專利名稱：為受保護(hù)裝置保護(hù)的低壓負(fù)載供電的方法和電子電源設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子電源設(shè)備，尤其是一種切換模式電源，用于為受保護(hù)裝置保護(hù)的低壓負(fù)載進(jìn)行供電，還涉及一種為此所采用的方法。本發(fā)明還涉及一種用于保護(hù)低壓負(fù)載以避免過(guò)電流的裝置，以及與這種保護(hù)裝置一起使用的輔助電源設(shè)備。
背景技術(shù)：
在工業(yè)設(shè)備中，例如控制器、放大器等的低壓負(fù)載被優(yōu)選地提供24伏的直流電壓，該電壓對(duì)人體無(wú)害。提供該直流電壓的適合的電源設(shè)備可供應(yīng)20安以及更高的輸出電流。在這種高電流下，例如保險(xiǎn)絲或斷路器等保護(hù)裝置必須與各個(gè)負(fù)載串聯(lián)連接，以保護(hù)這些負(fù)載，特別是保護(hù)饋電線免受熱過(guò)載和短路電流的損傷。為了能夠在發(fā)生例如短路等電氣故障時(shí)可靠地用磁力方式使斷路器跳閘，需要跳閘電流達(dá)到電源設(shè)備指定的標(biāo)稱電流的7.5倍。斷路器的跳閘特性是它們的時(shí)間/電流跳閘特性，例如B類特征的結(jié)果。對(duì)于通常的尺寸，用于斷路器的這種高跳閘電流可在短路時(shí)由用作電源設(shè)備的常規(guī)的50Hz變壓器來(lái)提供。
由于高電氣損耗和較大的重量，這種50Hz變壓器越來(lái)越多地被電子電源設(shè)備所取代，例如工業(yè)電源中在高頻率上計(jì)時(shí)的切換模式電源和變壓器電源。但是，電子電源設(shè)備在電氣故障發(fā)生時(shí)通常非常迅速地限制輸出電流，即在10至100微秒內(nèi)限制到標(biāo)稱電流值的1.1至1.5倍，以便于保護(hù)負(fù)載和饋電線免受熱過(guò)載和短路電流的損傷。雖然市場(chǎng)上的電子電源設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)(即短至4秒)可產(chǎn)生高達(dá)2.5倍于標(biāo)稱電流的輸出電流，但是這些低電流不足以可靠而安全地用磁力方式使斷路器跳閘。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所基于的目的是提供一種電子電源設(shè)備，一種保護(hù)裝置，一種輔助電源設(shè)備，以及一種為受保護(hù)裝置保護(hù)的低壓負(fù)載供電的方法，其使得保護(hù)裝置——尤其是電磁斷路器——即使是在電子電源設(shè)備被使用時(shí)仍能迅速跳閘。
本發(fā)明的核心概念在于提供了這樣的措施即確保在檢測(cè)到例如輸出端短路的故障之后，在例如15毫秒的短時(shí)間間隔內(nèi)提供電流，該電流的大小使得保護(hù)裝置能夠可靠而快速地跳閘。以這樣的方式來(lái)選擇這里的時(shí)間間隔即使得與負(fù)載和饋電線相連接的電子元件不會(huì)受到損傷和破壞。
一方面，上面提到的技術(shù)問題通過(guò)本發(fā)明由權(quán)利要求1中的特征來(lái)解決。
因此，提供了一種為低壓負(fù)載供電的電子電源設(shè)備，尤其是在高頻率上計(jì)時(shí)的切換模式電源或變壓器電流裝置。該電子電源設(shè)備包括變壓器、用于檢測(cè)例如短路的電氣事故或故障的裝置，以及分配給該檢測(cè)裝置的用于將該裝置的輸出電流限制到第一個(gè)預(yù)定值的裝置，即把輸出電流近似限制到電源設(shè)備的標(biāo)稱電流的1.1至2倍。此外，還提供了一種在響應(yīng)檢測(cè)到故障時(shí)將輸出電流在預(yù)定時(shí)間內(nèi)設(shè)置為大于第一個(gè)預(yù)定值的第二個(gè)預(yù)定值的裝置，使得分配給該電子電源設(shè)備的保護(hù)裝置能夠可靠地跳閘。所述限制裝置被構(gòu)造為使其在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后把輸出電流限制到第一個(gè)預(yù)定值。
