專利名稱：用于裝置(尤其是電動(dòng)機(jī))的熱過(guò)載保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于防止裝置(尤其是電動(dòng)機(jī))熱過(guò)載的保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
為防止電動(dòng)機(jī)熱過(guò)載，除采用根據(jù)電動(dòng)機(jī)電耗來(lái)識(shí)別電動(dòng)機(jī)熱過(guò)載的一 熱過(guò)載繼電器外，還使用能夠檢測(cè)和分析電動(dòng)機(jī)繞組溫度的熱敏電阻保護(hù)電
路。其中使用不同的溫度檢測(cè)元件，例如溫度傳感器，尤其是PTC熱敏電 阻(PTC:正溫度系數(shù))、PT100傳感器以及KTY傳感器，它們的電阻作為 檢測(cè)到的溫度的一個(gè)函數(shù)而發(fā)生變化。只要電動(dòng)機(jī)繞組處于一個(gè)沒(méi)有問(wèn)題的 溫度范圍內(nèi)，這類溫度檢測(cè)元件的電阻就會(huì)一直處于第一范圍。電阻值大于 第一電阻范圍的第二電阻范圍對(duì)應(yīng)的則是超過(guò)溫度閾值的溫度。
此外，所謂的熱感開(kāi)關(guān)元件(Thermo-Click-Element)(又稱溫度監(jiān)測(cè)器) 也可用作溫度檢測(cè)元件。它們是一種簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)，通常借助雙金屬條進(jìn)行設(shè) 計(jì)，并在第一溫度范圍內(nèi)接通，而在第二溫度范圍內(nèi)(即超過(guò)溫度閾值時(shí)) 斷開(kāi)。也就是說(shuō)電阻在接近于OQ到無(wú)窮大電阻的范圍內(nèi)變化。
首先提到的溫度檢測(cè)元件(即溫度傳感器)是通過(guò)溫度檢測(cè)元件在預(yù)定 值域內(nèi)的電阻變化來(lái)分析電動(dòng)機(jī)過(guò)載的。相比之下，熱感開(kāi)關(guān)元件在其常規(guī) 應(yīng)用領(lǐng)域則是在達(dá)到溫度閾值時(shí)將流過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組的電流切斷。而溫度傳感 器通過(guò)一保護(hù)電路進(jìn)行分析，這個(gè)保護(hù)電路基本測(cè)定了相關(guān)溫度檢測(cè)元件的 電阻，如果識(shí)別到作為測(cè)得溫度的一個(gè)函數(shù)的熱過(guò)載，就向開(kāi)關(guān)、分析電路 或諸如此類的裝置發(fā)送一個(gè)信號(hào)，以此來(lái)促使裝置停止或者啟動(dòng)其他預(yù)設(shè)功 能。
這些保護(hù)電路通常會(huì)配備短路檢測(cè)器，若傳感器電路中出現(xiàn)了短路，短 路檢測(cè)器同樣會(huì)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，以此來(lái)促使待保護(hù)裝置停止。因?yàn)闊o(wú)法對(duì)溫度傳感器的電阻升高進(jìn)行識(shí)別，所以如果沒(méi)有這種短路識(shí)別，那么當(dāng)導(dǎo)體 短路時(shí)就無(wú)法識(shí)別到熱過(guò)載情況。由于為了獲得特定的許可(例如ATEX， 即裝置可以用于在存在爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)保護(hù)電動(dòng)機(jī))必須采用短路識(shí)別， 因而在此情況下，理想的保護(hù)措施就是使用這類帶有短路識(shí)別功能的保護(hù)電路。如果將這種保護(hù)電路同時(shí)用于上述類型的溫度傳感器(例如PTC熱敏 電阻、PT100傳感器以及KTY傳感器)和熱感開(kāi)關(guān)元件，熱感開(kāi)關(guān)元件常 態(tài)下的接通狀態(tài)(即在處于第一溫度范圍的溫度情況下)就會(huì)被保護(hù)電路識(shí) 別成短路，保護(hù)電路隨后就會(huì)促使裝置停止。所以到目前為止，為溫度傳感 器設(shè)置的保護(hù)電路尚不能同時(shí)與熱感開(kāi)關(guān)元件結(jié)合使用。常規(guī)的已知保護(hù)電路或者是用于分析溫度傳感器的保護(hù)電路，所述電路 沒(méi)有短路識(shí)別功能，因而也適合用來(lái)分析熱感開(kāi)關(guān)元件；或者是用于熱敏電 阻的電路，所述電路包括短路識(shí)別功能，因而也就不適合用來(lái)分析熱感開(kāi)關(guān) 元件。