专利名称：过压过流保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及过压过流保护，尤其涉及一种利用放电管实现过压过流保护的电路，该电路适用于各种高压大电流的电路，尤其适用于电信设备中的过压过流保护。
这种保护电路存在如下的问题1.气体放电管有慢性漏气的现象，使用寿命短，一般2-3年就失效；2.低温锡块的熔化时间慢，大约5-15秒，往往容易产生不告警的现象，延误对故障的处理。其原因是由于保护电路中还串有保险丝F1和F2，当通过这种保险丝的电流超过2.5安培时，保险丝F1和F2一般在2秒内就会被熔断，而当190V至260V过电压的时间小于5秒时，保险丝F1和F2已熔断，但低温锡块1和2却尚未熔化，告警发光二极管LED不会发出告警信号，维护人员不能及时发现电路的中断，从而延误了维修；3.低温锡块熔化后不能自复，使其不能重复使用，增加了成本。更严重的是，不能对保护电路的性能进行测试；4.气体放电管的放电反应时间很慢，大于20纳秒，过长的反应时间起不到对交换机的保护作用。
鉴于使用气体放电管的保护电路存在的上述问题，目前已出现一种利用半导体放电管取代气体放电管的技术。中国实用新型专利CN00209111.9揭示了这样一种保护电路，其具体电路如图2所示。该电路与
图1的电路的差异在于用半导体放电管T3和T4代替了气体放电管T1和T2；用一组电阻R3-R5以及晶体管G1和G2、单向可控硅Q1取代了图1中的低温锡块和告警簧片。电阻R3为取样电阻。按照行业标准，0.37安培的电流就应开始告警。即，取样电路R3的阻值应当为0.7V/0.37A＝1.9欧姆。如果有瞬时的大电流(大于100安培)，取样电阻R3上的电压可达1.9*100＝190伏。这个电压极有可能损坏后面的晶体管G1、G2以及单向可控硅Q1。而且该电路在电气上没有隔离手段，不安全。再者，在2.5安培搭线的情况下，对取样电阻R3的功率要求P＝R*I2＝1.9*2.52＝11.875W，这样功率的取样电阻R3的体积是很大的。
根据本发明的上述目的，本发明提供的过压过流保护电路包括保险丝、正温度系数温敏电阻器和一对串接的放电管，其特征在于，还包括检测电路，设置于所述放电管的边上，感应放电管中流过的电流；极性变换电路，与所述检测电路相连接，将所述检测电路输入的电流进行极性变化；触发保持电路，与所述极性变换电路连接，接收所述极性变换电路的电流，在极性变换电路有电流输出时，所述触发保持电路触发导通；以及指示报警电路，连接在所述触发保持电路的回路中，当触发保护电路被触发导通时，指示报警电路发出报警信号。
在所述的过压过流保护电路中，所述检测电路包含一检测线圈，一对所述放电管这样设置，使流过一对放电管的电流的切线互相平行，且它们的切线所形成的平面与所述检测线圈的轴线相垂直。
在所述的过压过流保护电路中，其特征在于，所述检测线圈的轴线与流过一对放电管的电流的切线的距离分别相等。
在所述的过压过流保护电路中，所述极性变换电路为二极管电桥。
在所述的过压过流保护电路中，还包括一个延时电路，连接在所述极性变换电路与所述触发保持电路之间。
在所述的过压过流保护电路中，所述延时电路为一RC延时电路。
在所述的过压过流保护电路中，所述触发保持电路包含一单向可控硅。
在所述的过压过流保护电路中，所述触发保护电路包含一PNP晶体管和一NPN晶体管。
在所述的过压过流保护电路中，还包括放大电路，所述放大电路设置在所述极性变换电路与所述延时电路之间。
本发明的上述和其它目的、特点和效果通过下面的结合附图的具体描述将变得更明了。
如图3所示，本实用新型的过压过流保护电路与传统的电路的差异在于检测电路、极性变换电路。在图3的实施例中，检测电路采用了一个检测线圈L，该检测线圈L设置在放电管TA和TB附近，用于感应放电管TA和TB中流过的电流。当放电管TA和/或TB中有电流流过时，检测线圈L中会产生相应的感应电流。有关检测线圈L与放电管TA、TB之间的最佳的位置排列关系，将结合图4进行描述。
在检测电路后面连接一个极性变换电路，在本实施例中，该极性变换电路用一个二极管电桥D来实现。极性变换电路的作用是将检测电路输入的电流进行极性变换，将其极性变换成相同的极性输出。因此，虽然在本实施例中使用二极管电桥D，但应当理解，其它形式的电路，只要能实现极性变换功能，在本发明中也都是可以应用的，例如全波整流电路等。
在极性变换电路后，连接的是触发保持电路，在本实施例中，触发保持电路采用与图2所示的传统保护电路中相同的单向可控硅Q1。当极性变换电路有电流输出时，单向可控硅Q1将导通，使指示报警电路形成回路，产生报警信号。在本实施例中，与传统的方式一样，采用发光二极管LED作为告警信号。但这不应成为对本发明的限制，其它的报警形式，例如发声等方式也都是可以利用的，而且其具体电路的实现，对于本技术领域的人员来说也是显而易见的，因此，在此不再详细叙述。
