[發(fā)明專利]電保護(hù)裝置和電保護(hù)裝置的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080008163.4
• 申請日: 2010-02-01
• 公開（公告）號: CN102326309A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.羅特邁爾;H.施韋格特
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H7/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于布置在至少一個負(fù)載和電源之間的電保護(hù)裝置，其中所述保護(hù)裝置具有限流功能和斷路功能。此外，本發(fā)明涉及電保護(hù)裝置的控制方法。

背景技術(shù)

電保護(hù)裝置在電設(shè)備內(nèi)的干擾情況可能導(dǎo)致危害人和/或者機(jī)器的地方到處得到應(yīng)用。尤其是在借助電源給一個負(fù)載或者多個負(fù)載供電的情況下需要電保護(hù)裝置。所述電保護(hù)裝置被布置在電源和一個或者多個負(fù)載之間，以便在干擾的情況下降低通過一個或者多個負(fù)載的電流并且在持續(xù)干擾時斷路。

特別是在用于為多個載荷分支供電的電源的情況下有意義的是，利用電保護(hù)裝置保障每個載荷分支。如果在載荷分支中出現(xiàn)干擾，則該載荷分支被限流或者被斷路，而不危害對其余載荷分支的供電。在沒有這種保護(hù)預(yù)防措施的情況下，有故障的載荷分支以超過設(shè)置的載荷電流的方式使電源負(fù)重。于是，電源、尤其是開關(guān)電源（Schaltnetzteil）必要時甚至轉(zhuǎn)入限流模式并且在持續(xù)干擾時斷路。于是所有載荷分支無電流。當(dāng)分別借助串接的機(jī)械線路保護(hù)開關(guān)保障在電源輸出端處的載荷時，這同樣發(fā)生，因?yàn)檫@種線路保護(hù)開關(guān)需要明顯的過電流用于觸發(fā)。電源除了為剩余的載荷供電之外經(jīng)常不能再提供這種過電流。

前序部分所述的電保護(hù)裝置的這種應(yīng)用導(dǎo)致，必須存在具有不同的預(yù)先給定為觸發(fā)極限的電流極限值的所述電保護(hù)裝置。尤其是在工業(yè)設(shè)備的情況下規(guī)則是，借助于電源為不同功率的多個載荷分支供電。因此每個載荷分支包括具有分別不同的電流極限值的電保護(hù)裝置。在工業(yè)設(shè)備的情況下也發(fā)生，只存在一個載荷分支，其由于改變的生產(chǎn)條件包括一會兒多和一會少（einmal?mehr?und?einmal?weniger）的負(fù)載。在這種情況下也必須使用具有不同電流極限值的電保護(hù)裝置。

從WO?01/41277?A2?和EP?0933849?Al知道例如用于具有多個載荷分支的電源的電保護(hù)裝置。在此，為每個載荷分支將具有調(diào)整可能性的半導(dǎo)體開關(guān)、電流測量元件和運(yùn)算放大器形式的分析或調(diào)節(jié)電子裝置接入在電源和載荷之間的連接線路中。相應(yīng)半導(dǎo)體開關(guān)的效率根據(jù)所定義的標(biāo)稱電流被設(shè)計(jì)。在連接較小的載荷時，觸發(fā)極限被調(diào)整到比所述標(biāo)稱電流小的值。由此經(jīng)常導(dǎo)致不受歡迎的情況，即相應(yīng)半導(dǎo)體開關(guān)和相應(yīng)驅(qū)動電路的效率沒有得以充分利用。因而這種解決方案通常導(dǎo)致具有差的成本使用關(guān)系的電保護(hù)裝置超尺寸。

因此，按照現(xiàn)有技術(shù)也知道為各個載荷分支設(shè)置的電保護(hù)裝置。在此，通過提供具有精細(xì)標(biāo)稱電流分級的產(chǎn)品系列來防止超尺寸。因而在每個載荷分支中接入具有所需的標(biāo)稱電流的相應(yīng)的電保護(hù)裝置。所需要的高的倉庫管理耗費(fèi)在這里是不利的。

另一已知的電保障裝置（Absicherung）規(guī)定，在每個載荷分支中布置降壓變換器，其在正常運(yùn)行中接通并且只在干擾情況下在限流模式中計(jì)時（takten）。AT?504?528?A描述了這種解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所基于的任務(wù)是，為開頭所述類型的電保護(hù)裝置說明相對于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。

根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求1和9以及通過根據(jù)從屬權(quán)利要求的有利擴(kuò)展方案來解決。

在此，所述保護(hù)裝置由多個限流或斷路的保護(hù)元件構(gòu)成，其中所述保護(hù)元件的輸出端并聯(lián)。以這種方式說明一種利用分別所需要的電流極限值保障一個載荷分支或者多個載荷分支的簡單措施。相應(yīng)的電流極限值在此由在輸出端側(cè)并聯(lián)的保護(hù)元件的部分電流極限值之和得出。

根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)裝置在此例如包括可選數(shù)量的保護(hù)元件，其以和的方式引起對于所連接的載荷所需要的保障保護(hù)（Absicherungsschutz），而在此不是超尺寸的。此外可以將保護(hù)裝置分為多個保護(hù)裝置塊，以便通過這種方式為不同的載荷或者載荷分支實(shí)現(xiàn)多個分離的并行工作的安全通道。在此，對于不同的載荷，不同地許多保護(hù)元件在輸出端側(cè)相互連接。分別相互連接的保護(hù)元件構(gòu)成塊，所述塊具有對于分別所連接的載荷的所需要的保障保護(hù)。

相應(yīng)的控制方法規(guī)定，在達(dá)到所分配的預(yù)先給定的部分電流極限值時，保護(hù)元件限制通過該保護(hù)元件的電流，直至保護(hù)元件的臨界參數(shù)超過預(yù)先給定的最大值并且保護(hù)元件斷路。因此，在正常運(yùn)行中，總是如此劃分通過并聯(lián)的保護(hù)元件的載荷電流，使得大于部分電流極限值的電流不流經(jīng)保護(hù)元件中的任何一個。在達(dá)到保護(hù)元件的部分電流極限值時，減小通過該保護(hù)元件的電流。通過與該保護(hù)元件并聯(lián)的其余保護(hù)元件的電流以相同的程度升高。通過這種方式平衡各個保護(hù)元件的容差。