該保護(hù)裝置以本身已知的方式在外部連接到電子電源設(shè)備，從而與低壓負(fù)載串聯(lián)連接。為了能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的、用于為受保護(hù)的低壓負(fù)載供電的電子電源設(shè)備，所述保護(hù)裝置還可設(shè)置在電子電源設(shè)備內(nèi)。
所述保護(hù)裝置最好是可通過(guò)電磁方式跳閘的斷路器。
要實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置在出現(xiàn)故障時(shí)安全可靠的跳閘，電流設(shè)置或調(diào)節(jié)裝置提供在電源設(shè)備的標(biāo)稱電流的大約5倍到10倍之間的輸出電流。通常，該限制裝置提供在電子電源設(shè)備的標(biāo)稱電流的大約1.1倍到1.5倍之間的第一預(yù)定電流值。
為了避免低壓負(fù)載和饋電線在出現(xiàn)例如短路的故障時(shí)發(fā)生過(guò)載，電流設(shè)置裝置提供增大的輸出電流，例如持續(xù)5到15毫秒。所述增大的輸出電流還可在更短或更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)流通。
作為一種電路來(lái)考慮，所述電流設(shè)置裝置提供增大的輸出電流，并可與限制裝置一起形成一個(gè)電流控制裝置。在這種情況下，這種針對(duì)上述技術(shù)問題的解決方案還在于，通常用在電子電源設(shè)備內(nèi)的電流控制裝置具有兩級(jí)電流限制特性。這樣該電流控制裝置確保在出現(xiàn)電氣故障時(shí)，最初在一段較短的時(shí)間內(nèi)流通的是例如7倍于標(biāo)稱電流的增大的輸出電流，然后流通的是大約1.1倍于標(biāo)稱電流的“正常”的限制輸出電流。
用于檢測(cè)電氣故障的檢測(cè)裝置最好包括用于檢測(cè)輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下的第一檢測(cè)器，和/或用于檢測(cè)輸入電壓下降到一個(gè)門限值以下的第二檢測(cè)器。這使得可以檢測(cè)到短路電流，因?yàn)檎绫娝苤?，在發(fā)生短路時(shí)電壓將下降。
上面提到的技術(shù)問題還通過(guò)權(quán)利要求8所述的用于保護(hù)低壓負(fù)載免受過(guò)載電流損傷的裝置來(lái)解決。
相應(yīng)地，該保護(hù)裝置包括具有變壓器的主電源設(shè)備，用于檢測(cè)電氣故障的裝置，以及分配給該檢測(cè)裝置的、用于在響應(yīng)檢測(cè)到故障時(shí)限制輸出電流的裝置。此外，所述主電源設(shè)備與一個(gè)輔助電源設(shè)備相關(guān)聯(lián)，該輔助電源設(shè)備可接通，并具有一個(gè)用于檢測(cè)電氣故障、尤其是檢測(cè)主電源設(shè)備的輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下的裝置，還具有一個(gè)用于在一段可調(diào)的時(shí)間內(nèi)提供預(yù)定電流的裝置。此外，提供了一個(gè)可電連接到所述輔助電源設(shè)備的保護(hù)裝置，由所述輔助電源設(shè)備提供的電流的大小通過(guò)以下方式來(lái)確定即使得在檢測(cè)到故障時(shí)，保護(hù)裝置可靠地跳閘。
根據(jù)一種特別的實(shí)施例，輔助電源設(shè)備在主電源設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，或者外部連接到主電源設(shè)備。
該輔助電源設(shè)備可以是任何的儲(chǔ)能器，但最好是至少一個(gè)電容式和/或電感式的儲(chǔ)能器。
為了在發(fā)生故障時(shí)使輔助電源設(shè)備自動(dòng)地連接到主電源設(shè)備，該輔助電源設(shè)備具有一個(gè)切換裝置，該切換裝置在響應(yīng)于檢測(cè)到故障時(shí)、尤其是響應(yīng)于主電源設(shè)備的輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下時(shí)被激活。
