专利名称：一种短路限流电路、电源及负载设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电源领域，具体涉及一种短路限流电路、电源及负载设备。
背景技术：
在某些场合，例如通信行业的有源滤波器，即使负载长时间短路，也要求电源能够 输出一定范围的电流，此种情况下所采用的短路保护电路是限流式短路保护电路，现在，对 于限流式短路保护电路的设计方法是恒流型电流限制和折返型电流限制。恒流型电流限制从电路的设计来讲，无非是三种方案一是调节开关管的占空比， 把电流尽可能降小；但是，由于受到最小占空比的限制，而且如果短路回路的阻抗足够小， 则短路时的电流仍然很大。二是引入另外的恒流源供输出，但是，电路复杂，功耗比较大。三 是副边预先调节的方法。让大部分多余的能量消耗在无源电阻上而不是消耗在串联调整器 的晶体管上。缺点是需要增加前置调整器，整体的功率损耗仍然较大。折返型电流限制由于非线性负载、交叉连接负载的“锁定”现象，所以，一般建议如 果不是必须的，则不要使用折返电流限制电路。
实用新型内容本实用新型的目的是解决上述背景技术中存在的不足，提出一种即使负载处于长 期短路状态，短路限流电路仍然能够使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内，而且 电路简单可靠的短路限流电路。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种短路限流电路，所述短路限流电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻 和第二电阻并联，当与所述短路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻值增大至 第一电阻断路。所述第一电阻是正温度系数PTC热敏电阻。所述正温度系数PTC热敏电阻是突变型正温度系数PTC热敏电阻。所述第一电阻是自恢复保险丝。所述第二电阻是线绕电阻或水泥电阻或金属氧化膜电阻。当与所述短路限流电路相连的电路正常工作时，所述第二电阻的阻值大于所述第 一电阻的阻值，当与所述短路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻值大于第二 电阻的阻值。一种电源，包括输出整流滤波电路，所述电源还包括上述所述的短路限流电路，所 述短路限流电路串联在所述输出整流滤波电路的输出端。一种负载设备，包括负载，所述负载设备还包括上述所述的短路限流电路，所述短 路限流电路串联在所述负载的输入端。本实用新型提供的短路限流电路采用第一电阻和第二电阻并联，当与短路限流电 路相连的电路正常工作时电流只从第一电阻上通过，当电路发生短路故障时第一电阻的电阻值迅速增大，直至无穷，输出电流改为从第二电阻流过。此时，电流等于短路限流电路输 入端的电压除以第二电阻的阻值，从而实现电路短路时限制最大输出电流。相对于现有技 术，此种短路限流电路设计简单可靠，且在电路短路时，最大输出电流得到稳定的控制。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。图1是本实用新型实施例一的一种短路限流电路的电路图；图2是本实用新型实施例二的一种电源的电路图；图3是本实用新型实施例三的一种负载设备的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例一、一种短路限流电路，如图1所示，所述短路限流电路包括第一电阻Rl和 第二电阻R2，所述第一电阻Rl和第二电阻R2并联，当与所述短路限流电路相连的电路短路 时，所述第一电阻的阻值增大至第一电阻断路。其中，第一电阻Rl可以选择正温度系数PTC热敏电阻，正温度系数PTC热敏电阻 即PTC热敏电阻，是一种电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温 度越高，电阻值越大的电阻。当与PTC热敏电阻相连的电路短路时，通过PTC热敏电阻的电 流增大，电阻温度升高，电阻阻值增大，直至电阻断路。具体的，所述正温度系数PTC热敏电阻可以是突变型正温度系数PTC热敏电阻。 突变型PTC热敏电阻的特性是当电阻的温度增加到居里温度以上时，其电阻值呈阶跃式增 加，可达到4 10个数量级，突变型正温度系数PTC热敏电阻会及时断路，这样在电路短路 时，短路限流电路就能做出灵敏的反应，第一电阻断路以阻断电流通过Rl流向负载。所述第一电阻还可以是自恢复保险丝，也能够在电路短路时，Rl的电阻值增大至 Rl断路。本实施例中第一电阻的选取主要是利用了阻值随着电阻本身温度的升高会增加 直至断路的一类电阻的特性，具体的电阻类型不构成对本实用新型的限制。所述第二电阻R2可以是线绕电阻或水泥电阻或金属氧化膜电阻。选取这类电阻 的共同点是电阻的阻值受温度的影响相对于第一电阻Rl很小，可以忽略不计。第二电阻的 具体类型也不构成对本实用新型的限制。本实施例的短路限流电路采用第一电阻Rl和第二电阻R2并联的方式，当与所述 短路限流电路相连的电路正常工作时，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值，当 与所述短路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻值大于第二电阻的阻值。具体的，所述的与短路限流电路相连的电路可以是负载和电源，所述短路限流电路分别与电源 输出端和负载输入端串接。具体的，由于负载正常工作时，通过第一电阻Rl的电流比较小，产生的热和散发 的热达到平衡，温度较低，电阻值基本不变，元件处于低阻状态。此时，Rl的阻值远远小于 R2的阻值，所以输出电流基本上只从Rl上流过。