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电路识图18-电源过流保险电路原理分析

电源电路中的过流保险电路起过电流保护作用,即当流过电路中的电流达到一定程度时,电路中的保险丝(即熔丝)或熔断电阻自动熔断,切断电流的回路,防止大电流进一步损坏电路中的其它元器件。过流保险电路中主要使用保险丝,又称为熔断器。另外,还有一种叫熔断电阻器的元件也具有过电流保护作用。

保险丝电路主要有下列几种:

交流高压回路保险丝电路、交流低压回路保险丝电路、交流高压和低压回路双重保险丝电路、直流回路保险丝电路、交流直流回路双重保险丝电路、熔断电阻器过电流保护电路。

一、交流高压回路保险丝电路

下图所示是电源电路中的交流高压保险丝电路。电路中,T1是电源变压器,S1是电源开关,F1是保险丝。

1、电路分析

保险丝在电路图中的符号用“F”表示,F1中的1表示它是电路中的一个保险丝,电源电路中可能有多个保险丝。

交流高压回路保险丝电路的工作原理分析如下:

1)当开关S1接通后,交流市电电流经S1和F1流过T1的一次绕组,S1,F1和T1一次绕组是串联电路,所以流过F1的电流等于流过T1一次绕组的电流。

2)当电路中存在电流故障时,流过T1一次绕组的电流会增大,过电流故障越严重,流过T1一次绕组的电流越大,流过F1的电流也越大,当流过F1的电流达到一定程度,即超过F1的熔断电流时,(该电路中F1的熔断电流为1A),F1自动熔断,切断电源变压器一次绕组回路中都没有电源,即整机电路中没有电源,停止工作。

2、电路故障分析

1)保险丝本身故障发生率很低,个别情况下会因为质量问题发生接触不良故障而出现开路故障。

2)保险丝F1是一次性保护元件,即它一旦熔断,断电后再也不能恢复正常,得更换新的保险丝。

3)由于保险丝设置在交流高压回路中,它熔断后,从电源变压器开始之后的整机电路都没有工作电压。

4)高压回路的保险丝处于220V交流回路中,更换时一定要先断电。一般情况下,保险丝会装在管套内,如下图所示,a)是保险丝,b)是保险丝管套。

二、交流低压回路保险丝电路

下图所示是电源电路中的交流低压回路保险丝电路。电路中,T1是电源变压器,S1是电源开关,F1是保险丝。

1、电路分析

这一电路中的保险丝F1设在电源变压器的二次绕组回路中,在T1一次绕组回路中没有设置保险丝,所以F1保护的是T1二次绕组之后的电路,对T1一次绕组本身故障造成的电流故障没有保护作用。

当流过T1二次绕组的电流大于F1的熔断电流时,F1自动熔断,将T1二次绕组回路断开,起到保护二次绕组之后电路的作用

2、电路故障分析

关于交流低压回路保险丝电路的故障分析如下:

1)交流低压回路保险丝熔断后将使所在二次绕组的负载电路没有工作电压。如果电源变压器只有一组二次绕组,这时整机电路就没有直流工作电压;如果电源变压器有几组二次绕组,则只影响所在二次绕组的负载电路的正常工作,对其它二次绕组负载电路的工作没有影响。

2)保险丝S1熔断后,电源变压器一次绕组仍然流有电流,不过这一电流很小,是变压器的空载电流,即没有负载时的电流。

3)当电源变压器一次绕组回路存在短路故障时,电路中的保险丝F1无法起到过电流保护的作用,这是低压回路保险丝电路的不足之处。

三、交流高压和低压回路双重保险丝电路

交流高压和低压回路双重保险丝电路具有下列两个特点

1)这种电路能够同时对高压和低压回路进行过电流保护,其过电流保护作用比前面的保护电路大了许多。

2)交流高压和低压回路所用的保险丝熔断电流大小不同,而且安装方式不同,交流回路保险丝安装操作复杂。

下图所示是电源电路中的交流高压和低压回路双重保险丝电路。电路中,T1是电源变压器,F1是交流高压回路中的保险丝,F2是交流低压回路中的保险丝。

1、电路分析

这一电路中的保险丝有两个,分别设置在电源变压器一次绕组和二次绕组回路中,是一种双保险丝电路,许多电源电路中均采用这种方式,其过电流保险的能力比单设一只保险丝的电路强。

交流高压和低压回路双重保险丝电路的工作原理分析如下:

1)这种电路中,当一次绕组本身出现故障时,F1会熔断,F2不会熔断,当二次绕组负载回路出现短路故障时,F2或F1都有可能先熔断,也有可能F1和F2同时熔断。

2)设在电源变压器一次绕组和二次绕组回路中的保险丝F1、F2熔断电流大小是不一样的,一次绕组回路中的保险丝F1熔断电流小,二次绕组回路中的保险丝F2熔断电流大。

3)电源降压变压器中,因为一次绕组的电流小于二次绕组中的电流,所以要求F1熔断电流小于F2熔断电流。

2、电路故障分析

由于电源电路中设有多个保险丝电路,根据过电流大小不同,保险丝熔断情况也会有不同,严重过流时,F1和F2会同时熔断,其他情况下会使F2熔断,或者F1熔断。

1)当F2之后的电路发生短路故障时,通常是F2首先熔断,也有可能是F1断开(说明F1熔断电流设置过小),还有可能F1和F2同时熔断。

2)当F2和F1之间的电路发生短路故障时,F2不会熔断,只有F1熔断。

3)从F1和F2不同的熔断组合上可以进行逻辑的故障部位判断。

四、直流回路保险丝电路

直流回路保险丝电路是设置在电源电路输出端之后电路中的保险丝电路,流过这一保险丝的电流是直流电流。

下图所示是电源电路中的直流低压回路保险丝电路。电路中,F1是直流回路中的保险丝,Uo是直流输出电压。

1、电路分析

保险丝F1设在整流、滤波电路之后,也就是在直流电流回路中,所以称为直流回路保险丝。保险丝本身不分直流和交流,其作用和功能一样。

直流回路保险丝电路的工作原理分析

1)这一电路中的保险丝F1只保护F1之后的直流电源负载,对于F1之前的滤波电路、整流电路和降压电路没有过流保护作用。

2)当F1之后的电路存在过电流故障时,F1自动熔断,以防止由于电流太大而进一步损坏F1之前的电路。当F1断开之后,F1之后的电路中没有直流工作电压而不工作,但F1之前的滤波电路、整流电路和降压电路仍然处于工作状态。

2、电路故障分析

1)当保险丝F1之后的电路发生故障时,F1熔断,而当降压电路、整流电路和滤波电路中的元器件发生短路时,F1不会熔断。

直流回路保险丝电路与交流回路保险丝电路故障分析方法一样。

五、交直流回路双重保险丝电路

1、交直流回路双重保险丝电路

许多实用的电源电路中,在直流、交流回路中设置多个过电流保险丝电路,主要有下列几种组合情况。

直流回路和交流回路双重保险丝电路;直流回路和交流低压回路双重保险丝电路;交流低压回路和交流高压回路双重保险丝电路;当有多组直流输出回路时,可以在各组输出回路中或几个主要的直流输出回路中设置的保险丝电路。

2、保险丝管安装方式

220V交流市电回路保险丝管安装在电子设备的背面机壳上,有一个绝缘的旋钮,旋下该旋钮,便露出了保险丝管。这种安装方式确保了安全,保险丝不露在外面,人身接触不到该保险丝管。

下图所示是直流回路保险丝管安装方式示意图。保险丝管设在机内,由于直流回路中的保险丝工作电压一般都在安全电压范围内,因此可以裸露在外,用一个支架固定保险丝管,支架焊在线路板上,支架就作为保险丝管的引出线与电路中其它元器件相连。

3、电路分析

进行保险丝电路分析时要明白,该保险丝只保护其后的电路,对之前的电路无保护作用,而且只对过电流故障进行保护,对于电路中的开路故障(使工作电流减小)没有任何保护作用。

1)过电流保护只是保护电路中还没有损坏的元器件,是为了防止过电流故障进一步扩大电路中元器件的损坏面。

2)若电路中有一个元器件工作电流异常增大,如果不及时切断电路工作电流,较长时间的过电流会损坏该元器件。在设置了保险丝电路之后,当电路发生过电流故障时,保险丝在第一时间内熔断,使电路失去工作电压,从而可以起到保护该元器件的作用。

3)在电源电路中可以有多个保险丝,愈是前面的电路,其保险丝熔断电流愈小,因为前面电路的工作电压高,工作电流小。

4、电路故障分析

保险丝过电流后会自动熔断,根据过电流的大小不同,保险丝熔断后有3种不同情况。

1)保险丝管没有发黑,能够清楚看出熔断后保险丝的两个发亮的断头,这说明过电流不大,很可能是由于保险丝质量不好,或偶尔的浪涌电流所致,此时可更换一个保险丝试试。

2)保险丝管发黑,且发黑程度不是很严重,保险丝管玻璃没有破碎,说明过电流比上一种情况大。

保险丝管严重发黑,烧焦或玻璃管已破碎,这说明过电流很大。

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