一種有利的改進(jìn)規(guī)定，輔助電源設(shè)備具有一個(gè)用于對(duì)電容式和/或電感式的儲(chǔ)能器進(jìn)行充電的裝置。該充電裝置通過(guò)以下方式來(lái)構(gòu)造即使其在不發(fā)生故障時(shí)對(duì)儲(chǔ)能器進(jìn)行充電。
主電源設(shè)備最好是一個(gè)切換模式電源。
用于檢測(cè)電氣故障的檢測(cè)裝置最好包括一個(gè)用于檢測(cè)輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下的第一檢測(cè)器，和/或一個(gè)用于檢測(cè)輸入電壓下降到一個(gè)門限值以下的第二檢測(cè)器。這樣就可以檢測(cè)到短路。
上面提到的技術(shù)問題還可通過(guò)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的、與保護(hù)裝置一起使用的輔助電源設(shè)備來(lái)解決。
該輔助電源設(shè)備包括用于檢測(cè)主電源設(shè)備的輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下的裝置，在響應(yīng)檢測(cè)到的輸出電壓下降時(shí)，在一段可調(diào)的時(shí)間內(nèi)提供預(yù)定電流，以使得保護(hù)裝置能夠可靠地跳閘。
另外，上面提到的技術(shù)問題還可由權(quán)利要求18所述的方法來(lái)解決。
相應(yīng)地，受保護(hù)裝置保護(hù)的負(fù)載借助于電子電源設(shè)備、尤其是切換模式電源用低電壓來(lái)供電。根據(jù)該方法，對(duì)電源設(shè)備的輸入和/輸出電壓進(jìn)行監(jiān)控，從而檢測(cè)輸入和/輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下。如果檢測(cè)到輸入和/輸出電壓下降到該門限值以下，則在一段預(yù)定的時(shí)間內(nèi)提供電流，該電流的大小通過(guò)以下方式來(lái)確定即使得保護(hù)裝置能夠可靠地跳閘。經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間之后，該電流被限制到一個(gè)較低的值。


在隨后的正文中，將結(jié)合附圖通過(guò)多個(gè)示例性實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明，其中圖1顯示了根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例保護(hù)性地為低壓負(fù)載供電的電源系統(tǒng)，圖2顯示了用于圖1中所示的電流控制器的兩級(jí)電流限制特性，圖3顯示了以受保護(hù)的方式為低壓負(fù)載饋電的可選的電源系統(tǒng)，圖4顯示了在根據(jù)圖3的電源系統(tǒng)中使用的電容式輔助電源設(shè)備，以及圖5顯示了在根據(jù)圖3的電源系統(tǒng)中使用的電感式輔助電源設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一個(gè)示例性的電源系統(tǒng)，其包括一個(gè)電子電源設(shè)備10，在所述電子電源設(shè)備的輸出端20和21處連接有一個(gè)用電阻器30來(lái)符號(hào)化表示的低壓負(fù)載。至低壓負(fù)載30的饋電線的電阻被考慮為電阻器40。此外，一個(gè)保護(hù)裝置，在本例中為電磁式斷路器50，與所述低壓負(fù)載30串聯(lián)連接。例如，所述電子電源設(shè)備10在輸出端20、21處提供24伏的直流電壓ua。雖然圖1中僅有一個(gè)低壓負(fù)載30連接到電子電源設(shè)備10，但是顯然多個(gè)負(fù)載也可以優(yōu)選地并聯(lián)連接到電子電源設(shè)備10?？梢詾槊恳粋€(gè)負(fù)載分配一個(gè)單獨(dú)的斷路器。