当负载发生短路性故障时，通过第一电阻Rl的电流很大，产生的热量会大于散发 出去的热量，使得元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时 元件处于高阻状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护负载设 备免受损坏，只要通过的电流所产生的热量足够元件散发出的热量，处于变化状态下的元 件便可以一直处于动作状态。也就是说，当负载发生短路性故障时，随着Rl的电阻值迅速 增大，直至无穷；输出电流改为从R2流过。此时，电流等于电源输出电压除以R2，从而实现 短路时限制最大输出电流。当通过Rl的电流消失时，随着温度下降，Rl便又可以自动恢复 为正常工作状态。实施例一提供的短路限流电路结构简单，且在负载长期短路时，电源的最大输出 电流能够得到稳定的控制，以供给负载。实施例二、一种电源，如图2所示，包括输出整流滤波电路，所述电源还包括实施 例一所述的短路限流电路，所述短路限流电路串联在所述输出整流滤波电路的输出端。所述短路限流电路包括第一电阻Rl和第二电阻R2，所述第一电阻Rl和第二电阻 R2并联，当电源供给的负载短路时，所述第一电阻的阻值增大至第一电阻断路。其中，第一电阻Rl可以选择正温度系数PTC热敏电阻，正温度系数PTC热敏电阻 即PTC热敏电阻，是一种电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温 度越高，电阻值越大的电阻。当与PTC热敏电阻相连的电路短路时，通过PTC热敏电阻的电 流增大，电阻温度升高，电阻阻值增大，直至电阻断路。具体的，所述正温度系数PTC热敏电阻可以是突变型正温度系数PTC热敏电阻。 突变型PTC热敏电阻的特性是当电阻的温度增加到居里温度以上时，其电阻值呈阶跃式增 加，可达到4 10个数量级，突变型正温度系数PTC热敏电阻会及时断路，这样在电路短路 时，短路限流电路就能做出灵敏的反应，第一电阻断路以阻断电流通过Rl流向负载。所述第一电阻还可以是自恢复保险丝，也能够在电路短路时，Rl的电阻值增大至 Rl断路。本实施例中第一电阻的选取主要是利用了阻值随着电阻本身温度的升高会增加 直至断路的一类电阻的特性，具体的电阻类型不构成对本实用新型的限制。所述第二电阻R2可以是线绕电阻或水泥电阻或金属氧化膜电阻。选取这类电阻 的共同点是电阻的阻值受温度的影响相对于第一电阻Rl很小，可以忽略不计。第二电阻的 具体类型也不构成对本实用新型的限制。本实施例的短路限流电路采用第一电阻Rl和第二电阻R2并联的方式，当与所述 短路限流电路相连的电路正常工作时，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值，当 与所述短路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻值大于第二电阻的阻值。所述电源包括输出整流滤波电路，然后，所述短路限流电路串接在所述输出整流 滤波电路的输出端，构成电源的一部分。电源还包括其他的组成部分，在此不做详尽介绍。[0040]具体的，当电源供给的负载正常工作时，通过第一电阻Rl的电流比较小，产生的 热和散发的热达到平衡，温度较低，电阻值基本不变，元件处于低阻状态。此时，Rl的阻值 远远小于R2的阻值，所以输出电流基本上只从Rl上流过。当电源供给的负载发生短路性故障时，通过第一电阻Rl的电流很大，产生的热量 会大于散发出去的热量，使得元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅 提高，这时元件处于高阻状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而 保护电源和与电源相连的负载免受损坏，只要通过的电流所产生的热量足够元件散发出的 热量，处于变化状态下的元件便可以一直处于动作状态。也就是说，当负载发生短路性故障 时，随着Rl的电阻值迅速增大，直至无穷；输出电流改为从R2流过，以供负载。此时，电流 等于电源输出电压除以R2，从而实现短路时限制最大输出电流。当通过Rl的电流消失时， 随着温度下降，Rl便又可以自动恢复为正常工作状态。实施例二提供的电源，包括了实施例一中所述的短路限流电路，能够在负载长期 短路时，电源的最大输出电流得到稳定的控制，既阻断了大电流通过负载以保护负载，又保 证了负载的供电，也起到了保护电源的作用。实施例三、一种负载设备，如图3所示，包括负载，所述负载设备还包括实施例一 所述的短路限流电路，所述短路限流电路串联在所述负载的输入端。所述短路限流电路包括第一电阻Rl和第二电阻R2，所述第一电阻Rl和第二电阻 R2并联，当负载短路时，所述第一电阻的阻值增大至第一电阻断路。其中，第一电阻Rl可以选择正温度系数PTC热敏电阻，正温度系数PTC热敏电阻 即PTC热敏电阻，是一种电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温 度越高，电阻值越大的电阻。当与PTC热敏电阻相连的电路短路时，通过PTC热敏电阻的电 流增大，电阻温度升高，电阻阻值增大，直至电阻断路。具体的，所述正温度系数PTC热敏电阻可以是突变型正温度系数PTC热敏电阻。 突变型PTC热敏电阻的特性是当电阻的温度增加到居里温度以上时，其电阻值呈阶跃式增 加，可达到4 10个数量级，突变型正温度系数PTC热敏电阻会及时断路，这样在电路短路 时，短路限流电路就能做出灵敏的反应，第一电阻断路以阻断电流通过Rl流向负载。所述第一电阻还可以是自恢复保险丝，也能够在电路短路时，Rl的电阻值增大至 Rl断路。