此外還存在已知的分析電路，這些類分析電路通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)置或參數(shù)可 在帶短路識(shí)別和不帶短路識(shí)別的工作模式之間進(jìn)行選擇。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于防止裝置熱過(guò)載的保護(hù)電路，在這種 保護(hù)電路中，其中既可用溫度傳感器，又可替代性地用熱感開(kāi)關(guān)元件來(lái)實(shí)施 熱過(guò)載檢測(cè)。這個(gè)目的通過(guò)一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路而達(dá)成。本發(fā)明提供 一種分析電路，通過(guò)這種分析電路可在帶短路識(shí)別和不帶短路識(shí)別的工作模 式之間進(jìn)行選擇，且不需要為此使用附加調(diào)節(jié)元件或進(jìn)行設(shè)置。 從屬權(quán)利要求中給出的是本發(fā)明的其他有利的改進(jìn)方式。 本發(fā)明的保護(hù)電路用于防止裝置(尤其是電動(dòng)機(jī))熱過(guò)載。所述保護(hù)電 路包括用于連接溫度檢測(cè)元件的第一連接件和第二連接件、用于檢測(cè)連接在 所述第一連接件與所述第二連接件之間的溫度檢測(cè)元件的電阻值是處于第一電阻范圍還是第二電阻范圍的一個(gè)檢測(cè)單元以及用于識(shí)別第一連接件與 第二連接件之間是否出現(xiàn)短路的一個(gè)短路檢測(cè)器。此外還設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào) 輸出端，當(dāng)檢測(cè)到的電阻值處于所述電阻范圍，或者當(dāng)短路檢測(cè)器識(shí)別到短 路現(xiàn)象，抑或二者同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，所述信號(hào)輸出端向一分析單元發(fā)出信號(hào)。除 此之外，還設(shè)置有第三連接件，所述第三連接件通過(guò)預(yù)定電阻與第二連接件 相連。本發(fā)明的保護(hù)電路既可連接溫度傳感器，也可連接熱感開(kāi)關(guān)元件，因而 既可通過(guò)這些溫度傳感器，也可通過(guò)這一熱感開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行熱過(guò)載檢測(cè)，而 且即便在所述保護(hù)電路上連接熱感開(kāi)關(guān)元件來(lái)檢測(cè)溫度的情況下，仍然能識(shí) 別到第一連接件與第二連接件之間的短路。因此，所述保護(hù)電路或者用其電 阻與檢測(cè)到的溫度相關(guān)的一溫度傳感器進(jìn)行工作，或者用一熱感開(kāi)關(guān)元件進(jìn) 行工作。此外，通過(guò)從外部在第一連接件與第三連接件之間進(jìn)行短路，可實(shí) 現(xiàn)保護(hù)電路的被動(dòng)的開(kāi)關(guān)，而不需要在整個(gè)系統(tǒng)中采取其他的措施。此外，所述預(yù)定電阻可選定為，短路檢測(cè)器識(shí)別不到第一連接件與第三 連接件之間的短路。借此可避免連接在保護(hù)電路上的熱感開(kāi)關(guān)元件在常態(tài)下 (即檢測(cè)不到過(guò)載的情況下)觸發(fā)短路識(shí)別和信號(hào)的發(fā)出，從而導(dǎo)致裝置停 止。所述預(yù)定電阻優(yōu)選處于第一電阻范圍內(nèi)，所述第一電阻范圍被檢測(cè)單元 界定成與不出現(xiàn)過(guò)載的溫度范圍相對(duì)應(yīng)的電阻范圍。


下面借助附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