承上所述，检测电路中的检测线圈L是用来感应放电管TA、TB中的电流的。因此，为了得到最佳的感应效果，图4对检测线圈L与放电管TA、TB之间的位置关系作了图示。如图4所示，检测线圈L与放电管TA、TB之间的放置方法最好遵循这一原则，即，以线圈L的轴线C为圆心，以流过任一放电管的电流的切线A或B与轴线C之间的距离为半径，形成一个圆。两放电管TA和TB与检测线圈L的位置如此放置，使流过两个放电管的电流的切线都在这个圆上，并且两条切线在圆上方向相同。
根据这一原则的一个具体例子为使流过一对放电管TA、TB的电流的切线互相平行，且它们的切线所形成的平面与检测线圈L的轴线相垂直；检测线圈的轴线与流过放电管对的电流的切线的距离分别相等。
图5示出了本发明的过压过流保护电路的第二实施例。该实施例与图3的第一实施例的不同点在于增加了一个延时电路。其由电阻器RA和电容器CA组成RC延时电路。可以根据需要，调节其参数值，保证在2.5安培的电流下具有5-15秒的延时。
本实施例与第一实施例的另一个不同点是触发保持电路采用一个PNP晶体管P1和一个NPN晶体管N1来实现，电阻器RB为偏置电阻。
图6示出了本发明的第三个实施例，其与上述实施例的不同之处在于，在触发保持电路中增加了一个隧道二极管或雪崩二极管D2，其值可取1-2伏，用于防止前面的延时电路出现的延时不准。
图7示出了本发明的第四个实施例，其与上述实施例的不同之处在于，在极性变换电路与延时电路之间增加了一个放大电路，该放大电路由二个三极管P2、N2构成，用于放大极性变换电路输出的信号。
图8示出了本发明的第五个实施例，其与上述实施例的不同之处在于，将三极管N1改用MOS场效应管Q2，并增加了一个稳压管D3。稳压管D3的作用是当三极管P1导通时，三极管P1的发射极与场效应管Q2源极之间的压降较低，提高了触发电路的输入阻抗，从而有利于调整RC延时电路的延时时间。
本发明解决了半导体放电管产热量低而难以报警的问题，又可随意设置延时时间，也解决了用串联回路不安全的问题，并且能够安全地进行测试。
权利要求
1.一种过压过流保护电路包括保险丝、正温度系数温敏电阻器和一对串接的放电管，其特征在于，还包括检测电路，设置于所述放电管的边上，感应放电管中流过的电流；极性变换电路，与所述检测电路相连接，将所述检测电路输入的电流进行极性变化；触发保持电路，与所述极性变换电路连接，接收所述极性变换电路的电流，在极性变换电路有电流输出时，所述触发保持电路触发导通；以及指示报警电路，连接在所述触发保持电路的回路中，当触发保护电路被触发导通时，指示报警电路发出报警信号。
2.如权利要求1所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述检测电路包含一检测线圈，一对所述放电管这样设置，使流过一对放电管的电流的切线互相平行，且它们的切线所形成的平面与所述检测线圈的轴线相垂直。
3.如权利要求2所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述检测线圈的轴线与流过一对放电管的电流的切线的距离分别相等。
4.如权利要求1或2或3所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述极性变换电路为二极管电桥。
5.如权利要求1或2或3所述的过压过流保护电路，其特征在于，还包括一个延时电路，连接在所述极性变换电路与所述触发保持电路之间。
6.如权利要求5所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述延时电路为一RC延时电路。
7.如权利要求1或2或3所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述触发保持电路包含一单向可控硅。
8.如权利要求1或2或3所述的过压过流保护电路，其特征在于，所述触发保护电路包含一PNP晶体管和一NPN晶体管。
9.如权利要求1或2或3所述的过压过流保护电路，其特征在于，还包括放大电路，所述放大电路设置在所述极性变换电路与所述延时电路之间。
全文摘要
本发明提供一种过压过流保护电路。传统的技术中存在着报警不够可靠、不可重复使用或者不够安全的问题。本发明提供的过压过流保护电路包括保险丝、正温度系数温敏电阻器和一对串接的放电管，还包括检测电路，设置于所述放电管的边上，感应放电管中流过的电流；极性变换电路，与所述检测电路相连接，将所述检测电路输入的电流进行极性变化；触发保持电路，与所述极性变换电路连接，接收所述极性变换电路的电流，在极性变换电路有电流输出时，所述触发保持电路触发导通；以及指示报警电路，连接在所述触发保持电路的回路中，当触发保护电路被触发导通时，指示报警电路发出报警信号。
文档编号H02H9/02GK1405940SQ0213776
公开日2003年3月26日 申请日期2002年10月31日 优先权日2002年10月31日
发明者张永其 申请人:上海新茂半导体有限公司