電子電源設(shè)備10可以是經(jīng)由線路電壓uy供電的切換模式電源。電源設(shè)備10通常包括一個(gè)與輸入端70和71相關(guān)聯(lián)的線路變壓器60、一個(gè)整流電路70和一個(gè)斷路器80。此外，還提供了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明可進(jìn)行改動(dòng)的電流控制器90。電流控制器90通常用于在出現(xiàn)故障時(shí)、例如在輸出端短路時(shí)，把輸出電流ia限制到電源設(shè)備10的標(biāo)稱電流的1.1倍到1.5倍。該受限輸出電流依照改動(dòng)后的電流控制器90的電流/電壓輸出特性被稱為ikmin如圖2所示。
斷路器50用于保護(hù)電阻器所代表的饋電線以及低壓負(fù)載30，使其免受熱過(guò)載或短路電流的損傷。常規(guī)的電子電源設(shè)備的問題在于，在出現(xiàn)故障時(shí)，例如在出現(xiàn)短路時(shí)，電源設(shè)備10的輸出電壓ua可能會(huì)發(fā)生崩潰，這樣通常由電流控制器90所提供的受限輸出電流ikmin將不足以使斷路器50以電磁方式跳閘。
因此，本發(fā)明的目的是以這樣一種方式來(lái)改進(jìn)常規(guī)的電源設(shè)備，使得在出現(xiàn)故障時(shí)，尤其是在輸出端出現(xiàn)短路時(shí)，它可以在短時(shí)間內(nèi)提供標(biāo)稱電流的5至7倍的輸出電流。該受限輸出電流依照改進(jìn)后的電流控制器90的電流/電壓輸出特性被稱為ikmax，如圖2所示。此外，電源設(shè)備10必須這樣來(lái)構(gòu)造，以使得過(guò)載輸出電流ikmax僅能在饋電線40和低壓負(fù)載30不被損傷的時(shí)間內(nèi)流通。
為此目的，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，通過(guò)下述方式來(lái)改動(dòng)電流控制器90，以使其具有兩級(jí)特性，該特性具有如圖2所示的變化。為此目的，電源設(shè)備10以下述方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以使得在出現(xiàn)故障時(shí)，尤其是在出現(xiàn)短路時(shí)，輸出電壓在例如5至15毫秒的短時(shí)間內(nèi)保持在工作電壓ua上，以便能夠提供電流ikmax。需要該輸出電流ikmax能夠使短路器50可靠而快速地跳閘。增大的輸出電流ikmax流通的時(shí)間可用相應(yīng)的RC元件進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)斷路器30、低壓負(fù)載和饋電線的大小設(shè)置，該時(shí)間也可選得更短或更長(zhǎng)。在經(jīng)過(guò)該時(shí)間間隔后，限流器90進(jìn)入其通常的保護(hù)機(jī)制，并把輸出電流ia限制到輸出電流ikmin，如上所述，該輸出電流ikmin大約對(duì)應(yīng)于標(biāo)稱電流的1.1至1.5倍。這一功能由圖1中的功能塊95簡(jiǎn)要示出。
要實(shí)現(xiàn)圖2中所示的特性，可以想到對(duì)于電子電源設(shè)備10、尤其是電流控制器90進(jìn)行大量不同的電路修改。例如，所述的兩級(jí)電流/電壓輸出特性可通過(guò)用附加的運(yùn)算放大器來(lái)擴(kuò)展常規(guī)電流控制器的模擬受控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該運(yùn)算放大器用于把輸出電流限制到值ikmax；以及通過(guò)集成其他的延遲元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣的延遲元件確保了在出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)輸出電流的限制重新降低到正常值ikmin。由于現(xiàn)今電子電源設(shè)備還用微處理器控制來(lái)操作，圖2中所示的電流/電壓輸出特性也可用合適的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種配置中，通常由微處理器生成用于最大輸出電流ikmax的標(biāo)稱信號(hào)。