圖1展示的是本發(fā)明的保護(hù)電路1的框圖，所述保護(hù)電路包括一個(gè)第一連接件2和一個(gè)第二連接件3，用于連接用作一個(gè)溫度檢測(cè)元件的一個(gè)溫度 傳感器，例如一個(gè)PTC熱敏電阻、 一個(gè)PT100傳感器、 一個(gè)KTY傳感器或 一些其它類型的溫度傳感器，所述溫度傳感器的電阻是檢測(cè)到的溫度的函數(shù)，并具有正的溫度梯度，也就是說(shuō)，其電阻隨溫度升高而增大。溫度傳感器4通過(guò)連接線5連接在保護(hù)電路1的第一和第二連接件2、3 上。保護(hù)電路1包括一個(gè)檢測(cè)單元6，檢測(cè)單元6檢測(cè)連接在第一和第二連 接件2、 3之間的溫度傳感器4的電阻值是處于第一電阻范圍還是第二電阻 范圍。第一電阻范圍優(yōu)選是一個(gè)低電阻值范圍，而第二電阻范圍優(yōu)選是一個(gè) 較高電阻值范圍，也就是說(shuō)，所述檢測(cè)單元檢測(cè)溫度傳感器4上的溫度是處 于第一溫度范圍還是第二溫度范圍。如果檢測(cè)到溫度傳感器4的電阻處于第一電阻范圍，就說(shuō)明沒(méi)有出現(xiàn)熱 過(guò)載現(xiàn)象，因?yàn)槠錅囟忍幱跊](méi)有問(wèn)題的第一溫度范圍內(nèi)。如果溫度傳感器4 的電阻值處于第二電阻范圍，就會(huì)檢測(cè)到熱過(guò)載，并通過(guò)第一信號(hào)輸出端8 發(fā)出第一信號(hào)AS1。此外，還設(shè)置有一短路檢測(cè)器10,所述短路檢測(cè)器也與保護(hù)電路1的第 —和第二連接件相連，并用于檢測(cè)兩個(gè)連接件之間是否出現(xiàn)了短路，即第一 與第二連接件2、 3之間的電阻是否為0歐姆或幾乎是0歐姆。借此可識(shí)別 到連接線5與溫度傳感器4之間的短路，并據(jù)此產(chǎn)生第二信號(hào)AS2，且然后 傳送到第二信號(hào)輸出端9。兩個(gè)信號(hào)輸出端8和9與一個(gè)分析單元14相連， 所述分析單元根據(jù)一個(gè)固定函數(shù)或一個(gè)可配置函數(shù)通過(guò)其輸出端15促使電 動(dòng)機(jī)停止。在一種簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，所述分析單元14包括一個(gè)用于使這 兩種信號(hào)產(chǎn)生邏輯關(guān)聯(lián)的或門。因?yàn)闊岣虚_(kāi)關(guān)元件11本質(zhì)上是一個(gè)在低于溫度閾值時(shí)就會(huì)接通的開(kāi)關(guān)， 所以如果用熱感開(kāi)關(guān)元件11代替溫度傳感器4，并將其連接在保護(hù)電路1 的第一和第二連接件2、 3上，就會(huì)導(dǎo)致短路檢測(cè)器10識(shí)別到短路。也就是 說(shuō)，當(dāng)熱感開(kāi)關(guān)元件11檢測(cè)到的溫度低于一個(gè)預(yù)定溫度閾值時(shí)，熱感開(kāi)關(guān) 元件11就會(huì)表現(xiàn)為無(wú)電阻，而當(dāng)其連接到保護(hù)電路1的第一和第二連接件2、 3上時(shí)就會(huì)被錯(cuò)誤地識(shí)別成短路。為使保護(hù)電路1也能用熱感開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行工作，設(shè)置有一個(gè)第三連接件12，這個(gè)第三連接件通過(guò)一個(gè)具有預(yù)定電阻值的電阻元件13與第二連接件 相連。那么現(xiàn)在就在保護(hù)電路1中使用了一個(gè)熱感開(kāi)關(guān)元件11作為連接在第一連接件2和第三連接件12之間的溫度檢測(cè)元件。在此情況下，熱感開(kāi) 關(guān)元件11與電阻元件13串聯(lián)，這使得短路檢測(cè)器10不會(huì)將熱感開(kāi)關(guān)元件 11的接通狀態(tài)檢測(cè)為短路。當(dāng)溫度閾值被超過(guò)時(shí)，熱感開(kāi)關(guān)元件11會(huì)斷開(kāi)，第一連接件和第三連 接件之間的連接也會(huì)斷開(kāi)，也就是說(shuō)，第一連接件與第二連接件之間斷路。 此時(shí)會(huì)檢測(cè)到一個(gè)很高的電阻，即處于上述第二電阻范圍內(nèi)的電阻，于是， 檢測(cè)單元6識(shí)別到熱過(guò)載，并在信號(hào)輸出端8處發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)AS1。此外還可通過(guò)在第一連接件和第三連接件之間的線連接來(lái)完全中斷保 護(hù)電路l的工作，這在具有短路識(shí)別功能的常規(guī)保護(hù)電路中是不可能的，因 為其短路識(shí)別系統(tǒng)在此情況下馬上就會(huì)發(fā)出信號(hào)。