负载电路的保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种负载电路的保护装置，将阈值温度设置为低于负载电路用的电线的允许温度，且基于周围温度、负载电流、及负载电流所流过电线的时间推测电线温度。并且，在所推测的温度达到阈值温度的情形下，半导体继电器（Ｓ１）被断开。结果，在由过电流的发生等所引起的电线温度上升的情形下，在电线温度达到允许温度之前的时刻确实地保护电路。因此，无需现有负载电路中所使用的保险丝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过在负载电路流过过电流而导致电线温度上升时及时断开负 载电路来保护负载电路的负载电路的保护装置。
技术介绍
将电力供给到搭载于诸如车辆的灯泡和马达的负载的负载电路，包括电池以及设 置在电池和负载之间的电子开关(M0SFET等)。并且，电池、电子开关及负载是通过包括电 线的导体互相连接的。并且，设置有接通/关断电子开关的控制电路，通过该控制电路输出 的驱动、停止信号接通/关断电子开关，从而切换负载的驱动和停止。在上述的负载电路中，为了在负载流过过电流时通过即时断开电路从而保护负 载、电线、电子开关等，设置有保险丝(参照专利文献1)。在如图1所示的现有的负载电路中，负载101的电源侧端子通过汽车用电子控制 单元(ECU) 102、接线盒(J/B) 103与电池VB连接。并且，诸如MOSFET的多个电子开关Trl设置在E⑶102中。这些电子开关Trl通过 控制IC104被控制为接通/关断。并且，第1保险丝Fl设置在各电子开关Trl的上游侧。 该第1保险丝Fl保护其下游侧的电线W101。换言之，设置在第1保险丝Fl的下游侧的电 线WlOl具有充分可耐第1保险丝Fl的断路电流的电线直径(截面积)。并且，将第2保险丝F2设置在J/B103中。该第2保险丝F2保护其下游侧的电线 W102。换言之，设置在保险丝F2的下游侧的电线W102具有充分可耐第2保险丝F2的断路 电流的直径(截面积)。这里，例如，在将灯泡作为负载101而使用的情形下，在进行灯泡接通时发生的冲 击电流及灯泡的重复接通/关断操作引起保险丝F1、F2的劣化。并且，由于保险丝F1、F2 的经年使用而引起的劣化，也存在发生保险丝F1、F2误断开的情形。为了防止发生这样的 问题，选择了考虑了负载电流的差额(margin)而制备的保险丝。具体而言，使用具有比通 常稍高的断路电流的保险丝。结果，有必要使用适合于考虑了差额而制备的保险丝的特性 的电线，并且减小在负载电路中所使用的电线直径变得困难。专利文献1US2003/0202304A
技术实现思路
如今，尽量小型化、细径化负载电路中所使用的电线的要求越来越高。另一方面， 如上所述，在现有的负载电路中，设置有为了在过电流发生而引起电线温度上升时断开电 路的保险丝。并且，为了防止发生保险丝因经年使用而劣化所引起的误断开，考虑差额而制 备保险丝。由此，现有的负载电路存在难以实现电线的小型化和细径化的缺点。为解决现有的问题而做出本专利技术。本专利技术是以提供一种通过使用模拟了保险丝的 开关电路而实现电线细径化的负载电路的保护装置为目的。为了实现上述目的，根据本专利技术第1方面的负载电路的保护装置是用于在负载电路的电线温度上升时断开所述负载电路的负载电路的保护装置，所述负载电路将从电源输 出的电力供给到负载并驱动所述负载，所述保护装置包括计时经过时间的计时器；电流 检测装置，检测流过其下游侧电线的电流；切换到所述负载电路的连接和断开的开关装置； 温度推测装置，其中设定了值比在所述负载电路中使用的电线的热容量小的伪热容量和值 比所述电线的热阻大的伪热阻，所述温度推测装置具有伪算术表达式，并且基于所述电流 检测装置检测的电流值和所述计时器计时的经过时间使用所述有伪算术表达式来推测所 述电线温度，在所述伪算术表达式中所述伪热容量和伪热阻被指定给用于根据所述电线的 热容量和热阻计算电线温度的算术表达式中的热容量和热阻；以及断开控制装置，在所述 温度推测装置所推测的电线温度达到所述电线的允许温度的情形下断开所述开关装置的 断开控制装置。在这样的构成中，建立将推测与负载电路连接的电线温度的表达式的热阻和热容 量分别替换为伪热阻R*和伪热容量C*的伪算术表达式。然后，电流检测装置检测负载电 流。并且，计时器计时电流流过电线的时间。然后，基于这些结果，通过所述伪算术表达式 推测电线温度。