低壓負(fù)載30和相連的線路并未由僅持續(xù)幾毫秒的幅值為ikmax的電流脈沖造成熱過(guò)載。電源設(shè)備10的元件，例如整流電路70的開關(guān)80和整流二極管，還以下述方式進(jìn)行選擇，即使得短時(shí)間的電流增加不會(huì)引起該組件和纜線的任何明顯的熱負(fù)載。但是，如果電流控制器90被周期性地控制，則該元件可能會(huì)被由于元件的周期性加載而產(chǎn)生的過(guò)量短路電流ikmax而過(guò)載。例如可以用一個(gè)未示出的微處理器相應(yīng)地限制或控制用于電流控制器90的周期性觸發(fā)時(shí)間。
在本例中，通過(guò)一個(gè)連接到輸出端20和21的檢測(cè)器100檢測(cè)到故障情況，例如輸出端的短路。檢測(cè)器100以下述方式實(shí)現(xiàn)即使其能夠監(jiān)控電源設(shè)備10的輸出電壓ua，并且能夠在輸出電壓ua已經(jīng)下降到一個(gè)預(yù)定的門限值以下時(shí)通知電流控制器90。出現(xiàn)在輸入端70和71的電源設(shè)備10的輸入電壓uN最好也通過(guò)一個(gè)檢測(cè)器105來(lái)監(jiān)控。檢測(cè)器105例如被如此構(gòu)造，以使其能夠在輸入電壓uN下降到一個(gè)門限值以下時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。一旦檢測(cè)器105檢測(cè)到輸入電壓已經(jīng)下降到該門限值以下時(shí)，則電流控制器90被激活。
在下面的正文中，將結(jié)合圖2更具體地說(shuō)明如圖1所示的電子電源設(shè)備10的操作。
假定電壓檢測(cè)器105已經(jīng)在電源設(shè)備10的輸入端檢測(cè)到電源內(nèi)的短路，這是由于輸入電壓uN已經(jīng)下降到該門限值以下。此時(shí)檢測(cè)器105激活電流控制器90，該電流控制器依照其電流/電壓輸出特性提供輸出電流ikmax。輸出電流ikmax被提供大約5至15毫秒，并確保電子斷路器50由于低壓負(fù)載30從電源設(shè)備10的斷開而可靠地跳閘。在此之后，電流控制器90的正?？刂撇僮鏖_始，把輸出電流限制到值ikmin。
圖3非常概括地示出了用于為低壓負(fù)載30供電的可選系統(tǒng)，相同的附圖標(biāo)記用于表示與圖1所示的元件相對(duì)應(yīng)的元件。相應(yīng)地，一個(gè)常規(guī)的電子電源設(shè)備110再次將其輸入端連接到線路電壓uy。在電子電源設(shè)備110的輸出端20和21，斷路器50和低壓負(fù)載30串聯(lián)連接。至低壓負(fù)載的饋電線通過(guò)饋電線電阻40來(lái)符號(hào)化表示。圖3中所示的可選系統(tǒng)再次用于實(shí)現(xiàn)這樣一種目的，即在出現(xiàn)特別是短路的電路故障時(shí)，斷路器50能夠快速而可靠地跳閘。首先應(yīng)提到的是，本身已知的電子電源設(shè)備110表示為線路變壓器、整流電路、斷路器和相應(yīng)的用作限流器的電流控制器，如在圖1中已經(jīng)示出的。此外，類似于圖1中所示的檢測(cè)器100和105的檢測(cè)器可在該電子電源設(shè)備中提供，用來(lái)檢測(cè)例如短路的電氣故障。為了能夠在出現(xiàn)電氣故障時(shí)確保斷路器50以磁力方式可靠地跳閘，則一個(gè)輔助電源設(shè)備120與電子電源設(shè)備110的輸出端20和21并聯(lián)連接。如圖所示，輔助電源設(shè)備120包括可具有一個(gè)或多個(gè)電容和/或電感的儲(chǔ)能裝置121，對(duì)儲(chǔ)能裝置121進(jìn)行充電的充電裝置122，以及在檢測(cè)到電氣故障時(shí)使存儲(chǔ)器121放電以便能夠在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)總和電流ig的切換裝置123，該總和電流的大小使得斷路器50跳閘?？偤碗娏鱥g最好是電源設(shè)備110的標(biāo)稱電流的5至7倍。
