CN102549867A - 电力供应控制装置 - Google Patents

电力供应控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102549867A
CN102549867A CN2010800421782A CN201080042178A CN102549867A CN 102549867 A CN102549867 A CN 102549867A CN 2010800421782 A CN2010800421782 A CN 2010800421782A CN 201080042178 A CN201080042178 A CN 201080042178A CN 102549867 A CN102549867 A CN 102549867A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
temperature
supply path
ambient temperature
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800421782A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102549867B (zh
Inventor
高桥成治
樋口丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, AutoNetworks Technologies Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Publication of CN102549867A publication Critical patent/CN102549867A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102549867B publication Critical patent/CN102549867B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/085—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current making use of a thermal sensor, e.g. thermistor, heated by the excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/006—Calibration or setting of parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

公开了一种电力供应控制装置，其包括电流路径保护电路，如果在电流路径的状态中存在异常，则电流路径保护电路使用与通过特性设定电路设定的保护电流温度特性线(Lpr)相关的数据通过开关电路来禁止电流的通过，该开关电路在从电源向负载的电流通过和无电流通过之间切换。保护电流温度特性线(Lpr1至Lpr3)具有保护电流值响应于在环境温度(T0)上的增大而恒定的特性，或者具有保护电流值响应于在环境温度(T0)上的增大而降低的负特性。在其中布置了电流路径的位置中，在低于假定的最大环境温度(T0sumax)的温度区域中，保护电流温度特性线(Lpr1至Lpr3)和电力供应路径温度特性线(Lw)具有下述关系：其中，对于相同的环境温度(T0)，根据电流路径温度特性线(Lw)，保护电流值不高于允许电流值。

Description

电力供应控制装置
技术领域
本发明涉及电力供应控制器。具体地说，本发明涉及使用半导体元件作为保险丝来关死向负载的电力供应。
背景技术
传统的电力供应控制器包括在电源和负载之间的电力供应路径上设置的高功率半导体开关元件(诸如功率MOSFET)。电力供应控制器通过接通和断开半导体开关元件来控制向负载的电流供应。而且，电力供应控制器使用半导体开关元件来取代机械电流保险丝来作为用于防止向负载的电力供应路径出现过电流等的保险丝。如果过电流通过，则电力供应控制器使用控制电路控制在半导体开关元件的控制端子处的电势，以便断开半导体开关元件，由此关死电力供应(参见专利文件1)。
(专利文件1)日本未审查专利申请公报No.2000-325588
发明内容
(本发明要解决的问题)
