负载电路的保护装置制造方法及图纸

提供一种用于负载电路的保护装置，通过利用模拟熔丝的电流和断开时间特性的开关电路，使得电线和半导体开关更加小型化。通过将发热温度计算式和放热温度计算式中使用的导体电阻(r)和热电阻(R)改变为伪导体电阻(r*)和伪热电阻(R*)，计算发热量的放热量，并且推算当前电线温度。当该推算温度达到容许温度时，电子开关(S1)断开以保护负载电路。结果，能够保护在负载电路中使用的电线和半导体开关都免于过热。

【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在过电流流经负载电路因而半导体开关和电线的温度升高的情况下切断该负载电路从而保护该电路的负载电路的保护装置。
技术介绍
用于向安装在车辆上的诸如气门和电机这样的负载提供电力的负载电路包括电池以及设置在电池与负载之间的半导体开关(MOSFET等)。所述电池、半导体开关和负载经由包含电线的导体而连接。此外，所述负载电路具有用于接通和断开半导体开关的控制电路，借以接通或断开每个半导体开关，从而根据由控制电路输出的驱动信号和停止信号而在驱动状态和停止状态之间切换负载的操作。这种负载电路中的一些分别具有熔丝，用于当过电流流经负载时立即切断电路从而保护负载、电线和半导体开关等(例如，参见专利文献1)。图24是概略地示出了现有技术的负载电路的说明图。每个负载101的供电侧端子经由ECU(汽车用的电子控制单元)102和接线盒(J/B)103连接于蓄电池VB。ECU 102设置有由控制IC 104控制开-关的例如MOSFET等的多个半导体开关Tr1。每个半导体开关Tr1的上游侧设置有熔丝F1，从而通过该熔丝F1来保护下游侧上的电线W101。换句话说，分别具有能够承受熔丝F1的切断电流的直径(剖面积)的电线用作为设置在熔丝F1的下游侧上的电线W101。此外，设置在熔丝F1的下游侧上的半导体开关Tr1具有能够承受的熔丝F1的切断电流的特性。类似地，J/B 103设置有熔丝F2，从而通过该熔丝F2来保护下游侧上的电线W102。例如，在气门用作为负载101的情况下，由于气门打开时产生的冲击电流以及由于气门的打开/关闭操作的重复，熔丝F1、F2劣化。从而，可能会引起由于熔丝F1、F2的老化而使该熔丝F1、F2错误断开的情况。为了防止这种问题的产生，考虑相对于负载电流的余量来选择熔丝。即，使用断开电流被设为比通常的略大的熔丝。结果，由于需要使用分别适合于考虑到所述余量而设置的熔丝特性的电线和半导体开关，所以难以减小负载电路中使用的电线的直径并使半导体开关小型化。现有技术文献专利文献专利文献1：JP-A-2003-100196
技术实现思路
本专利技术要解决的问题近年来，对使负载电路中所使用的半导体开关和电线尽可能最小化的需求日益增长。另一方面，如上所述，现有技术的负载电路用保护装置设置有当电线温度由于过电流的产生而增加时用于切断电路的熔丝。然而，由于为了防止因老化引起的错误断开而考虑到余量来设定熔丝，所以存在难以使半导体开关最小化并减小电线的直径的问题。为了解决这种现有技术的问题而进行了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种用于负载电路的保护装置，其能够使半导体开关和电线小型化。解决问题的手段为了达到上述目的，将第一专利技术以如下方式设置：一种用于负载电路的保护装置，其中，在经由电线而连接了电源、半导体开关和负载的负载电路中，检测流入电线的电流，从而基于检测出的电流来断开半导体开关，该保护装置包括：开关单元，该开关单元设置在所述电源与所述负载之间；电流检测单元，该电流检测单元检测流经所述电线的电流；温度计算单元，该温度计算单元具有伪发热温度计算表达式和伪放热温度计算表达式，其中，将用于计算电线的发热量和放热量的计算表达式中所使用的导体电阻(r)改变为伪导体电阻(r*)，该伪导体电阻(r*)被设定为模拟能够用于保护负载电路中所使用的电线的熔丝的电流·断开时间特性的值，并且其中，将计算表达式中使用的热电阻(R)改变为伪热电阻(R*)，该伪热电阻(R*)被设定为模拟所述熔丝的电流·断开时间特性的值；所述温度计算单元通过利用所述伪发热温度计算表达式、伪放热温度计算表达式以及由所述电流检测单元检测到的电流来推算电线温度；过电流判定单元，当由所述温度计算单元算出的推算温度达到容许温度时，该过电流判定单元判定是过电流；以及断开控制单元，当所述过电流判定单元判定是过电流时，该断开控制单元断开所述开关单元。将第二专利技术以如下方式设置：当在断开所述开关单元之后，由所述温度计算单元推算的电线温度减小至周围温度时，所述断开控制单元将所述开关单元置于可连接的状态。将第三专利技术以如下方式设置：设定所述伪导体电阻(r*)和所述伪热电阻(R*)，使得基于所述伪发热温度计算表达式和所述伪放热温度计算表达式的电流·断开时间特性存在于熔丝的最低的电流·断开时间特性与熔丝的最高的电流·断开时间特性之间。将第四专利技术以如下方式设置：通过如下的表达式(1)来表示用于计算电线的发热量的计算表达式，并且通过如下的表达式(2)来表示用于计算电线的放热量的计算表达式，其中T2＝T1+112rR{1-exp(-t/C·R)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.04 JP 2009-1347931.一种用于负载电路的保护装置，其中，在经由电线而连接了电
源、半导体开关和负载的负载电路中，检测流入电线的电流，从而基
于检测出的电流来断开半导体开关，该用于负载电路的保护装置包括：
开关单元，该开关单元设置在所述电源与所述负载之间；
电流检测单元，该电流检测单元检测流入所述电线的电流；
温度计算单元，该温度计算单元具有伪发热温度计算表达式和伪
放热温度计算表达式，其中，将用于计算电线的发热量和放热量的计
算表达式中所使用的导体电阻(r)改变为伪导体电阻(r*)，该伪导
体电阻(r*)被设定为模拟能够用于保护负载电路中所使用的电线的熔
丝的电流·断开时间特性的值，并且其中，将计算表达式中所使用的
热电阻(R)改变为伪热电阻(R*)，该伪热电阻(R*)被设定为模
拟所述熔丝的电流·断开时间特性的值；所述温度计算单元通过利用
所述伪发热温度计算表达式、伪放热温度计算表达式以及由所述电流
检测单元检测出的电流来推算电线...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村吉秀，丸山晃则，上田圭祐，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：