圖4示出了圖3中所示的輔助電源設(shè)備120的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，輔助電源設(shè)備120具有一個(gè)用作切換裝置的二極管。電容器132經(jīng)由一個(gè)開關(guān)131與輸入端并聯(lián)連接。一個(gè)線圈134經(jīng)由另外一個(gè)開關(guān)133與用作儲(chǔ)能器的電容器132并聯(lián)連接。線圈134可通過(guò)一個(gè)開關(guān)135經(jīng)由二極管130放電。
在下面的正文中，將結(jié)合圖4中所示的輔助電源設(shè)備120更具體地說(shuō)明圖3所示裝置的操作。
在正常操作中，開關(guān)135閉合。開關(guān)131與開關(guān)132相互交替地閉合和斷開，使得最初電容器132經(jīng)由電源設(shè)備110的輸出電壓ua充電，然后通過(guò)閉合開關(guān)133向線圈134中放電。閉合的開關(guān)135確保線圈電流僅流入到輔助電源設(shè)備120中。連接在輔助電源設(shè)備120的輸入端之間的一個(gè)檢測(cè)器136監(jiān)控電源設(shè)備110的輸出電壓ua。一旦檢測(cè)器136檢測(cè)到電源設(shè)備110的輸出電壓已經(jīng)下降到一個(gè)門限值以下，則檢測(cè)器136啟動(dòng)開關(guān)135的斷開，使線圈134可被消磁，其結(jié)果是存儲(chǔ)的能量可作為輔助電流ih流出到斷路器30。為了響應(yīng)輸出端20和21處的電壓下降，電源設(shè)備110的電流控制器90通過(guò)已知的方式把輸出電流ig限制到標(biāo)稱電流的1.1至1.5倍。但是由于輔助電源設(shè)備120，由受限輸出電流ikmin和輔助電源設(shè)備120的輔助電流ih形成的總和電流ig在短時(shí)間內(nèi)提供。該總和電流ig足以使斷路器30可靠地跳閘。大約15毫秒之后，輔助電源設(shè)備120的開關(guān)135再次閉合，相應(yīng)地線圈134被充電。如果需要的話，輔助電源設(shè)備120可以周期性地被接通。
圖3中所示的輔助電源設(shè)備120也可用電容式的儲(chǔ)能器來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此目的，圖5示出了一種相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，一個(gè)電容器140經(jīng)由二極管141連接到電源設(shè)備110的輸出端20和21。至電容器140的饋電線通過(guò)饋電線電阻器142來(lái)符號(hào)化表示。一個(gè)充電裝置143被用于相應(yīng)地為電容器140充電。為了能夠提供使斷路器50可靠跳閘所需的電流，所使用的電容器具有很高的電容，例如大約為350法的電容。二極管141被用作受控的開關(guān)，它確保了一旦電源設(shè)備110的輸出電壓ua變得小于電容器140兩端出現(xiàn)的電壓，就使電容器140放電。二極管141的陰極連接到電源設(shè)備110的輸出端20，其陽(yáng)極連接到電容器140，從而確保了在檢測(cè)到電源設(shè)備110的輸出端出現(xiàn)短路時(shí)，電容器140自動(dòng)地連接到電源設(shè)備110。同時(shí)，二極管141防止了電容器140在正常操作中被放電。重要的是，這里需要指出，圖4和圖5中所示的關(guān)于圖3中顯示的輔助電源設(shè)備120的兩種電路變體以下述方式來(lái)構(gòu)造，以使得在檢測(cè)到電氣故障后，它們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)、即例如5至15毫秒內(nèi)連接到電源設(shè)備110，以便產(chǎn)生一個(gè)總和電流ig，該總和電流例如為電源設(shè)備110的標(biāo)稱電流的5至7倍，從而確保了在出現(xiàn)故障時(shí)使斷路器50可靠地跳閘。
