汽車(chē)熔斷器的失效保護(hù)方法

在用一個(gè)“大熔斷器”保護(hù)多個(gè)上橋臂驅(qū)動(dòng)負(fù)載的應(yīng)用中，有些問(wèn)題需要考慮。在這些應(yīng)用中，“大熔斷器”的電流處理功能可能高于任何一條被保護(hù)的線束。因此，當(dāng)一條電線上出現(xiàn)“軟短路”時(shí)，如果上橋臂驅(qū)動(dòng)器十分強(qiáng)健，能夠處理更高的短路電流和熔斷保護(hù)功能，那么線束或電路板可能會(huì)自毀。

圖6：當(dāng)智能開(kāi)關(guān)只能自我保護(hù)時(shí)的后果
解決方案

該解決方案是實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠仿真熔斷器的I2-t特性的智能電路保護(hù)算法。這個(gè)概念可轉(zhuǎn)化為“曲線下面積”。在下圖(圖 7)中，曲線下面積(A區(qū))是保護(hù)算法的I2-t界限內(nèi)。B區(qū)所示是在一段時(shí)間內(nèi)的恒定超負(fù)載條件，其中，超負(fù)載電流小于智能開(kāi)關(guān)的限流值。在這個(gè)圖中，當(dāng)限流值超過(guò)曲線時(shí)，智能開(kāi)關(guān)不會(huì)被閉鎖。當(dāng)B區(qū)突破A區(qū)時(shí)，器件閉鎖。 這個(gè)原則適用于超負(fù)載在開(kāi)關(guān)激活后存在很長(zhǎng)時(shí)間的狀況。

圖7：超負(fù)載與功率限制區(qū)比較

可能存在一種特殊的瞬間過(guò)流狀況：瞬間過(guò)流超出曲線與A區(qū)交接的界限，但是“曲線下面積”不足以產(chǎn)生錯(cuò)誤開(kāi)關(guān)條件。在下圖中(圖8)，這個(gè)錯(cuò)誤是很?chē)?yán)重的，但是因?yàn)闀r(shí)長(zhǎng)太短，不足以產(chǎn)生錯(cuò)誤開(kāi)關(guān)條件。


圖8：瞬間錯(cuò)誤不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤關(guān)斷狀況


這種保護(hù)算法準(zhǔn)許出色多個(gè)涌流，同時(shí)不會(huì)強(qiáng)制系統(tǒng)處理比正常高出很多的穩(wěn)態(tài)電流。因此，這種算法提供一個(gè)強(qiáng)健的保護(hù)功能，既可以保護(hù)開(kāi)關(guān)本身，又可以保護(hù)被開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)的線束。再加上其它的安全機(jī)制，如內(nèi)置的看門(mén)狗和激活功能，這個(gè)已經(jīng)很安全的解決方案將會(huì)變得更加安全。

利用一個(gè)升降序計(jì)數(shù)器，可以在芯片上實(shí)現(xiàn)這個(gè)算法，控制該升降序計(jì)數(shù)器的是流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流的平方(圖 9)。

　

計(jì)數(shù)器的方向由參考電流確定。當(dāng)檢測(cè)電流高于參考電流閾值時(shí)，計(jì)數(shù)器升序計(jì)數(shù)，速率與檢測(cè)電流和參考電流的差的平方成正比。當(dāng)檢測(cè)電流低于參考電流閾值時(shí)，計(jì)數(shù)器以固定值降序計(jì)數(shù)。固定降序計(jì)數(shù)值的設(shè)定目的是更好地估算熔斷器的散熱性。