本發(fā)明涉及變壓器保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種采用開關(guān)管設(shè)計(jì)的變壓器保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

變壓器（Transformer）是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。

變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成。

鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成；兩個(gè)線圈之間沒有電的聯(lián)系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級(jí)線圈（或原線圈），另一個(gè)線圈接用電器稱為次級(jí)線圈（或副線圈）。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發(fā)熱）、鐵損（鐵心發(fā)熱）和漏磁（經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線）等。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線圈開路原線圈線圈中的電流）。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)（副線圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù)，φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e₁=-N₁dφ/dt、e₂=-N₂dφ/dt。式中N₁、N₂為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U₁=-e₁，U₂=e₂（原線圈物理量用下角標(biāo)1表示，副線圈物理量用下角標(biāo)2表示），其復(fù)有效值為U₁=-E₁=jN₁ωΦ、U₂=E₂=-jN₂ωΦ，令k=N₁/N₂，稱變壓器的變比。由上式可得U₁/ U₂=-N₁/N₂=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

進(jìn)而得出：U₁/U₂=N₁/N₂。

在空載電流可以忽略的情況下，有I₁/ I₂=-N₂/N₁，即原、副線圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比，且相位差π。

進(jìn)而可得：I₁/ I₂=N₂/N₁。

理想變壓器原、副線圈的功率相等P₁=P₂。說(shuō)明理想變壓器本身無(wú)功率損耗。實(shí)際變壓器總存在損耗，其效率為η=P₂/P₁。電力變壓器的效率很高，可達(dá)90%以上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種采用開關(guān)管設(shè)計(jì)的變壓器保護(hù)電路，用于進(jìn)行變壓器的短路保護(hù)，利用開關(guān)管電路來(lái)實(shí)現(xiàn)閥值開關(guān)電路的通斷操作，有效避免出現(xiàn)短路使變壓器損壞的情況發(fā)生，提高采用二極管導(dǎo)通處理可靠性差的不足之處，整個(gè)結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)合理、靈活性高、實(shí)用方便等特性。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種采用開關(guān)管設(shè)計(jì)的變壓器保護(hù)電路，設(shè)置有輸入端、隔離器電路、變壓器T、變壓器次級(jí)電路及輸出端，所述輸入端連接隔離器電路，所述隔離器電路連接變壓器T，所述變壓器T連接變壓器次級(jí)電路，所述變壓器次級(jí)電路連接輸出端，在所述變壓器次級(jí)電路內(nèi)設(shè)置有二極管D1、電容C1、開關(guān)管電路及閥值開關(guān)電路，所述變壓器T的次級(jí)端的第一端連接二極管D1的正極，二極管D1的負(fù)極分別與電容C1的第一端和閥值開關(guān)電路相連接，電容C1的第二端與開關(guān)管電路相連接，開關(guān)管電路分別與變壓器T的次級(jí)端的第二端和閥值開關(guān)電路相連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述閥值開關(guān)電路內(nèi)設(shè)置有電位器W2、電阻R4、電阻R5、開關(guān)管Q1，開關(guān)管Q1的基極通過(guò)電阻R4與電位器W2的可調(diào)端相連接，電位器W2的第一固定端分別與變壓器T的次級(jí)端的第二端、電容C1的第二端及電阻R5的第一端相連接，電阻R5的第二端連接開關(guān)管Q1的集電極，開關(guān)管Q1的發(fā)射極分別與電位器W2的第二固定端和閥值開關(guān)電路相連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述閥值開關(guān)電路內(nèi)設(shè)置有閥值開關(guān)U2、電容C2、電阻R2、電阻R3及電位器W1，所述二極管D1的負(fù)極與閥值開關(guān)U2的4腳相連接，開關(guān)管Q1的發(fā)射極分別與電容C2的第一端、電阻R2的第一端及閥值開關(guān)U2的2腳相連接，電容C2的第二端分別與電阻R3的第二端、電阻R2的第二端、閥值開關(guān)U2的3腳和1腳相連接，電阻R3的第一腳與變壓器T的次級(jí)端的第二端相連接，閥值開關(guān)U2的6腳通過(guò)電位器W1與隔離器電路相連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述隔離器電路內(nèi)設(shè)置有隔離器U1及熱敏電阻器R1，所述隔離器U1的MT2腳與輸入端的一端相連接，且隔離器U1的MT1腳與變壓器T的初級(jí)端的一端相連接；隔離器U1的A腳與閥值開關(guān)U2的4腳相連接，且隔離器U1的C腳通過(guò)電位器W1與閥值開關(guān)U2的6腳相連接；熱敏電阻R1分別與隔離器U1的MT2腳和MT1腳相連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述電位器W1的一個(gè)固定端與閥值開關(guān)U2的6腳相連接，且電位器W1的另一個(gè)固定端與隔離器U1的C腳相連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述輸入端與~220V電源相連接。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述輸出端的一端與變壓器T的次級(jí)端的第一端相連接，且輸出端的另一端與電阻R3的第二端相連接，且輸出端的輸出電壓為6~24V交流電源。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述隔離器U1采用芯片型號(hào)為BRT22的二極管晶體管IC芯片。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述集成芯片U2采用芯片型號(hào)為TCA105的閥值開關(guān)芯片。

進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述變壓器T采用220v：6~24v的交流變壓器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

本發(fā)明用于進(jìn)行變壓器的短路保護(hù)，利用開關(guān)管電路來(lái)實(shí)現(xiàn)閥值開關(guān)電路的通斷操作，有效避免出現(xiàn)短路使變壓器損壞的情況發(fā)生，提高采用二極管導(dǎo)通處理可靠性差的不足之處，整個(gè)結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)合理、靈活性高、實(shí)用方便等特性。