權(quán)利要求
1.一種電子電源設(shè)備(10)，特別是切換模式電源，用于為低壓負(fù)載(30)供電，其包括變壓器(60)、用于檢測(cè)電氣故障的裝置(100、105)，以及分配給該檢測(cè)裝置(100、105)的、用于把該電源設(shè)備的輸出電流限制到第一個(gè)預(yù)定值的裝置(90)，其中提供了響應(yīng)于檢測(cè)到的電氣故障，在一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)將輸出電流設(shè)置為大于第一個(gè)預(yù)定值的第二個(gè)預(yù)定值的裝置(95)，其中以下述方式進(jìn)行設(shè)置即使得一個(gè)分配給所述設(shè)備(10)的保護(hù)裝置能夠可靠地跳閘，并且所述限制裝置(90)被構(gòu)造為使其在經(jīng)過(guò)所述預(yù)定時(shí)間后把輸出電流限制到所述的第一個(gè)預(yù)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的電子電源設(shè)備，其中所述保護(hù)裝置(50)被設(shè)置在電源設(shè)備內(nèi)，或者可以從外部連接到該電源設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2所述的電子電源設(shè)備，其中所述保護(hù)裝置(50)是可通過(guò)電磁方式跳閘的斷路器。
4.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子電源設(shè)備，其中第一個(gè)預(yù)定的電流值大約介于電源設(shè)備的標(biāo)稱電流的1.1倍至1.5倍之間，第二個(gè)電流值大約介于標(biāo)稱電流的5倍至10倍之間。
5.權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電子電源設(shè)備，其中所述電流設(shè)置裝置(95)在例如5至15毫秒的時(shí)間內(nèi)提供增大的輸出電流。
6.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電子電源設(shè)備，其中所述限制裝置和電流設(shè)置裝置是一個(gè)電流控制裝置(90)的一部分。
7.權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電子電源設(shè)備，其中所述檢測(cè)裝置包括用于檢測(cè)輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下的第一檢測(cè)器(100)，和/或用于檢測(cè)輸入電壓下降到一個(gè)門限值以下的第二檢測(cè)器(105)。
8.一種用于保護(hù)低壓負(fù)載(30)以避免過(guò)電流的裝置，包括以下特征-具有變壓器的主電源設(shè)備(110)，用于檢測(cè)電氣故障的裝置，以及分配給該檢測(cè)裝置、用于響應(yīng)于檢測(cè)到的故障來(lái)限制輸出電流的裝置；-與主電源設(shè)備(110)相關(guān)聯(lián)的輔助電源設(shè)備(120)，該輔助電源設(shè)備可以被接通，并且包括用于檢測(cè)電氣故障的裝置(136；141)，以及可在一段可調(diào)的時(shí)間內(nèi)提供預(yù)定電流的裝置(134；140)，以及-可電連接到所述輔助電源設(shè)備(120)的保護(hù)裝置(50)，由該輔助電源設(shè)備(120)所提供的電流的大小通過(guò)以下方式來(lái)確定，使得在檢測(cè)到故障時(shí)，保護(hù)裝置(50)可靠地跳閘。
9.如權(quán)利要求8中所述的保護(hù)裝置，其中所述輔助電源設(shè)備(120)被設(shè)置在主電源設(shè)備(110)內(nèi)，或者外部連接到主電源設(shè)備(110)。
