专利名称：电子保险器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于断路器，是一种电子保险器，当瞬态负荷(功率)超载时，迅速切断电源的保险器。与电度表加限量(累积量——功)的装置迥然不同。
现行的传统方式民用用户终端，沿用古老的金属熔断器(俗称保险丝)，由于其热惰性造成反应速度慢。特别是家庭中不是人人懂电，熔断器烧断后，一是不敢接，二是不排除故障就去换接，既无效果又危险。有些“胆大”的人，不顾后果用粗保险丝或铜线代之，往往造成总保险烧断，甚至出现供电网支路，以至干线过热起火，损人害己。
工业电网的用电器，通常采用交流断路器。存在机械惰性带来的反应迟钝。由于触点的闪弧、熔融，限制了开关寿命，并产生出电磁干扰。
本实用新型的目的是通过电子保险器克服惰性，消除机械触点的闪弧、电磁干扰，免去更换的麻烦，从而实现提高性能，延长寿命，安全可靠。
本实用新型以固态继电器取代熔断器或交流断路器，不仅理想地克服了传统方式的固疾，并且做到总负载限定阀值可调。
固态继电器属于无触点电子开关，其寿命比机械触点高出105倍，响应速率高(工作频率达几百千赫兹)，灵敏度高(驱动功率仅为mA级)，关断上升率高(600～1200V/μs)，体积小。电原理方框图如《
图1》，其中。
①——逻辑门；②——触发器；③——电子开关；④——取样器；⑤——直流电源。
KAN——按钮开关，其中a位为关断状态；b位为恢复状态。
RL1～Ln-代表不同的实际负载(用电器)。
从电路工作状态看，虽然负载电流是随机的模拟量，作为控制信息却是数字量。所以，各级均使用数字器件，逻辑关系见《图2》。其中VL-负载端电压VJ-触发器J端电压Vcp-触发器时钟VQ-触发器同相端Vy-采样电压本电路中另一特点就是应用了开关型霍尔器件，使电路大大大简化。负载功率大小表现为电流不同，取样可有电流互感、电压互感、电阻分压等方式。由于本装置长期、不间断地工作，其自损耗就不可忽视，加之体积、造价等因素，以上形式均不理想。
电压霍尔器件的输出电压正比于流过霍尔器件的电流Ic和该处的磁场强度B。即VH∞Ic·BB是由负载电流产生的随机量，通过Ic的调节，可控制线性电压霍尔器件的输出电压VH。可见此电压是一个模拟量，还必须经过放大、整形、比较，才能变为开关量去控制触发器。
开关霍尔器件则可直接输出开关量，如《图3》所示的磁路特性，磁隙处的磁感应强度与激磁线圈的匝数和气隙的宽度有关。B=μoI2πR]]>磁隙的调整很困难，由于负载的门限不是连续值，所以可以利用抽头式线圈，做到步进选择。当负载电流很大时，可以直接把霍尔开关安放在电流导线附近，调节其距离即可调节门限电平。《图3》中(1)——激磁线圈(2)——磁环(3)——霍尔开关I——激磁电流(负载电流)R——磁隙宽度J-K触发器真值表
触发器的真值表表明，比较器的输出低电平加到J端，起关断固态继电器的作用，启动开关KAN产生下降沿起恢复其导通的作用。
负载正常时，触发器的J、K端均为高电平，则Q输出端恒为高电平，固态继电器导通，具有翻转条件。一旦过载，J端出现低电平，使触发器Q输出端为低电平，与时钟端的电平无关，固态继电器立即关断。负载修复正常后，按下启动键KAN，Cp端从低电平变为高电平，因为触发器时钟在下降沿才起作用，而霍尔开关输出必定高电平，使触发器处于可翻转状态。当启动键放开的瞬间，时钟信号由高电平变为低电平，出现下降沿，会使触发器翻转为高电平，固态继电器便恢复导通。但是，未经修复，既使从时钟端送入信号，触发器也不会翻转，因为既使翻转，霍尔开关输出低电平，仍使Q端保持低电平输出，固态继电器维持关断。总电路见《图4》。
最后说明几个附带的问题本装置的低压直流电源，一是只供信号系统和伺服系统，二是直接接在市电输入端，与负载的接入与否或轻重均无关。只要本装置接入，直流电源就不停地工作。
总线路图《图4》中的RF不是通常意义的过载保护熔断器，它选定的允许电流比限定负载电流可以略大一些，因为过载的瞬间，首先是固态继电器关断，熔断器也就没有电流通过，不会熔断。它只是在固态继电器发生击穿短路时，对线路起保护作用而熔断，这种需要更换熔断器的概率微乎其微的，从而保证了本电路设计的初衷。
为了简化生产工艺，取样的电磁线圈做成统一规格，负载限定靠其抽头圈数选定来改变。更简单、可靠的方法是省略掉转换开关，将电源输入端直接焊接到对应的抽头处。
《图4》中的元器件见下“元器件明细表”。
元器件明细表
权利要求1．一种电子保险器，其特征是电子开关是一个断路门限可调的固态继电器。
2．根据权利要求1所述的电子保险器，固态继电器串接在负载与电源之间。
3．根据权利要求1所述的电子保险器，负载与电源之间还串有一个抽头电感器。
4．根据权利要求1所述的电子保险器，固态继电器的控制端接有一个开关型霍尔器件。
专利摘要本实用新型是一种电子保险器,以电子开关取代以往使用的金属熔断器或交流断路器,所述的电子开关是一个断路门限可调的固态继电器,过载时,本装置自动切断电源。一旦用电器的故障排除,无需更换熔断器,按一下启动按钮便可接通线路。本装置的特征是电子开关为固态继电器,速度高,无干扰,寿命长。本装置另一特点是,可以调整用户总负载的瞬态功率门限,从而保证供电网的安全可靠。
文档编号H02H3/08GK2422767SQ9920451
公开日2001年3月7日 申请日期1999年2月8日 优先权日1999年2月8日
发明者徐卫河 申请人:徐卫河