反时限过流保护定时电路的设计

1、反时限过流保护定时电路的设计蒋琳【1】徐忠根【2】 杨娜【3】 （商丘科技职业学院 河南 商丘 476000）摘要：很多电子设备都有额定电流，工作中都不允许超过额定电流，否则会烧坏设备。所以大部分用电设备都设置了过流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。本文设计了一种反时限过流保护定时电路，该电路结构简单，反应速度快，系统可靠稳定。关键词：过流保护 反时限 智能基金项目：本文系刘忠义教授主持的商丘科技职业学院2009年度院级立项课题中期阶段研究成果。the design of Timing circuit with Anti- time limit Over-curren

2、t protection Jiang Lin1 Xu Zhong Gen2 Yang Na3(Shang Qiu science and technology college , Henan 476000)AbstractA lot of electronic equipments have Rated current，they are not allowed to exceed the rated current during work. otherwisethey will be burnt.So many electronic equipments set Over-current pr

3、otection module.When the current exceeds Setting current, it will power off Automaticlly to protect the equipment.This text designed an Anti- time limit Over-current protection circuit. the circuit has simple structure and responds quickly. the whole system is reliable and and stable.Keywords: Over-

4、current protection anti- time limit intelligence前言 我们知道，电器在工作中，由于工况的变化，其工作电流发生变化是正常的，短时间的过流也是允许的。但电器发生故障时的过流却是持续的、有害的。因此对电器的过流保护装置必须能够判断过流的性质，到底是负载的变化引起的短时间过流，还是故障引起的持续性过流。其判断方法通常是设定一个延迟时间t，若发生过流电流能在t时间内回落到设定值以下，则认为是正常工作电流起伏，电路不产生保护动作；若过流时间超过t，则认为是故障过流，电路发出保护动作。一、 传统的过流保护存在的问题众所周知，常规的过流保护延时开关，其延时时间t

5、是固定不变的，一旦发生过流，不论过流电流的大小，都延时一个固定的时间t进行保护，这是不适当的。实际上过流电流对电器的危害性与过流电流的大小有关，电流越大危害也越大。当t设置过大，在大的故障过流电流发生时，则在t时间内电器已被烧坏了，若t设置太小，正常的工作电流起伏（过流量较小，但持续时间较长）也会被当作过流故障，电路发生保护，从而使系统无法正常工作。因而，为了保护系统的正常工作，不得不把过流保护的电流设定值（远大于额定值）和延时时间t都调定的比较大，这就是为什么虽然设有过流保护延时装置，还会烧坏电器设备的原因，也是传统的过流保护存在的一个致命缺点。二、 反时限过流保护定时电路的设计（1） 反时

6、限过流保护的概念所谓的反时限过流保护是指同一线路不同地点短路时，由于短路电流不同，保护具有不同的动作时限，反时限过流保护的动作时间是一个变数，随短路电流大小而变在线路靠近电源端短路电流较大，动作时间较短，短路电流小，动作时间就较长，表现为反时限特性。 本文设计研制的是一种智能型过流保护装置，采用了我们自行设计的反时限过流保护电路，完全可以克服常规过流延时继电器的缺点。其一，过流保护电流的设定值就是电器工作的额定电流值，只要超过额定值就开始计算过流时间；其二，过流时间t的计算与过流电流的大小成反比。（2） 反时限过流保护定时电路设计的原理电路图（图2-2）所示。当用一恒流电流I对一电容C充电时，

7、电容充电电压可用下式表示：当电容的大小和充电的目标电压VCO给定时，C×VCO为一常数，则t与I成反比（图2-1）。图2-1 电容恒流充电时电流大小与充电到目标电压所许时间的关系 图2-2 反时限过流保护定时电路原理图3 / 3因为： 所以：调整Rf可以改变t，当RF=Rs时，。三、反时限过流保护定时电路的工作过程（1）电器工作电流Ii与额定电流I0进行比较，当Ii> I0时，比较器输出一高电平；当i<IC时，比较器输出一低电平，电流比较如图3-1所示。（2）比较器输出的高电平，断开电容器C的旁路开关，开始对电容充电，Vc线性升高，当比较器为低电平时，开关闭合，电容C放电

8、。（3）电容电压Vc与充电目标电压Vc0进行比较，当VcVc0时，启动过流保护装置。 图 3-1 电流、电压比较输出波形图四、结束语综上所述，本文设计的智能型反时限过流保护电路，基本克服了传统过流保护所存在的缺点，大大提高了过流保护的可靠性，其优点是在线路靠近电源处短路时保护动作时限较短；这种新型过流保护广泛应用在生产电器设备和家用电器中，大大提高了产品安全保护性能，因此具有很好的市场应用前景和社会经济效益。参考文献：【1】刘忠义.商丘科技职业学院立项课题.反时限过流保护定时电路的设计.2009.4【2】蔺星山.可控硅调速系统中一种可靠的过流保护装置.中原工学院学报.1993年03期【3】何益宏.全桥式开关电源的一种切断式过流保护电路J.电测与仪表.1994年12期【4】严支斌.新型微机反时限过流保护曲线特性及算法研究-继电器.2005年08期 整理简介