10.如權(quán)利要求8或9中所述的保護(hù)裝置，其中所述輔助電源設(shè)備(120)的電流提供裝置包括至少一個(gè)電容式和/或電感式的儲(chǔ)能器(134；140)。
11.如權(quán)利要求10中所述的保護(hù)裝置，其中所述輔助電源設(shè)備(120)包括一個(gè)切換裝置(135；141)，該切換裝置響應(yīng)于檢測(cè)到的電氣故障，在輔助電源設(shè)備(120)中自動(dòng)地切換。
12.如權(quán)利要求10或11中所述的保護(hù)裝置，其中所述輔助電源設(shè)備(120)包括用于對(duì)電容式和/或電感式的儲(chǔ)能器進(jìn)行充電的裝置(132；143)。
13.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的保護(hù)裝置，其中所述主電源設(shè)備(110)是一個(gè)切換模式電源。
14.如權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的保護(hù)裝置，其中所述檢測(cè)裝置包括用于檢測(cè)輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下的第一檢測(cè)器，和/或用于檢測(cè)輸入電壓下降到一個(gè)門限值以下的第二檢測(cè)器。
15.一種與權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的保護(hù)裝置一起使用的輔助電源設(shè)備，其包括用于檢測(cè)主電源設(shè)備的輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下的裝置(136；141)，以及響應(yīng)于檢測(cè)到的輸出電壓的下降、在一段可調(diào)的時(shí)間內(nèi)提供預(yù)定電流以使得保護(hù)裝置(50)能夠可靠地跳閘的裝置(134；140)。
16.如權(quán)利要求15中所述的輔助電源設(shè)備，包括至少一個(gè)電容式和/或電感式的儲(chǔ)能器(134；140)。
17.如權(quán)利要求16中所述的輔助電源設(shè)備，包括用于對(duì)電容式和/或電感式的儲(chǔ)能器進(jìn)行充電的裝置(132；143)。
18.一種借助于電子電源設(shè)備(10；110)、尤其是切換模式電源為受保護(hù)裝置(50)所保護(hù)的低壓負(fù)載(30)供電的方法，根據(jù)該方法，電源設(shè)備的輸入和/輸出電壓被監(jiān)控，以檢測(cè)輸入和/輸出電壓下降到一個(gè)門限值以下；其中，當(dāng)檢測(cè)到輸入和/輸出電壓下降到該門限值以下時(shí)，在一段預(yù)定的時(shí)間內(nèi)提供電流，該電流的大小通過(guò)以下方式來(lái)確定，使得保護(hù)裝置(50)可靠地跳閘；并在經(jīng)過(guò)所述預(yù)定的時(shí)間之后，該電流被限制到一個(gè)較低的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子電源設(shè)備，尤其是切換模式電源，用于對(duì)受保護(hù)裝置保護(hù)的低壓負(fù)載供電，還涉及一種相應(yīng)的方法。本發(fā)明還涉及一種用于保護(hù)低壓負(fù)載以避免過(guò)載電流的裝置，以及與這種保護(hù)裝置一起使用的輔助電源設(shè)備。本發(fā)明的核心概念在于提供了以下措施，其確保了在檢測(cè)到例如輸出端短路的故障之后，在例如15毫秒的短時(shí)間間隔內(nèi)提供電流，該電流的大小使得保護(hù)裝置能夠可靠而快速地跳閘。通過(guò)以下方式來(lái)選擇這里的時(shí)間間隔，以使得與負(fù)載和饋電線相連的電子元件不會(huì)被損傷和破壞。
文檔編號(hào)H02H1/06GK1917318SQ20061010316
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者約亨·措伊昔, 哈特穆特·亨克爾, 邁克爾·海因曼 申請(qǐng)人:弗尼克斯-康泰克有限及兩合公司