度异常显示信号后显示出与电容器组01的温度异常的相关内容。

本实用新型的监控保护装置能够根据电容器组01的温度控制其工作状态，并对外显示该电容器组01的温度是否正常，不仅能够保护电容器组，还可以保护变换器装置中的其他电路模块。

本实用新型的温度检测单元11包括多个保险丝，且多个保险丝串联，每一个保险丝靠近相对应的电容器设置用于感测相对应的电容器的温度，从而保证了当任意一个电容器的温度出现异常时，都会导致温度检测单元11断路，从而准确监测任何一个电容器的温度是否出现异常情况，同时电路整体的可靠程度也大大增加。

本实用新型的温度检测单元11包括串接的数个温敏型保险丝，但是仅需要一个信号处理单元125和一个控制单元13，其电路结构简单，且成本较低。

图2是根据本实用新型第二个实施例的用于电容器组的监控保护装置的电路图。如图2所示，监控保护装置20与图1所示的监控保护装置10基本相同，区别在于，温度检测单元21包括串联连接的n个温控开关211，同样为了简化附图，图2仅示出了3个温控开关211。当电容器组02中任意一个电容器因异常发热导致温度超过预设的温度阈值时，靠近该异常发热的电容器的温控开关211将迅速受热而断开，温度检测单元21将从导通状态切换到断路状态。

监控保护装置20的工作原理与监控保护装置10的工作原理相同，在此不再赘述。

本实施例的温度检测单元21采用温控开关211替代保险丝111，加快了温度检测单元21对电容器异常升温的响应速度，从而可以尽快向工作人员告警以及控制电容器组处于非工作状态，从而更有效的保护该电容器组。

图3是根据本实用新型第三个实施例的用于电容器组的监控保护装置的电路图。如图3所示，监控保护装置30与图1所示的监控保护装置10不同之处在于，温度检测单元31包括n个串联连接的保险装置311，其中保险装置311包括串联的保险丝和温控开关，第一电源321连接在温度检测单元31的一个接线端子和光耦合器322中的发光二极管3221的正极之间，光敏晶体管3222的发射极接地，其集电极通过电阻324连接至第二电源323，光敏晶体管3222的集电极作为光耦合器322的输出端子，其连接至信号处理单元325的输入端子。

下面将针对监控保护装置30所保护的电容器组03的不同温度状况来介绍其对电容器组03的保护原理。

(1)电容器组03未工作时，其中的每一个电容器的温度低于其正常工作温度(即预定的温度阈值)，此情况下任一个保险装置311中的保险丝都未被熔断；温控开关都未被断开。第一电源321给发光二极管3221供电使其发光，光敏晶体管3222导通，由此光耦合器322的输出端子的电压值为地电位，即约等于0伏特。信号处理单元325根据光耦合器322输出的0伏特电压值从而输出温度正常控制信号，例如逻辑低电平信号。控制单元33基于该逻辑低电平信号，输出第一控制信号至变换器35以维持电容器组03的工作状态，并输出温度正常显示信号至显示器34使其显示出电容器组03的温度正常的相关内容。

(2)当电容器组03处于工作状态且电容器组03中的每一个电容器的温度都小于预定的温度阈值时，任一个保险装置311中的保险丝都未被熔断；温控开关都未被断开。第一电源321供电到给发光二极管3221使其发光，光敏晶体管3222导通，由此光耦合器322的输出端子的电压值为地电位。信号处理单元325输出温度正常控制信号，例如逻辑低电平信号到控制单元33，控制单元33输出第一控制信号以及温度正常显示信号。

(3)当电容器组03处于工作状态且电容器组03中的至少一个电容器的温度不小于预定的温度阈值时，靠近其的保险装置311升温，保险丝被迅速熔断或者温控开关被迅速断开，或者保险丝和温控开关二者同时断路，由此温度检测单元31处于断开状态。导致第一电源321停止对发光二极管3221供电并导致其不发光，光敏晶体管3222处于截止状态。此时光耦合器322的输出端子的电压值等于或约等于第二电源123的电压值V。信号处理单元125接收电压值V，输出相对应的温度异常控制信号，例如逻辑高电平信号。控制单元13根据该逻辑高电平信号输出第二控制信号至变换器15以使得电容器组03停止工作，并输出温度异常显示信号至显示器14使其显示电容器组03的温度异常的相关内容。