通常，在使用机械电流保险丝来保护电力供应路径的情况下，机械电流保险丝具有与环境温度对应的熔断特性。例如，如果环境温度较低，则熔断特性被设定得较高，而如果环境温度较高，则熔断特性被设定得较低。而且，因为在温度保险丝(thermal fuse)周围的环境温度可能与在电力供应路径周围的环境温度不同，所以温度保险丝的熔断特性被设定得具有考虑到在环境温度之间的差的容限。因此，用作保险丝的半导体开关元件被要求具有与温度保险丝类似的容限的熔断特性(熔化特性)。然而，如果在每一个电力供应路径中设置温度传感器以检测在环境温度之间的差，则设备的零件数目增加。为了避免这种不方便，已经需要在具有与机械电流保险丝类似的保护范围的同时具有不复杂的配置的电力供应控制器。
(用于解决问题的手段)
鉴于上述情况而实现本发明。根据本发明的电力供应控制器连接到用于从电源向负载供应电力的电力供应路径。电力供应控制器被配置为控制从电源向负载的电力供应，并且包括：开关电路，该开关电路设置在电源和电力供应路径之间，该开关电路被配置为在接通和断开之间切换从电源向负载的电力供应；电力供应路径保护电路，其被配置为根据电力供应命令信号来控制开关电路的开关，该电力供应命令信号命令开始或结束向负载进行电力供应，并且如果电力供应路径在异常状态中，则禁止开关电路进行电力供应，由此保护电力供应路径；以及，特性设定电路，其被配置为设定保护电流温度特性线的特性。保护电流温度特性线用于电力供应路径保护电路禁止开关电路进行电力供应。保护电流温度特性线表示在禁止电力供应的保护电流值和环境温度之间的关系。保护电流温度特性线具有对应于在环境温度上的增大，保护电流值恒定的特性；或者具有对应于在环境温度上的增大，保护电流值降低的负特性。保护电流温度特性线和电力供应路径温度特性线具有下述关系：在等于或低于在电力供应路径周围的假定最大环境温度的温度范围内，在相同环境温度处，保护电流值等于或低于电力供应路径的可允许电流值。电力供应路径温度特性线表示在电力供应路径的可允许电流值和环境温度之间的关系。
根据上面的配置，特性设定电路设定保护电流温度特性线。因此，可以使用具有作为开关电路的半导体开关的半导体保险丝来实现至少类似于传统机械电流保险丝的温度特性的温度特性。因此，与传统机械电流保险丝类似，可以在较低的环境温度提高关死特性，以便对应于在低温下在负载电流上的增大，同时可以在较高环境温度下降低关死特性，使得避免在高温下的电力供应路径的性能降低。另外，用于保险丝的保险丝盒可以较小。而且，在电力供应路径和保险丝盒之间在温度上的差的容限可以保持与传统保险丝类似。
附图说明
图1图示了根据本发明的实施例的电力供应控制器的示意性框图；
图2图示了指示第一实施例的可允许电力供应路径温度增大值的图形；
图3图示了第一实施例的保护电流温度特性线的图形；
图4图示了指示第二实施例的可允许电力供应路径温度增大值的图形；以
图5图示了第二实施例的保护电流温度特性线的图形。
(符号说明)
10...电力供应控制器
11...印刷电路板
20...电力供应路径保护电路
21...电力供应确定控制电路
22...导线温度计算电路
23...电流检测电路(电流检测部)
24...环境温度传感器(温度检测电路)
25...特性设定电路
30...开关电路
31...主开关(开关电路)
32...感测晶体管(电流检测部)
50...风扇电机(负载)
51...电力供应路径
51A...印刷布线部分(电力供应路径)
51B...导线部分(电力供应路径)
I...流动电流(flowing current)
Lpr...保护电流温度特性线Lpr
Lw...导线特性线(电力供应路径温度特性线)
T0vi...假设环境温度，假设环境温度函数
具体实施方式
<第一实施例>
将参考图1至图3描述根据本发明的第一实施例。图1图示了根据本发明的第一实施例的电力供应控制器10的示意图。
1.电路配置
如图1中所示，电力供应控制器10连接到在电源Ba和负载50之间的电力供应路径51。电力供应路径51将来自电源Ba的电力供应至负载50。电力供应控制器10控制从电源Ba向负载50的电力供应。
电力供应控制器10包括电力供应路径保护电路20、开关电路30和开关(SW)输入检测电路40。电力供应控制器10形成在印刷电路板11上。电力供应路径51包括印刷布线部分51A和导线部分(以下简称为“导线”)51B。印刷布线部分51A形成在印刷电路板11上。导线51B连接印刷布线部分51A和负载50。
在实施例1中，电力供应控制器10说明性地被设置在汽车发动机室中。电源Ba是电池。图示风扇电机作为负载50。电力供应控制器10经由电力供应路径51驱动控制风扇电机。开关电路30直接地接收电池电压Vb，如图1中所示。另一方面，电力供应路径保护电路20和SW输入检测电路40接收经由电压转换器(未示出)而被转换为预定电压的电池电压Vb。
根据本发明的电力供应控制器不限于第一实施例的电力供应控制器10。本发明适用于任何用于控制向负载的电力供应和用于保护电力供应路径两者的电力供应控制器。另外，负载不限于电机。
