一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种超压保护模块。
【背景技术】
[0002]目前，矿用井下高压软启动器一般常用10KV/6KV两种电压等级供电，低压软启动器一般常用660VAC/1140VAC两种电压等级供电。电气设备时常更换使用地点，发生供电等级的变化。如由660VAC供电条件下使用的设备更换到1140VAC供电条件下使用，或由6KV供电条件下使用的设备更换到1KV供电条件下使用时，常会发生电气设备内部控制回路供电等级的不一致造成电气设备烧坏。
[0003]当前可查到的解决方法是使用“熔断器”或“压敏电阻”实施保护，但这种保护都是一次性不可恢复型保护，一旦发生将使设备无法运行，造成停产并需要更换相关器件。为此，既能提示供电电压等级与本设备不一致又能实现可恢复型阻断式特超电压保护模块是提高煤矿电气产品可靠性的关键技术之一。现有技术中还未见过电流器件应用在这种特超压保护领域，实现可恢复型阻断式特超压保护模块的报道。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于，提供一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，以解决上述技术问题。
[0005]本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0006]一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，包括输入供电端、输出供电端、保护电路，其特征在于，所述保护电路包括一过流阻断电路、一过电压检测电路、一从过电压到过电流的转换电路；
[0007]所述过流阻断电路的一端连接所述输入供电端的一端，所述过流阻断电路的另一端分别连接所述输出供电端的一端、所述过电压检测电路的输入端、所述转换电路的一端；
[0008]所述转换电路的另一端连接所述输入供电端的另一端、所述输出供电端的另一端;
[0009]所述过电压检测电路的输出端连接所述转换电路的触发端。
[0010]本实用新型在电路正常工作时，输入供电端、过流阻断电路、输出供电端形成一电路回路。在电路发生输入电压等级接错，造成严重超电压时，如超过135%以上，过电压检测电路动作；此时过电压检测电路提供触发信号，迫使转换电路导通，输入供电端、过流阻断电路、转换电路形成一电路回路，实现超电压到超电流的转换。阻断保护发生后迫使输出电压大幅度降低，导致过电压检测电路失去触发信号，继而使过流阻断电路的电流大幅度减小，向控制回路提供的输出电压逐渐增高。当输出电压达到电压检测电路的阀值时又开始新一轮的超电压到超电流的转换，过流阻断电路的阻断。
[0011]本实用新型的过流阻断电路、过电压检测电路、转换电路可以采用下述电路:
[0012]所述过流阻断电路优选采用热敏元件，所述过电压检测电路优选采用压敏电阻、所述转换电路优选采用双向晶闸管。本实用新型采用上述电路后，具有优异的电压阻断特性，高阻、低阻两种状态之间的电阻值比>20倍，能够满足实际应用的阻断要求；其中低阻状态为正常使用状态，高阻状态为特超电压阻断状态。
[0013]所述压敏电阻还串联一用于限流的限流电容，所述限流电容的一端连接所述压敏电阻，所述限流电容的另一端连接双向晶闸管的触发端。
[0014]所述双向晶闸管串联一热敏电阻，用于保护双向晶闸管。
[0015]有益效果:由于采用上述技术方案，本实用新型制作简单、成本低、可靠性高等特点，而且可实现重复工作，在发生阻断后可停电lmin-3min即可恢复常态。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型一种连接示意图；
[0017]图2为本实用新型的电压保护过程的波形示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
[0019]参照图1，一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，包括输入供电端、输出供电端、过流阻断电路、过电压检测电路、从过电压到过电流的转换电路。过流阻断电路采用热敏元件PR1，过电压检测电路采用压敏电阻ZR1，转换电路采用双向晶闸管SCR1。热敏元件PRl的一端连接输入供电端的一端，热敏元件PRl的另一端分别连接输出供电端的一端、压敏电阻ZRl的输入端，且通过热敏电阻PR2连接双向晶闸管SCRl的一端。双向晶闸管SCRl的另一端连接输入供电端的另一端、输出供电端的另一端。压敏电阻ZRl的输出端通过限流电容Cl连接双向晶闸管SCRl的触发端。
[0020]热敏元件PRl是具有“居里温度”的热敏元件，正常呈现低阻(几十欧姆)状态，当超电流工作时将很快达到“居里温度”，呈现出高阻状态。在压敏电阻ZRl超过阀值时提供超电压信号，低于阀值时关闭超电压信号，即提供超电压时的“闭合”状态和不超压时的“断开”状态。双向晶闸管SCRl受控于压敏电阻ZRl的控制，当压敏电阻ZRl发出“闭合”信号时触发双向晶闸管SCRl，使超电压转化成流过PRl的超电流。
[0021]本实用新型在电路正常工作时，输入供电端、热敏元件PR1、输出供电端形成一电路回路。