本实施例中第一电阻的选取主要是利用了阻值随着电阻本身温度的升高会增加 直至断路的一类电阻的特性，具体的电阻类型不构成对本实用新型的限制。所述第二电阻R2可以是线绕电阻或水泥电阻或金属氧化膜电阻。选取这类电阻 的共同点是电阻的阻值受温度的影响相对于第一电阻Rl很小，可以忽略不计。第二电阻的 具体类型也不构成对本实用新型的限制。本实施例的短路限流电路采用第一电阻Rl和第二电阻R2并联的方式，当与所述 短路限流电路串联的负载正常工作时，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值，当 与所述短路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻值大于第二电阻的阻值。然后，所述短路限流电路串接在负载输入端，所述负载设备可能包括多路负载，这 种情况下，短路限流电路可串接在所需保护的负载的输入端。具体的，由于负载工作时，通过第一电阻Rl的电流比较小，产生的热和散发的热达到平衡，温度较低，电阻值基本不变，元件处于低阻状态。此时，Rl的阻值远远小于R2的 阻值，所以输出电流基本上只从Rl上流过。当负载发生短路性故障时，通过第一电阻Rl的电流很大，产生的热量会大于散发 出去的热量，使得元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时 元件处于高阻状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护负载免 受损坏，只要通过的电流所产生的热量足够元件散发出的热量，处于变化状态下的元件便 可以一直处于动作状态。也就是说，当负载发生短路性故障时，随着Rl的电阻值迅速增大， 直至无穷；输出电流改为从R2流过，以供负载。此时，电流等于电源输出电压除以R2，从而 实现短路时限制最大输出电流。当通过Rl的电流消失时，随着温度下降，Rl便又可以自动 恢复为正常工作状态，以供负载。实施例三提供的负载设备，包括了实施例一中所述的短路限流电路，能够在负载 长期短路时，电源的最大输出电流得到稳定的控制，既阻断了大电流通过负载以保护负载， 又保证了负载的供电。以上对本实用新型的几种具体实施例进行了详细介绍，其中本实用新型提供的短路限流电路采用第一电阻和第二电阻并联，当与短路限流电 路相连的电路正常工作时电流只从第一电阻上通过，当电路发生短路故障时第一电阻的电 阻值迅速增大，直至无穷，输出电流改为从第二电阻流过。此时，电流等于短路限流电路输 入端的电压除以第二电阻的阻值，从而实现电路短路时限制最大输出电流。相对于现有技 术，此种短路限流电路设计简单可靠，无需恒流源和前置调整器，且在短路时，最大输出电 流得到稳定的控制。本实用新型提供的电源和负载设备均包括此种短路限流电路，电源和负载在短路 时都能得到有效的限流保护。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例 的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术 人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述， 本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种短路限流电路，其特征在于，所述短路限流电路包括第一电阻和第二电阻，所述 第一电阻和第二电阻并联，当与所述短路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻 值增大至第一电阻断路。
2.根据权利要求1所述的短路限流电路，其特征在于，所述第一电阻是正温度系数PTC 热敏电阻。
3.根据权利要求2所述的短路限流电路，其特征在于，所述正温度系数PTC热敏电阻是 突变型正温度系数PTC热敏电阻。
4.根据权利要求1所述的短路限流电路，其特征在于，所述第一电阻是自恢复保险丝。
5.根据权利要求1所述的短路限流电路，其特征在于，所述第二电阻是线绕电阻或水 泥电阻或金属氧化膜电阻。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的短路限流电路，其特征在于，当与所述短路限流 电路相连的电路正常工作时，所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值，当与所述短 路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻值大于第二电阻的阻值。
7.一种电源，包括输出整流滤波电路，其特征在于，所述电源还包括权利要求1-6任意 一项所述的短路限流电路，所述短路限流电路串联在所述输出整流滤波电路的输出端。
8.一种负载设备，包括负载，其特征在于，所述负载设备还包括权利要求1-6任意一项 所述的短路限流电路，所述短路限流电路串联在所述负载的输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种短路限流电路、电源及负载设备，所述短路限流电路包括并联的第一电阻和第二电阻，当与所述短路限流电路相连的电路短路时，所述第一电阻的阻值增大至第一电阻断路，所述电源和负载设备均包括上述短路限流电路。本实用新型提供的短路限流电路可以在负载处于长期短路状态时，短路限流电路仍然能够使电源的输出电流稳定地控制在一定的范围内；而且电路简单可靠，容易实现。
文档编号H02M1/32GK201937463SQ201020692430
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者孙尚传, 邱宜忠 申请人:深圳市大富科技股份有限公司