[實用新型]一種電子過電流保護器

有效

• 申請號: 200920207847.1
• 申請日: 2009-08-13
• 公開（公告）號: CN201478783U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 宋艷麗
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

技術領域

本實用新型涉及一種過電流保護技術，尤其是指一種用于高頻感應加熱裝置中的高速電子過電流保護器。

背景技術

過電流保護的方式很多，一般可以分為二大類，即電磁繼電器式過電流保護器和電子式過電流保護器。不論采用何種保護方式的過電流保護器，均可以按預先設定的電流值(也稱為“過電流跳閘值”)跳閘或者報警。保護方式的選擇由設計者根據被保護設備的不同而采用不同的技術手段，但都是以不損壞被保護設備為目的。所以，其過電流跳閘值在設計時就能確定。

為了使被保護設備在出現過電流時能使電源可靠跳閘，往往要進行過電流跳閘試驗(多數為模擬試驗)。在試驗中往往出現這樣的現象：許多電氣設備出現過電流而跳閘時，都伴隨有損壞現象，看上去過電流保護似乎不起作用，其實這是一個過電流保護動作執行快與慢的問題(與電流變化周期有關)。

現有的電磁繼電器式過電流保護器(電磁式過電流繼電器)的動作時間為毫秒級，主要用于工頻范圍電氣設備的保護，不宜用于對現代電力電子器件的保護。現有的電子式過電流保護器是現代新型電力電子技術發展的產物，其保護的針對性較強，如針對IGBT(絕緣門極晶體管)、GTO(門極可關斷晶閘管)、MOSFET(功率場控晶體管)等都有不同的保護要求，達不到要求就不能有效保護設備。例，在帶鋼工藝熱處理高頻感應加熱電源設備中采用電子式過電流保護器，如果其中的運放的瞬態響應時間太長，造成與該加熱電源設備電流周波時間12μs不相匹配，對功率MOSFET器件起不到保護作用。因此，在系統過電流保護方面，現多采用電磁繼電器式與電子式組合的過電流保護器進行過電流保護，但結構顯得復雜。

圖1為現有的一個穩態過電流保護電路框圖。在一套高頻感應加熱裝置的系統控制板上設置了電子式過電流保護電路。在該電路中為了提高抗干擾的能力，增強電路工作的穩定性，在輸出端與輸入端之間增加了一個正反饋電阻(未圖示)，在比較器的輸入端施加了一個比較遲后電壓，這就影響了該比較器的過電流響應能力，因此該電路只適用于穩態過電流比較。該穩態過電流保護電路包括：

高頻電流檢測及緩沖電路11，該電路用于檢測被保護設備的高頻電流Ii，經該電路轉換后的輸出信號Io將作為過電流保護電路驅動控制信號，為提高其輸出能力，設有一級緩沖電路，即緩沖器，對輸入的高頻電流Ii進行檢測及緩沖，輸出緩沖后的高頻電流信號Io。

保護電流設定器12，設定被保護設備的的過電流跳閘值Ie。

比較器13，分別與所述高頻電流檢測及緩沖器11的輸出端以及保護電流設定器12的輸出端連接，對上述緩沖后的高頻電流Io與過電流跳閘值Ie進行比較。

鎖定逆變脈沖輸出及過電流指示器14，當比較器13滿足保護條件時，比較器13的輸出端輸出保護信號，由該鎖定逆變脈沖輸出及過電流指示器14鎖定逆變器的輸出驅動脈沖，并同時進行過電流指示及發出跳閘信號，以控制跳閘控制器15的跳閘動作。

圖1的保護電路，設計為恒定參考保護，其缺點是最大電流動作點恒定，而實際上，對高頻電源的一些異常狀態，特別是在最大電流還沒有達到額定保護值時，電路卻已處于危險的工作狀態的情況，保護電路還未能起到有效的保護作用，因此必須對瞬態電流的異常變化進行檢測。為了提高電路對瞬態響應的檢測和提高電路的保護能力，采用動態過電流保護電路已是當務之急。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術存在的問題，提供一種結構簡單的高速電子過電流保護器，在過電流時其跳閘動作要高速至使被保護設備不受損壞。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種電子過電流保護器，其特征在于其結構為：

高頻電流檢測及緩沖電路，其輸入端輸入被保護設備輸出的高頻電流，輸出端輸出緩沖后的高頻電流信號Io；

動態過電流保護閥值調節電路，其輸入端與所述高頻電流檢測及緩沖電路的輸出端連接，其輸出端輸出動態過電流保護閥值Iea；

瞬態檢測電路，其輸入端與所述高頻電流檢測及緩沖電路的輸出端連接，其輸出端輸出瞬態檢測電流信號Iot；

比較器，其參考信號輸入端與所述動態過電流保護閥值調節電路的輸出端連接，被比較信號輸入端與所述瞬態檢測電路的輸出端連接，其輸出端輸出保護信號；

鎖定逆變脈沖輸出及過電流指示器，其輸入端與所述比較器的輸出端連接，輸出跳閘信號；

跳閘控制器，其輸入端與所述鎖定逆變脈沖輸出及過電流指示器連接，其輸出端與被保護設備的電源電閘連接。