温度检测单元31包括n个串联连接的保险装置311，每一个保险装置311包括串联的保险丝和温控开关，串联的保险丝和温控开关同时监测与其靠近或贴近的目标电容器的温度状况，即使保险丝和温控开关中的一个失灵或响应速度慢，另一个还可以正常工作并在电容器温度异常时快速断开，因此监控保护装置30的可靠性进一步加强。

在本实用新型的另一个实施例中，温度检测单元可以包括靠近或贴近电容器组的多个保险丝和多个温控开关，且多个保险丝和多个温控开关以任意的顺序串联连接。

在本实用新型的其他实施例中，温度检测单元中的保险丝或温控开关还可以被替换为温敏型器件，例如在高于所述阈值温度情况下其阻值会显著增加，因此，当电容器的温度超过阈值温度时，使得温度检测单元等效于断路。

在本实用新型的又一个实施例中，光耦合器包括反向并联的两个发光二极管，以及光敏晶体管，对应地，第一电源可以是交流电或直流电。

本实用新型的监控保护装置30并不限于对多个电容器构成的电容器组进行温度监控和保护，还能够对多个其他的电子元件器构成的电子元器件组进行温度监控和保护。

电容的数目和温敏断路元件可以不相等，例如只在电容组中离散分布的一部分电容上布置有串联的温敏断路元件以降低热功耗以及降低成本。

本实用新型的信号处理单元输出能够被控制单元识别的逻辑高电平信号和逻辑低电平信号，控制单元在例如各种变换器装置中可以是集成在其中的微处理器芯片。

在本实用新型的又一个实施例中，提供一种变换器装置，包括变换器和连接至所述变换器的电子元器件组。该变换器装置还包括上述实施例的监控保护装置，其中温度检测单元的每一个保险丝分别靠近电子元器件组中相应的电子元器件。

虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (10)

1.一种用于电子元器件组的监控保护装置，所述电子元器件组包括多个电子元器件，其特征在于，所述监控保护装置包括：

温度检测单元，其用于在所述多个电子元器件中任一个的温度达到或者超过预定阈值时使其从导通状态转换为断开状态；

控制信号生成单元，其用于根据所述温度检测单元的通断状态输出相对应的温度正常控制信号或温度异常控制信号；以及

控制单元，其用于根据所述温度正常控制信号或温度异常控制信号控制所述电子元器件组的工作状态。

2.根据权利要求1所述的监控保护装置，其特征在于，所述温度检测单元包括与所述多个电子元器件相对应的多个温敏断路元件，所述多个温敏断路元件串联连接，每一个所述温敏断路元件用于靠近或贴近相对应的电子元器件设置，且根据所述相对应的电子元器件的温度以改变其通断状态。

3.根据权利要求2所述的监控保护装置，其特征在于，每一个所述温敏断路元件包括保险丝和/或温控开关。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的监控保护装置，其特征在于，所述监控保护装置还包括第一电源，所述第一电源用于将所述温度检测单元的通断状态转换为电流信号提供给所述控制信号生成单元；

所述控制信号生成单元根据所述电流信号产生所述温度正常控制信号或温度异常控制信号，提供至所述控制单元。

5.根据权利要求4所述的监控保护装置，其特征在于，所述监控保护装置包括第二电源，所述控制信号生成单元包括：

二极管，其一端连接到所述第一电源的一个端子，另一端通过所述温度检测单元连接至所述第一电源的另一个端子，其根据所述温度检测单元的通断状态发光或者不发光；以及

光敏晶体管，其集电极连接到所述第二电源，发射极接地，用于将所述二极管的光信号转换为电压信号并输出；以及

信号处理单元，其根据所述光敏晶体管输出的电压信号输出相对应的温度正常控制信号或温度异常控制信号。

6.根据权利要求5所述的监控保护装置，其特征在于，所述光敏晶体管的集电极通过电阻连接到所述第二电源，所述光敏晶体管的集电极的电压信号输出到所述信号处理单元。

7.根据权利要求5所述的监控保护装置，其特征在于，所述光敏晶体管的发射极通过电阻连接到地，所述光敏晶体管的发射极的电压信号输出到所述信号处理单元。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的监控保护装置，其特征在于，所述监控保护装置还包括连接至所述控制单元的显示器，其中所述控制单元输出温度正常显示信号或温度异常显示信号至所述显示器。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的监控保护装置，其特征在于，所述电子元器件组为电容器组。

10.一种变换器装置，其特征在于，包括：

变换器；

连接至所述变换器的电容器组；以及

如权利要求1至9中任一项所述的监控保护装置，所述监控保护装置用于对电容器组的温度进行监视。

Images