[發(fā)明專(zhuān)利]降壓器件的過(guò)載保護(hù)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980149453.8
• 申請(qǐng)日: 2009-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102246373A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李·朱比;菲利普·M·賴(lài)?yán)?/a>;史蒂芬·曼甘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 埃內(nèi)爾格蒂克斯電壓控制有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02H7/04
• 分類(lèi)號(hào): H02H7/04;H02M5/22
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種為了提高能效而降低AC電源供給負(fù)載的電壓的系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，降低施加給負(fù)載的電壓會(huì)降低負(fù)載的功率。本系統(tǒng)將包含變壓器。然而，在家庭應(yīng)用或小型商業(yè)應(yīng)用中，希望將這種變壓器的成本降到最低，以總體上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的能效增高，同時(shí)維持低成本的原則。

背景技術(shù)

已知家用性質(zhì)或小型商業(yè)性質(zhì)的平均負(fù)載或基本負(fù)載通常非常低，但是當(dāng)負(fù)載在短時(shí)間內(nèi)牽引高電流電平時(shí)，會(huì)產(chǎn)生峰值。在這些應(yīng)用中，希望使用具有額定為上述性質(zhì)的平均負(fù)載或基本負(fù)載的連續(xù)負(fù)載能力，又可在過(guò)載的情況下在其熱額定范圍內(nèi)工作很短的時(shí)間段、而不會(huì)使變壓器繞組過(guò)熱至可燒壞變壓器的程度的變壓器。此外，還存在這種性質(zhì)下的負(fù)載超出了變壓器的長(zhǎng)期和短期額定值的情況，在這些情形下，為了仍舊使用低成本的變壓器，本發(fā)明的目的是提供一種可繞開(kāi)變壓器從而避免過(guò)熱的系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這種系統(tǒng)，其具有防故障裝置用于防止在萬(wàn)一旁路失敗時(shí)變壓器受損和潛在的火險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種為了提高能效而降低AC電源供給負(fù)載的電壓的系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括：

a)在AC電源和負(fù)載之間的電路中、具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的變壓器，以及

b)如果達(dá)到變壓器的預(yù)定過(guò)載，則使得從電路中去除變壓器、從而使電源直接連接到負(fù)載的旁路裝置；

其特征在于：

c)該旁路裝置包括：

i)將電源直接轉(zhuǎn)向負(fù)載的旁路開(kāi)關(guān)，

ii)確定變壓器的溫度的裝置，

iii)測(cè)量通過(guò)負(fù)載的電流的裝置，

iv)接收來(lái)自溫度確定裝置和電流測(cè)量裝置的信號(hào)，以及在溫度和電流中任一個(gè)達(dá)到最大預(yù)定水平時(shí)操作旁路開(kāi)關(guān)的控制裝置；以及其特征在于該系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

d)當(dāng)旁路開(kāi)關(guān)在任一個(gè)預(yù)定最大水平下失靈的情形下，中斷通過(guò)變壓器的次級(jí)繞組的電流的防故障裝置，其中，該防故障裝置包括：

i)熱斷路裝置，其連接到變壓器的次級(jí)繞組，適合在預(yù)定期間之后達(dá)到變壓器的預(yù)定增高溫度時(shí)，中斷變壓器的次級(jí)繞組至電源的連接；以及

ii)保險(xiǎn)絲，其與電源和熱斷路裝置串聯(lián)連接，適合在低于熱斷路裝置的最大電流額定值的預(yù)定增加電流水平時(shí)，中斷變壓器的次級(jí)繞組至電源的連接。

電源可連接到變壓器的次級(jí)繞組。

保險(xiǎn)絲可通過(guò)電流測(cè)量裝置防止錯(cuò)誤中斷，經(jīng)由控制裝置，該電流測(cè)量裝置適合于在低于保險(xiǎn)絲的最大額定電流的電流水平時(shí)操作旁路開(kāi)關(guān)。因此，當(dāng)保險(xiǎn)絲具有比負(fù)載的最大允許電流低的額定值時(shí)，如果系統(tǒng)正確運(yùn)轉(zhuǎn)，那么在峰值電流期間通過(guò)正常操作旁路開(kāi)關(guān)將使得保險(xiǎn)絲與負(fù)載隔絕。保險(xiǎn)絲具有較低的額定值從而保護(hù)熱斷路裝置，熱斷路裝置被設(shè)定為只在次級(jí)繞組的高溫持續(xù)上升時(shí)才切斷，盡管超過(guò)該斷路裝置的最大額定電流，但并不總是達(dá)到高溫。然而，該電路能夠使用額定值高于電流負(fù)載的保險(xiǎn)絲，如果高于電流負(fù)載的電流持續(xù)不斷，那么在旁路開(kāi)關(guān)并不起作用的情況下，這將引起次級(jí)繞組的溫度上升并超過(guò)熱斷路裝置的跳閘溫度。因此，熱斷路裝置和保險(xiǎn)絲互相結(jié)合地工作，從而在旁路開(kāi)關(guān)未能起作用的情形下保護(hù)次級(jí)繞組。

本文中使用的術(shù)語(yǔ)“保險(xiǎn)絲”包括任意具有與電阻保險(xiǎn)絲相同或相似特性的斷路開(kāi)關(guān)，就是說(shuō)，在高的過(guò)載電流或在持續(xù)較低的過(guò)載電流之后，電阻保險(xiǎn)絲可迅速起作用。

電源保險(xiǎn)絲可連接在電源和負(fù)載之間，當(dāng)變壓器被繞開(kāi)時(shí)其適合于保護(hù)負(fù)載。

整流器可連接在電源和變壓器的初級(jí)繞組之間。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將通過(guò)例子并參考所附附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中：

圖1是簡(jiǎn)單的常規(guī)變壓器保護(hù)器件的電路圖；

圖2是經(jīng)過(guò)改進(jìn)但仍是常規(guī)的變壓器保護(hù)器件的電路圖；

圖3是示出了使用變壓器調(diào)節(jié)電壓的電路圖；

圖4是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的包含溫度控制的變壓器保護(hù)器件的電路圖；

圖5是與圖4相比進(jìn)一步改進(jìn)的器件的電路圖；

圖6是示出變壓器的熱特性曲線圖；

圖7是類(lèi)似于圖6示出了與已知實(shí)例相比具有保險(xiǎn)絲保護(hù)的變壓器熱特性的曲線圖；

圖8是類(lèi)似于圖7示出了與已知實(shí)例相比不同的實(shí)例的曲線圖；

圖9是提供變壓器熱保護(hù)的器件的電路圖；

圖10是示出了這種熱保護(hù)限度的曲線圖；

圖11是結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式在電路中電源和負(fù)載之間的電壓調(diào)節(jié)變壓器的電路圖；

圖12是示出了圖11中電路的變壓器保護(hù)特性的示圖；以及