[0022]在电路发生输入电压等级接错，造成严重超电压时，如超过135 %以上，即超过压敏电阻ZRl的阀值时，压敏电阻ZRl动作；此时压敏电阻ZRl和Cl向双向晶闸管SCRl提供触发信号，迫使双向晶闸管SCRl导通，输入供电端、热敏元件PR1、双向晶闸管SCRl形成一电路回路，实现超电压到超电流的转换。此时，降低控制回路的供电电压，且迫使热敏元件PRl超电流并在较短时间内严重发热，达到阻断状态，对控制回路实施保护。
[0023]阻断保护发生后迫使输出电压大幅度降低，从而使输出电压低于压敏电阻ZRl的阀值，导致过电压检测电路停止工作，即SCRl失去触发信号，继而使热敏元件PRl的电流大幅度减小，造成热敏元件PRl的阻断程度减小，向控制回路提供的输出电压逐渐增高。当输出电压达到压敏电阻ZRl的阀值时又开始新一轮的超电压到超电流的转换，热敏元件PRl的阻断。
[0024]因此本实用新型的电路在发生阻断保护后会在输出侧向外输出幅值变化的周期性电压，其最大幅值〈50%输入幅值，使连接在输出侧的设备得到周期性的供电，产生闪烁效果，可提示该设备处于【特超电压，即电压等级出错】状态。
[0025]实施例1:
[0026]矿用高压设备的内部供电是经过变压器降低到100VAC，其供电电压有6KV和1KV两种等级，提供给内部变压器，而变压器在正常供电状态时输出都为100VAC ;变压器的输出再提供给本实用新型的输入供电端。
[0027]当1KV的主供电输入到设备，而设备内部的降压变压器还保持在6KV的接法，造成内部变压器实际输出电压达到173VAC，也即本实用新型的输入供电端电压上升到173VAC时，造成严重超压状态，通过本实用新型的保护模块进行过压保护后，如图2所示，经过了 4/47倍衰减，也即:
[0028]最大幅值Vmax = 6.44X47/4 = 75.67VAC ；
[0029]有效值Vout = 75.67/1.414 = 53.5VAC ；
[0030]Vout < 100VAC ；
[0031]可见，明显实现了过电压的阻断。幅值的周期性变化必然导致后续连接设备显示器件的闪烁，提示发生了特超电压保护。
[0032]实施例2:
[0033]矿用低压设备的内部供电是经过变压器降低到220VAC，其供电电压有660VAC和1140VAC两种等级，提供给内部变压器，而变压器在正常供电状态时输出都为220VAC ;变压器的输出再提供给本实用新型的输入供电端。
[0034]在1140VAC的主供电输入到设备，而设备内部的降压变压器还保持在660VAC的接法时，其变压器输出给设备内部的供电电压也由220VAC升至380VAC，超过135%的额定电压值，造成严重超压状态。通过本实用新型的保护模块进行过压保护后，与实施例1不同的时，此时的信号衰减倍数由实施例1的4/47变为4/104倍衰减，也即:
[0035]最大幅值Vmax = 6.44 X 104/4 = 167.44Vac ；
[0036]有效值Vout = 167.44/1.414 = 118Vac ；
[0037]Vout < 220Vac ；
[0038]也明显实现了过电压的阻断。幅值的周期性变化必然导致后续连接设备显示器件的闪烁，提示发生了特超电压保护。
[0039]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，包括输入供电端、输出供电端、保护电路，其特征在于，所述保护电路包括一过流阻断电路、一过电压检测电路、一从过电压到过电流的转换电路； 所述过流阻断电路的一端连接所述输入供电端的一端，所述过流阻断电路的另一端分别连接所述输出供电端的一端、所述过电压检测电路的输入端、所述转换电路的一端； 所述转换电路的另一端连接所述输入供电端的另一端、所述输出供电端的另一端； 所述过电压检测电路的输出端连接所述转换电路的触发端。
2.根据权利要求1所述的一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，其特征在于，所述过流阻断电路采用热敏元件，所述过电压检测电路采用压敏电阻、所述转换电路采用双向晶闸管。
3.根据权利要求2所述的一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，其特征在于，所述压敏电阻还串联一用于限流的限流电容，所述限流电容的一端连接所述压敏电阻，所述限流电容的另一端连接双向晶闸管的触发端。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，其特征在于，所述双向晶闸管串联一热敏电阻。
【专利摘要】本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种超压保护模块。一种用于软起动器的可恢复型阻断式特超压保护模块，包括输入供电端、输出供电端、保护电路，保护电路包括过流阻断电路、过电压检测电路、从过电压到过电流的转换电路。过流阻断电路的一端连接输入供电端的一端，过流阻断电路的另一端分别连接输出供电端的一端、过电压检测电路的输入端、转换电路的一端。转换电路的另一端连接输入供电端的另一端、输出供电端的另一端。过电压检测电路的输出端连接转换电路的触发端。本实用新型具有制作简单、成本低、可靠性高等特点，而且可实现重复工作，在发生阻断后可停电1min-3min即可恢复常态。
【IPC分类】H02H3-08
【公开号】CN204441849
【申请号】CN201420490979
【发明人】童中祥, 李继策, 杨国
【申请人】上海久辉电气有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年8月28日