什么是過流保護？過流保護的工作原理和分類

一、什么是過流保護

過流保護（過流保護）是電流超過預(yù)定最大值時的電流保護裝置動作。當流過受保護原件的電流超過預(yù)設(shè)值時，保護裝置被激活，定時用于確保動作的選擇性，使斷路器跳閘或發(fā)出報警信號。

許多電子設(shè)備都有額定電流。一旦設(shè)備超過額定電流，就會燒壞設(shè)備。因此，這些器件做一個電流保護模塊，當電流超過設(shè)定電流時，器件自動斷電保護器件，這就是過流保護。如電腦主板上的USB接口，USB過流保護一般都要保護主板不燒壞。

具有過流保護功能的電源電路

過流保護包括短路保護和過載保護。短路保護的特點是設(shè)定電流較大，動作瞬時動作。電磁電流釋放（或繼電器），熔斷器常用作短路保護元件。過載保護的特點是設(shè)定電流較小，時間動作反轉(zhuǎn)。熱繼電器，延時型電磁電流繼電器常用作過載保護元件。

保險絲也常用作過載保護元件，沒有太大的沖擊電流。

在TN系統(tǒng)中，當使用保險絲進行短路保護時，熔體額定電流應(yīng)小于1/4相短路電流。具有斷路器保護，斷路器瞬時動作或短延時動作過流釋放的設(shè)定電流應(yīng)小于單相短路電流的2/3。

過流保護的工作原理？

在電網(wǎng)發(fā)生相間短路故障或異常負載增加，或絕緣水平降低的情況下，電流會突然增加，電壓會突然下降。過流保護是根據(jù)線路選擇性的要求設(shè)定電流繼電器的工作電流。當線路中的故障電流達到電流繼電器的動作值時，電流繼電器根據(jù)保護裝置的選擇要求，選擇性地切斷故障線路，并通過其觸點啟動時間繼電器。

預(yù)定延遲后，時間繼電器觸點閉合，斷路器跳閘線圈導(dǎo)通，斷路器跳閘，切斷故障線，同時激活信號繼電器，信號板落下，亮或聲信號。

當出現(xiàn)負載短路、過載或控制電路故障等意外情況時，會導(dǎo)致電流過大流過穩(wěn)壓器中的開關(guān)晶體管，從而增加管子的功耗并產(chǎn)生熱量。如果沒有過流保護裝置，大功率開關(guān)晶體管可能會損壞。

因此，過流保護通常用于開關(guān)穩(wěn)壓器。最經(jīng)濟方便的方法是使用保險絲。由于晶體管的熱容量小，普通保險絲一般無法提供保護。通常使用快速熔斷保險絲。這種方法具有易于保護的優(yōu)點，但需要根據(jù)特定開關(guān)晶體管安全工作區(qū)的要求來選擇保險絲規(guī)格。這種過流保護措施的缺點是頻繁更換保險絲的不便。

一種逆變器過流保護電路

線性穩(wěn)壓器中常用的限流保護和電流切斷保護可用于開關(guān)穩(wěn)壓器。但是，根據(jù)開關(guān)穩(wěn)壓器的特性，這種保護電路的輸出不能直接控制開關(guān)晶體管，而是過流保護的輸出必須轉(zhuǎn)換為脈沖命令來控制調(diào)制器以保護開關(guān)晶體管。

為了實現(xiàn)過流保護，一般需要在電路中使用串聯(lián)的采樣電阻，這會影響電源的效率，因此多用于小功率開關(guān)穩(wěn)壓器。在大功率開關(guān)穩(wěn)壓電源中，考慮到功耗，應(yīng)盡可能避免使用采樣電阻。因此，過流保護通常轉(zhuǎn)換為過壓和欠壓保護。

在相關(guān)電路的源頭設(shè)有保護裝置（見下圖）

在比電路布線的I2t特性更短的時間內(nèi)切斷電流

但允許最大負載電流IB無限流動

絕緣導(dǎo)體在承載短路電流時的特性，在短路引發(fā)后長達 5 秒的時間內(nèi)，大致由以下公式確定：

I2t = k2 S2

這表明產(chǎn)生的允許熱量與導(dǎo)管的平方橫截面積成正比。

哪里

t = 短路電流持續(xù)時間（秒）

S = 絕緣導(dǎo)體的橫截面積 （mm2）

I = 短路電流（A 均方根）

k = 絕緣導(dǎo)體常數(shù)（k 值如圖 5 所示）

對于給定的絕緣導(dǎo)體，最大允許電流因環(huán)境而異。例如，對于高環(huán)境溫度（θa1》θa2），Iz1小于Iz2（見圖5）。θ 表示“溫度”。

注意：

ISC = 三相短路電流

ISCB = 斷路器的額定 3 相短路開斷電流

Ir（或Irth）［1］ = 受管制的“標稱”電流水平;例如，可以將 50 A 標稱斷路器調(diào)節(jié)為具有保護范圍，即類似于 30 A 斷路器的傳統(tǒng)過流跳閘水平。

過流保護的類型

復(fù)雜型：多種保護線路。

有限功率類型：總功率的有限輸出

復(fù)卷式：初始電流恒定，電壓下降到一定值電流開始減小。

播放類型：過流，電流電壓下降到0，然后開始一次又一次上升。

恒流：恒流、壓降

幾種過流保護方法的比較

表1列出了幾種過流保護方法。