结果，在推测的温度超过电线的允许温度的情形下，断开开关装置，从而保 护负载电路。在此情形下，通过伪算术表达式所推测的电线温度低于实际电线温度。因此， 在电线温度上升的情形下，在上升温度达到电线的允许温度之前确实地断开负载电路。通 过上述方式，保护了电线及负载。并且，优选地，在断开所述开关装置之后，在所述温度推测装置所推测的温度降低 到周围温度或以下的情形下，所述断开控制装置使得所述开关装置处于可连接的状态。通过这样的构成，即使在电线温度超过阈值温度并且开关装置被断开之后也继续 进行电线温度的推测。然后，在电线温度降低到周围温度(例如，25°C)或以下的情形下， 使得开关装置处于可连接的状态。从而，可避免在维持高的电线温度的状态下再次开始负 载电路的通电的情形。以这样的方式，确实地保护负载电路。并且，优选地，所述伪热阻和所述伪热容量的值被设定为，使得基于所述伪表达 式的电流/断开时间特性能够低于直径比在所述负载电路所使用的电线直径细一个等级 (one level)的电线的电流/断开时间特性。通过这样的构成，具有与以往相比更细的直径的电线变得可使用，并且可以实现 电线的细径化、小型化。因此，可实现整体的小型化以及空间的节省。并且，在将保护装置 应用于搭载于车辆的负载电路的情形下，可实现油耗的改善。并且，优选地，所述伪热阻和所述伪热容量的值被设定为，使得基于所述伪表达式 的电流/断开时间特性能够位于保险丝的最低电流/断开时间特性和最高电流/断开时间 特性之间，所述保险丝用于保护在所述负载电路中所使用的电线。通过这样的构成，可设置模拟了常用于保护负载电路的电线的保险丝的特性的电 流/断开时间特性，并且相应地可获得与现有的保险丝的效果同等的效果。并且，用于计算电线温度时的算术表达式被表示为T2 = Tl+Il2rR{l-exp(_t/CR)}... (1)T2 = Tl+I22rR {exp (_t/CR)}... (2)优选地，在发热时使用表达式(1)，在放热时使用表达式(2)，T1是周围温度， T2是电线的推测温度，Il和12是通电电流、r是电线导体电阻，R是热阻 ，C是热容量，并且t是时间。在上述构成中，通过使用表达式⑴计算电线的发热，使用表达式⑵计算电线的 放热，由此获得电线的推测温度。因此，可进行高精度的温度推测。在根据本专利技术第1方面的负载电路的保护装置中，在推测与负载电路连接的电线 温度的算术表达式中的热阻R及热容量C分别被替换为伪热阻R*及伪热容量C*，并且推测 电线温度。然后，在所推测的电线温度达到电线的允许温度(例如为冒烟温度)的情形下 断开开关装置，从而保护电路。从而，在因过电流所引起的发热而电线温度上升的情形下， 在电线温度达到电线的实际允许温度之前确实地断开电路，从而保护电线和负载。并且，没 有如现有的保险丝那样的冲击电流及接通/关断负载的重复操作所引起的劣化。因此，无 需确保断开温度的差额，相应地可以实现减小电线的直径。从而可实现电线的小型化、轻量 化。并且，在保护装置用于车辆的情形下，也可以发挥改善油耗的效果。附图说明图1是表示现有示例中的负载电路的保护装置的构成的电路图。图2是表示根据本专利技术的实施例的负载电路的保护装置的构成的电路图。图3是表示根据本专利技术的实施例的负载电路的保护装置中的开关电路的详细构 成的框图。图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载电路的保护装置，用于在负载电路的电线温度上升时断开所述负载电路，所述负载电路将从电源输出的电力供给到负载并驱动所述负载，所述保护装置包括：计时经过时间的计时器；电流检测装置，检测流过其下游侧电线的电流；开关装置，切换到所述负载电路的电力的连接和断开；温度推测装置，其中设定了值比在所述负载电路中使用的电线的热容量小的伪热容量和值比所述电线的热阻大的伪热阻，所述温度推测装置具有伪算术表达式，并且基于所述电流检测装置检测的电流值和所述计时器计时的经过时间使用所述有伪算术表达式来推测所述电线温度，在所述伪算术表达式中所述伪热容量和伪热阻被指定给用于根据所述电线的热容量和热阻计算电线温度的算术表达式中的热容量和热阻；以及断开控制装置，在所述温度推测装置所推测的电线温度达到所述电线的允许温度的情形下断开所述开关装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村吉秀，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]