通過(guò)一個(gè)附加的開(kāi)關(guān)元 件，可以在不打算使用一個(gè)溫度檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)熱過(guò)載時(shí)關(guān)閉保護(hù)電路1， 因此也可以省卻保護(hù)電路1內(nèi)的這一附加的開(kāi)關(guān)元件。電阻元件13的電阻值優(yōu)選為，該電阻值處于第一電阻范圍，在此情況 下，保護(hù)電路1就可在熱感開(kāi)關(guān)元件11接通時(shí)檢測(cè)到能指示出未出現(xiàn)熱過(guò) 載現(xiàn)象的電阻值。舉例而言，電阻元件13的預(yù)定電阻值可與室溫下可用的 一溫度傳感器4的電阻值相對(duì)應(yīng)(前提是室溫下不會(huì)出現(xiàn)熱過(guò)載)。通過(guò)這種方式，本發(fā)明提供一種或者用溫度傳感器(其電阻值與溫度相 關(guān))進(jìn)行工作，或者用熱感開(kāi)關(guān)元件(即溫度開(kāi)關(guān))進(jìn)行工作的一保護(hù)電路 1，這種保護(hù)電路還能在使用溫度傳感器的情況下進(jìn)行短路識(shí)別，以滿足特 定的要求(例如ATEX許可的要求)。
權(quán)利要求
1. 一種用于防止一裝置熱過(guò)載的保護(hù)電路(1)，尤其是用于防止一臺(tái)電動(dòng)機(jī)熱過(guò)載的保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括第一連接件和第二連接件(2、3)，用于連接一溫度檢測(cè)元件(4、11)；一個(gè)檢測(cè)單元(6)，用于檢測(cè)連接在所述第一連接件與所述第二連接件(2、3)之間的所述溫度檢測(cè)元件(4、11)的電阻值是處于第一電阻范圍還是第二電阻范圍；一個(gè)短路檢測(cè)器(10)，用于識(shí)別所述第一連接件與所述第二連接件(2、3)之間是否出現(xiàn)短路；復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)輸出端(8、9)，當(dāng)檢測(cè)到的電阻值處于所述第二電阻范圍和/或當(dāng)所述短路檢測(cè)器(10)識(shí)別到短路現(xiàn)象時(shí)，所述信號(hào)輸出端向分析單元(14)發(fā)出信號(hào)；以及一個(gè)第三連接件(12)，通過(guò)一預(yù)定電阻(13)與所述第二連接件(2)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路(1)，其中，所述預(yù)定電阻(13)選定為，所述短路檢測(cè)器(10)不將所述第一連接件與所述第三連接件(12)之間的短路識(shí)別為短路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其中，所述預(yù)定電阻處于所述第一電阻范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保護(hù)電路，其中，所述第一電阻范圍的電阻值小于所述第二電阻范圍的電阻值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于防止裝置(尤其是電動(dòng)機(jī))熱過(guò)載的保護(hù)電路(1)，包括第一連接件和第二連接件(2、3)，用于連接溫度檢測(cè)元件(4、11)；檢測(cè)單元(6)，用于檢測(cè)連接在所述第一連接件與所述第二連接件(2、3)之間的溫度檢測(cè)元件(4、11)的電阻值是處于第一電阻范圍還是第二電阻范圍；短路檢測(cè)器，用于識(shí)別所述第一連接件與所述第二連接件(2、3)之間是否出現(xiàn)短路；復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)輸出端(8、9)，當(dāng)檢測(cè)到的電阻值處于所述第二電阻范圍和/或當(dāng)所述短路檢測(cè)器(10)識(shí)別到短路現(xiàn)象時(shí)，所述信號(hào)輸出端向分析單元(14)發(fā)出信號(hào)；以及第三連接件(12)，通過(guò)預(yù)定電阻與所述第二連接件相連。
文檔編號(hào)H02H7/085GK101507073SQ200680055772
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月6日
發(fā)明者安德烈亞斯·弗里奇, 康拉德·施平德勒, 約瑟夫·科勒, 約翰·塞茨, 馬庫(kù)斯·邁爾 申請(qǐng)人:西門子公司