什么是过流保护？过流保护的工作原理和分类

一、什么是过流保护

过流保护（过流保护）是电流超过预定最大值时的电流保护装置动作。当流过受保护原件的电流超过预设值时，保护装置被激活，定时用于确保动作的选择性，使断路器跳闸或发出报警信号。

许多电子设备都有额定电流。一旦设备超过额定电流，就会烧坏设备。因此，这些器件做一个电流保护模块，当电流超过设定电流时，器件自动断电保护器件，这就是过流保护。如电脑主板上的USB接口，USB过流保护一般都要保护主板不烧坏。

具有过流保护功能的电源电路

过流保护包括短路保护和过载保护。短路保护的特点是设定电流较大，动作瞬时动作。电磁电流释放（或继电器），熔断器常用作短路保护元件。过载保护的特点是设定电流较小，时间动作反转。热继电器，延时型电磁电流继电器常用作过载保护元件。

保险丝也常用作过载保护元件，没有太大的冲击电流。

在TN系统中，当使用保险丝进行短路保护时，熔体额定电流应小于1/4相短路电流。具有断路器保护，断路器瞬时动作或短延时动作过流释放的设定电流应小于单相短路电流的2/3。

过流保护的工作原理？

在电网发生相间短路故障或异常负载增加，或绝缘水平降低的情况下，电流会突然增加，电压会突然下降。过流保护是根据线路选择性的要求设定电流继电器的工作电流。当线路中的故障电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器根据保护装置的选择要求，选择性地切断故障线路，并通过其触点启动时间继电器。

预定延迟后，时间继电器触点闭合，断路器跳闸线圈导通，断路器跳闸，切断故障线，同时激活信号继电器，信号板落下，亮或声信号。

当出现负载短路、过载或控制电路故障等意外情况时，会导致电流过大流过稳压器中的开关晶体管，从而增加管子的功耗并产生热量。如果没有过流保护装置，大功率开关晶体管可能会损坏。

因此，过流保护通常用于开关稳压器。最经济方便的方法是使用保险丝。由于晶体管的热容量小，普通保险丝一般无法提供保护。通常使用快速熔断保险丝。这种方法具有易于保护的优点，但需要根据特定开关晶体管安全工作区的要求来选择保险丝规格。这种过流保护措施的缺点是频繁更换保险丝的不便。

一种逆变器过流保护电路

线性稳压器中常用的限流保护和电流切断保护可用于开关稳压器。但是，根据开关稳压器的特性，这种保护电路的输出不能直接控制开关晶体管，而是过流保护的输出必须转换为脉冲命令来控制调制器以保护开关晶体管。

为了实现过流保护，一般需要在电路中使用串联的采样电阻，这会影响电源的效率，因此多用于小功率开关稳压器。在大功率开关稳压电源中，考虑到功耗，应尽可能避免使用采样电阻。因此，过流保护通常转换为过压和欠压保护。

在相关电路的源头设有保护装置（见下图）

在比电路布线的I2t特性更短的时间内切断电流

但允许最大负载电流IB无限流动

绝缘导体在承载短路电流时的特性，在短路引发后长达 5 秒的时间内，大致由以下公式确定：

I2t = k2 S2

这表明产生的允许热量与导管的平方横截面积成正比。

哪里

t = 短路电流持续时间（秒）

S = 绝缘导体的横截面积 （mm2）

I = 短路电流（A 均方根）

k = 绝缘导体常数（k 值如图 5 所示）

对于给定的绝缘导体，最大允许电流因环境而异。例如，对于高环境温度（θa1》θa2），Iz1小于Iz2（见图5）。θ 表示“温度”。

注意：

ISC = 三相短路电流

ISCB = 断路器的额定 3 相短路开断电流

Ir（或Irth）［1］ = 受管制的“标称”电流水平;例如，可以将 50 A 标称断路器调节为具有保护范围，即类似于 30 A 断路器的传统过流跳闸水平。

过流保护的类型

复杂型：多种保护线路。

有限功率类型：总功率的有限输出

复卷式：初始电流恒定，电压下降到一定值电流开始减小。

播放类型：过流，电流电压下降到0，然后开始一次又一次上升。

恒流：恒流、压降

几种过流保护方法的比较

表1列出了几种过流保护方法。