自恢复电路保护装置
2020-01-10

自恢复电路保护装置

电路保护装置,包括:固态自恢复开关;与开关的第一部分电通信的第一端子,第一端子连接到负载;与开关的第二部分电通信的第二端子,第二端子连接到电源;及在累积能量达到或超过预设I2t额定值时能使开关断开的控制器,累积能量基于从下述之一之间的电气点检测的电流:(i)负载和开关;或(ii)电源和开关。

汽车制造商在汽车中不断地增加更多的电气设备。从而,可预计汽车电路将逐渐增高其工作电压,如60伏特到700伏特以上,并将得以实施。更高的额定值要求更结实的传导元件和更多的绝缘。因此,趋向更高容量的趋势与趋向低成本的趋势背道而驰。

现在参考图4,其示出了装置10、100的另一构造。在此,上面结合图1-3所述的组件与其它电路保护及接线盒有关的零件结合。同样,示出了控制器20的不同实施例。

2-节点或结点。熔断器28b与电流敏感元件或分流器22b电连接。位于电流敏感元件22b和电池14之间的熔断器28b保护M0SFET50b的电路免遭较大的过流条件影响。

如框126所指,序列110执行多个计算以最终确定已从电压源通过M0SFET50而到

如菱形块134所示,如果温度的瞬时变化率dT/dt大于温度的最大允许变化率dT/dtmax,则栅极电压Vgate被设为0,如框138所示。如果温度的瞬时变化率dT/dt小于或等于电流最大变化率dT/dtmax,则序列110确定总允许通过能量^jtal是否大于额定允许的允许通过电流E/t。

现在参考图6,其通过系列110示出了控制器20(经软件或ASIC技术)用以控制固态自恢复开关50的逻辑的至少一部分的一实施例。序列110中所示的逻辑用于电路保护应用。应该意识到的是,对于自恢复开关的不同应用,如已在此讨论的开关或PWM,控制器20还可采用不同的逻辑。

如框114中所见,在序列110开始时即知道各个最大值或额定值。例如,最大或峰值电流Imax、最大电流变化率或dl/dt、最大温度Tmax、最大温度变化率或dT/dt、及允许通过能量额定值^2t也可被设定或初始化。这些额定值对特定负载或工作极限均是特定的。

装置的控制器可具有多种不同预期硬件配置中的任一种,其中不同的控制功能被放在一个或多个半导体管芯或芯片上。在一实施例中,微计算机芯片与集成电路(IC)芯片相连。微计算机芯片包括微处理器、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。在另一实施例中,微处理器、ROM和RAM中的一个或多个或全部均在分开的芯片中提供,其经印刷电路板(PCB)的迹线与分开的(IC)芯片互相电通信。在另一实施例中,微处理器、ROM和RAM中的一个或多个或全部均被提供在具有IC芯片的单一芯片上。这些实施方式中的每一种均可与至少一MOSFET—起使用,其被或提供在单独的芯片上或与其它芯片之一如IC芯片或包含IC和微计算机的芯片结合。

在框114处,计数(count)被初始化为0。在实施例中,图1和图2中所示的计时器38是计数计时器。计时器38不仅提供逻辑循环再循环的时间间隔,而且还计数循环被循环的次数。等于时间间隔乘以计数的总消逝时间可被保留。逻辑循环的初始计数被设为O0

图4的PCB64示出了图1和图2的方块图中所示的装置10、100的三种不同硬件结构。在图4中,微计算机30a被示作与IC40a连接对应于图1和图2的方块图的结构。在此,微计算机30a采用如上结合图1和图2所述的微处理器32、RAM34和R0M36。微计算机30a被提供在与IC40a不同的芯片中。IC40a提供上面结合IC40所述的功能,其可与A/D转换器42和44、MOSFET的调压器、及检测温度、电流、电压等所需的电路结合,并电子地控制M0SFET50。

汽车制造商在汽车中不断地增加更多的电气设备。从而,可预计汽车电路将逐渐增高其工作电压,如60伏特到700伏特以上,并将得以实施。更高的额定值要求更结实的传导元件和更多的绝缘。因此,趋向更高容量的趋势与趋向低成本的趋势背道而驰。

现在参考图7-9,其示出了三种故障模式即低过载、短路和瞬时循环模式下实际吸引的电流与标称电流的比较图(以条线图形式示出,并绘作光滑曲线)。这些图还示出与瞬时电流相关的增加的和应减去的能量。如图所示,图7-9中每一绘图是相应的累积^jtal,其是任意时间点的总允许通过能量E/t。

具体实施方式