SW输入检测电路40连接到输入开关SW。当输入开关SW接通时，SW输入检测电路40接收输入信号(电力供应命令信号)Sin，该信号命令开始向负载50的电力供应。根据输入信号Sin，SW输入检测电路40产生输出命令信号(电力供应命令信号)Stn。换句话说，在这个实施例中，通过接通输入开关SW来命令开始向负载50的电力供应。
另一方面，当输入开关SW断开时，SW输入检测电路40接收输入信号Sin，该信号命令结束向负载50的电力供应。
开关电路30被设置在电池Ba和电力供应路径51之间。开关电路30根据来自电力供应路径保护电路20的电力供应控制信号Scn在接通和断开之间切换从电池Ba向负载50的电力供应。开关电路30被配置为半导体开关，该半导体开关包括主开关31和感测晶体管(电流检测装置)32。主开关31向负载50供应电力。提供感测晶体管32用于检测负载电流(流动电流)I。例如，通过在图1中所示的N沟道FET(场效应晶体管)来配置主开关31和感测晶体管32中的每一个。
电力供应路径保护电路20包括电力供应确定控制电路21、导线温度计算电路22、电流检测部、环境温度传感器(环境温度检测电路)24和特性设定电路25。电力供应路径保护电路20根据电力供应命令信号Stn来控制开关电路30的开关，该电力供应命令信号Stn命令开始或结束向负载50的电力供应。而且，如果电力供应路径51在异常状态中，则电力供应路径保护电路20禁止开关电路30进行电力供应，由此保护电力供应路径51。如下所述，如果相对于环境温度T0的电力供应路径温度增大值ΔTw超过可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax，则电力供应路径保护电路20禁止开关电路30进行电力供应。根据流动电流I、电力供应路径51的电阻、和电力供应路径51的热辐射特性来计算电力供应路径温度增大值ΔTw。根据环境温度T0和最大电力供应路径温度Twmax来计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax。
电力供应路径保护电路20保护印刷布线部分51A和导线51B中的至少一个。在这个实施例中，保护导线51B。本发明不限于此。例如，电力供应路径保护电路20可以保护印刷布线部分51A。而且，可以保护印刷布线部分51A和导线51B两者。
特性设定电路25设定电力供应路径保护电路20为了控制开关电路30所需的控制数据。例如，特性设定电路25通过在非易失性存储器中存储数据来设定控制数据。该数据与保护电流温度特性线Lpr相关，该保护电流温度特性线Lpr用于电力供应路径保护电路20禁止开关电路30进行电力供应。保护电流温度特性线Lpr表示在禁止电力供应的保护电流值和环境温度T0之间的关系。保护电流温度特性线Lpr具有对应于在环境温度上的增大，保护电流值恒定的特性；或者具有对应于在环境温度上的增大，保护电流值降低的负特性。而且，在第一实施例中，在等于或低于在电力供应路径51周围的假定的最大环境温度T0sumax的温度范围内，保护电流温度特性线Lpr和电力供应路径温度特性线Lwc具有下述关系：保护电流值等于或低于在相同环境温度下的可允许电流值(参见图3)。电力供应路径温度特性线(导线特性线)Lwc指示在电力供应路径的可允许电流值和环境温度之间的关系。
电流检测部包括电流检测电路23和感测晶体管32。电流检测部检测经由开关电路30通过导线51B的负载电流I。感测晶体管32检测感测电流。电流检测电路23将感测电流与预定数相乘以将感测电流转换为负载电流(流动电流)I。关于流动电流I的信息被提供到导线温度计算电路22。
环境温度传感器24被设置为接近导线温度计算电路22。环境温度传感器24检测在电力供应控制器10周围的环境温度T0。在这个实施例中，环境温度传感器24检测在汽车发动机室中的环境温度T0。关于检测的环境温度T0的信息被提供到导线温度计算电路22。环境温度T0不限于发动机室温度。
基于由流动电流I在导线51B中产生的热量和来自导线51B的辐射热量之间的差，导线温度计算电路22计算估计相对于环境温度T0的导线温度增大值ΔTw。接下来，导线温度计算电路22将所计算的导线温度增大值ΔTw加到环境温度T0，由此计算导线温度Tw。导线温度计算电路22向电力供应确定控制电路21提供关于所计算的导线温度增大值ΔTw的信息和关于所计算的导线温度Tw的信息。在第一实施例中，假设环境温度T0vi被用作环境温度T0。这一点将在下面描述。
具体地说，导线温度计算电路22在例如每一个预定时间Δt对流动电流I采样，并且将流动电流I的每一个值代入如下的公式(1)中，由此计算导线温度增大值ΔTw。导线温度计算电路22根据例如在诸如ROM的非易失性存储器中存储的预定计算程序来计算导线温度增大值ΔTw。
