[發明專利]負載電路的保護裝置

有效

• 申請號: 201410483922.2
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN104269818B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 丸山晃則;中村吉秀;上田圭祐
• 申請（專利權）人: 矢崎總業株式會社
• 主分類號: H02H3/093
• 分類號: H02H3/093;H02H6/00
• 代理公司: 北京奉思知識產權代理有限公司11464
• 代理人: 吳立,鄒軼鮫

本申請是基于2009年6月10日提交的專利申請號為200980122118.9(PCT/JP2009/060634)、名為“負載電路的保護裝置”的申請(進入中國國家階段日期：2010年12月13日)的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種負載電路的保護裝置，用于在過電流流經負載電路并且電線溫度升高時立即切斷該負載電路以保護電路。

背景技術

對安裝在車輛上的諸如車燈或電機的負載供電的負載電路包括蓄電池和設置在該蓄電池和負載之間的電子開關(MOSFET等)。該蓄電池、電子開關和負載經由包含電線的導體而彼此連接。在該負載電路中，設置控制電路以接通和斷開電子開關。通過從該控制電路輸出的驅動信號和停止信號來使電子開關接通和斷開，以將負載在驅動狀態和停止狀態之間切換。

在該負載電路中，將熔絲設置成當過電流流經負載時通過立即切斷電路來保護負載、電線、電子開關等。此外，作為具有與熔絲恰好相同的特性而不使用熔絲的電流檢測電路，例如，在JP-A-2007-19728(專利文獻1)中所描述的構造是已知的。

在專利文獻1所采用的構造中，產生了具有與流經用作驅動負載用的電子開關的功率MOSFET的電流成正比的大小的電流，并且當電流超過預定的閾值電流且由電阻器和電容器形成的RC電路中產生的電壓達到預定的閾值電壓時，該電路被切斷。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：JP-A-2007-19728

發明內容

技術問題

然而，在專利文獻1中所描述的傳統實例中，采用其中當過電流流經負載時切斷電路的構造。由于實際的電線溫度不能計算，所以不可能得到模擬在如果發生過電流而保護電路時的現有熔絲的切斷特性。在負載電路中設置的熔絲不是通過檢測過電流來切斷電路，而是通過由于當發生過電流時所發生的發熱而引起的熔斷來切斷負載電路。從而，不能說專利文獻1中所描述的裝置真實地模擬了熔絲的特性。此外，由于在熔絲中存在劣化的問題，所以針對這種劣化，電線的直徑必須是大的。

本發明將解決現有的問題，并且其目的是提供一種負載電路的保護裝置，能夠通過更真實地模擬熔絲來保護電路。

問題的解決

為了達到上述目的，本發明提供一種負載電路的保護裝置，當在向負載提供從電源輸出的電力以驅動該負載的所述負載電路中的電線的溫度升高的時候，該負載電路的保護裝置保護該負載電路，所述保護裝置包括：計時單元，適于對經過時間計時；電流檢測單元，適于檢測流經所述負載電路的電線的電流；開關單元，適于在所述負載電路的連接和切斷之間切換；溫度計算單元，適于設定小于在所述負載電路中使用的電線的熱容的偽熱容(pseudo heat capacity)，并且參考所述電線的發熱量的計算表達式、所述電線的放熱量的計算表達式、由所述計時單元計時的時間以及所述偽熱容來計算該電線的溫度；以及切斷控制單元，當由所述溫度計算單元算出的所述電線的溫度達到該電線的允許溫度時，該切斷控制單元適于切斷所述開關單元。

在優選的方面中，如果通過I來表示由所述電流檢測單元檢測到的電流，那么由下面的表達式來表示發熱量的計算表達式：

(發熱量)＝I²×Ron×Δt；

這里，Ron表示每單位長度的所述電線的電阻，而Δt表示采樣時間。

在優選的方面中，由下面的表達式來表示放熱量的計算表達式；

(放熱量)＝Q/(Cth*×Rth/Δt)；

這里，Cth*表示每單位長度的所述電線的偽熱容，Rth表示每單位長度的所述電線的熱阻，Δt表示采樣時間，而Q表示每單位長度的所述電線的熱量以及通過將所述電線的溫度乘以所述偽熱容Cth*所得到的值。

在優選的方面中，所述切斷控制單元基于在上次采樣時間中算得的所述電線的溫度Tp、所述發熱量、所述放熱量以及所述偽熱容Cth*，通過下面的表達式來計算當前的溫度Tn：

Tn＝Tp+(發熱量–放熱量)/Cth*。

此外，在根據本發明的負載電路的保護裝置中使用的偽熱容Cth*的計算方法中，有下面的步驟：

(i)使電流經過具有期望熔斷特性的熔絲，以獲得表示通電電流與熔斷時間之間關系的電流/時間特性數據；

(ii)從所述電流/時間特性數據來計算能夠經過所述熔絲連續通電的最大電流Imax；

(iii)通過下面的表達式來計算使最大電流Imax經過保護電路的下游電線而連續通電時的溫度閾值ΔTmax：