本發(fā)明能夠利用熱敏電阻對(duì)變壓器做過(guò)載或短路保護(hù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

一種采用開關(guān)管設(shè)計(jì)的變壓器保護(hù)電路，用于進(jìn)行變壓器的短路保護(hù)，利用開關(guān)管電路來(lái)實(shí)現(xiàn)閥值開關(guān)電路的通斷操作，有效避免出現(xiàn)短路使變壓器損壞的情況發(fā)生，提高采用二極管導(dǎo)通處理可靠性差的不足之處，整個(gè)結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)合理、靈活性高、實(shí)用方便等特性，如圖1所示，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu)：設(shè)置有輸入端、隔離器電路、變壓器T、變壓器次級(jí)電路及輸出端，所述輸入端連接隔離器電路，所述隔離器電路連接變壓器T，所述變壓器T連接變壓器次級(jí)電路，所述變壓器次級(jí)電路連接輸出端，在所述變壓器次級(jí)電路內(nèi)設(shè)置有二極管D1、電容C1、開關(guān)管電路及閥值開關(guān)電路，所述變壓器T的次級(jí)端的第一端連接二極管D1的正極，二極管D1的負(fù)極分別與電容C1的第一端和閥值開關(guān)電路相連接，電容C1的第二端與開關(guān)管電路相連接，開關(guān)管電路分別與變壓器T的次級(jí)端的第二端和閥值開關(guān)電路相連接。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述閥值開關(guān)電路內(nèi)設(shè)置有電位器W2、電阻R4、電阻R5、開關(guān)管Q1，開關(guān)管Q1的基極通過(guò)電阻R4與電位器W2的可調(diào)端相連接，電位器W2的第一固定端分別與變壓器T的次級(jí)端的第二端、電容C1的第二端及電阻R5的第一端相連接，電阻R5的第二端連接開關(guān)管Q1的集電極，開關(guān)管Q1的發(fā)射極分別與電位器W2的第二固定端和閥值開關(guān)電路相連接。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述閥值開關(guān)電路內(nèi)設(shè)置有閥值開關(guān)U2、電容C2、電阻R2、電阻R3及電位器W1，所述二極管D1的負(fù)極與閥值開關(guān)U2的4腳相連接，開關(guān)管Q1的發(fā)射極分別與電容C2的第一端、電阻R2的第一端及閥值開關(guān)U2的2腳相連接，電容C2的第二端分別與電阻R3的第二端、電阻R2的第二端、閥值開關(guān)U2的3腳和1腳相連接，電阻R3的第一腳與變壓器T的次級(jí)端的第二端相連接，閥值開關(guān)U2的6腳通過(guò)電位器W1與隔離器電路相連接。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述隔離器電路內(nèi)設(shè)置有隔離器U1及熱敏電阻器R1，所述隔離器U1的MT2腳與輸入端的一端相連接，且隔離器U1的MT1腳與變壓器T的初級(jí)端的一端相連接；隔離器U1的A腳與閥值開關(guān)U2的4腳相連接，且隔離器U1的C腳通過(guò)電位器W1與閥值開關(guān)U2的6腳相連接；熱敏電阻R1分別與隔離器U1的MT2腳和MT1腳相連接。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述電位器W1的一個(gè)固定端與閥值開關(guān)U2的6腳相連接，且電位器W1的另一個(gè)固定端與隔離器U1的C腳相連接。

實(shí)施例6：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述輸入端與~220V電源相連接。

實(shí)施例7：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述輸出端的一端與變壓器T的次級(jí)端的第一端相連接，且輸出端的另一端與電阻R3的第二端相連接，且輸出端的輸出電壓為6~24V交流電源。

實(shí)施例8：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述隔離器U1采用芯片型號(hào)為BRT22的二極管晶體管IC芯片。

實(shí)施例9：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述集成芯片U2采用芯片型號(hào)為TCA105的閥值開關(guān)芯片。

實(shí)施例10：

本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述變壓器T采用220v：6~24v的交流變壓器。

變壓器T的初級(jí)繞組由外部的220V電源經(jīng)光耦和三端可控開關(guān)（隔離器BRT22）供電，次級(jí)電路輸出為6~24V交流電。隔離器BRT22的光耦合器二極管的控制能由變壓器T的次級(jí)電路獲得。當(dāng)變壓器T的次級(jí)電路正常時(shí)，控制電流流過(guò)二極管D1和接通了的閥值開關(guān)（TCA105），并且受到電位器W1的電阻限流。本電路接通之前，隔離器BRT22處于關(guān)斷狀態(tài)，因此在通電開始只能經(jīng)過(guò)低電阻的熱敏電阻R1給變壓器供電。當(dāng)電路接通后，即有控制電流經(jīng)過(guò)BRT22的光耦合器二極管。而在BRT22接通之前，熱敏電阻器R1將BRT22跨接，一旦BRT22借助于光電效應(yīng)接通后，熱敏電阻器R1則被BRT22短路，因此不能變熱。若變壓器T的次級(jí)電路出現(xiàn)過(guò)載或短路故障，增大了的負(fù)載電流流過(guò)串聯(lián)的1Ω電阻器（電阻R3），在其上產(chǎn)生的壓降經(jīng)開關(guān)管電路導(dǎo)通輸出后饋送到TCA105上。假如測(cè)得的電壓超過(guò)0.8V，則TCA105的輸出受抑制，因此BRT22關(guān)斷。此時(shí)增大的電流通過(guò)熱敏電阻器，使之很快地發(fā)熱， 導(dǎo)致阻值變高，阻斷初級(jí)電路， 從而保護(hù)變壓器不會(huì)因過(guò)載或短路而被燒壞。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。