ΔTw(n)＝ΔTw(n-1)×exp(-Δt/τw)+Rthw×Rw(n-1)×I(n-1)2×(1-exp(-Δt/τw))    公式(1)
其中：
I(n)：在第n次检测中的检测的电流值(Δ)(n是等于或大于1(一)的整数)；
ΔTw(n)是在第n次检测中检测的导线温度增大(℃)；
Rw(n)＝Rw(0)×(1+κw×(Tw-Tb))是在第n次检测中的导线电阻(Ω)；
Rw(0)：在预定基准温度Tb下的导线电阻(Ω)；
Rthw：导线的热阻(℃/W)；
τw：导线的热时间常数(s)；以及
κw：导线的电阻温度系数(/℃)。
在公式(1)中，第一项不包含流动电流I。第一项给出了来自导线51B的辐射热量。第二项包含流动电流I。第二项给出因为流动电流I而在导线51B中的产生的热量。换句话说，当关死向负载50的电力供应并且没有流动电流I通过时，导线温度Tw由来自导线51B的辐射热量确定。
电力供应确定控制电路21根据来自SW输入检测电路40的电力供应命令信号Stn来在导通和断开之间控制开关电路30的电力供应。而且，如果导线温度Tw达到预定最大导线温度Twmax，则电力供应确定控制电路21断开开关电路30。在这个实施例中，最大导线(电力供应路径)温度Twmax被设定在导线冒烟温度(wire smokingtemperature)。即，如果导线温度Tw达到导线冒烟温度Twmax，则电力供应确定控制电路21断开开关电路30的主开关31以禁止开关电路30向负载50进行电力供应，由此保护导线51B。
换句话说，根据流动电流I、电力供应路径51的电阻Rw和热辐射特性τw计算相对于环境温度T0的电力供应路径温度增大值ΔTw。另一方面，根据环境温度T0和最大导线温度Twmax计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax。如果电力供应路径温度增大值ΔTw超过可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax，则电力供应确定控制电路21禁止开关电路30进行电力供应。因为这一点，适当地保护导线51B以免冒烟，同时允许其电力供应接近冒烟温度Twmax。
2.调整保护电流温度特性线的方法
以下将参考图2和图3来描述第一实施例的调整保护电流温度特性线的方法。图2图示了指示第一实施例的可允许电力供应路径温度增大值的图形。图3图示了第一实施例的保护电流温度特性线的图形。在图3中的阴影区域指示保护范围PR。
在第一实施例中，使用下面的公式来计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax：
ΔTwmax＝Twmax-(a*T0+b)
其中：
Twmax是最大电力供应路径温度；
(a*T0+b)是假设环境温度T0vi；
T0是环境温度；
“a”是系数；并且
“b”是常数。
常数“b”被设定为下述值：该值使得在假定的最大环境温度T0sumax下假设环境温度T0vi＝(a*T0+b)取值为等于假定的最大环境温度T0sumax的值。在图2中，假定的最大环境温度T0sumax和最大电力供应路径温度Twmax说明性地分别是80℃和165℃。
在第一实施例中，通过改变由环境温度T0的线性函数表示的假设环境温度T0vi的系数“a”和常数“b”来调整保护电流温度特性线Lpr。另外，因为常数“b”的条件，假设环境温度T0vi的图形(线性函数)必然通过在图2中所示的坐标(T0sumax，T0sumax)。通过系数“a”和常数“b”的不同设定来获得保护电流温度特性线Lpr的不同设定。以下描述这一点：
2-1.在“0＜a＜1”的情况下
在图2中通过直实线T0vi1来图示具有在范围0＜a＜1内设定的系数“a”的假设环境温度T0vi。在该情况下，对于被设定于在范围0＜a＜1内的预定值的系数“a”，可以如图3中的实线(保护电流温度特性线Lpr1)图示来设定保护电流温度特性线Lpr。在等于或低于假定的最大环境温度T0sumax的温度范围内，保护电流温度特性线Lpr1类似于传统机械电流保险丝特性线Lf。因此，例如，使用被设定在0.25的系数“a”和被设定在60的常数“b”，获得与传统机械电流保险丝类似的保护范围。
2-2.在“a＝0”的情况下
通过在图2中的双点划线直线T0vi2来图示具有被设定在零的系数“a”的假设环境温度T0vi。因此，常数“b”等于假定的最大环境温度T0sumax。在该情况下，如图3中的双点划线直线(保护电流温度特性线Lpr2)所示来设定保护电流温度特性线Lpr。在等于或低于假定的最大环境温度T0sumax的温度范围内，保护电流温度特性线Lpr2是恒定的，与环境温度无关。因此，在任何假定的环境温度T0下可靠地保护导线51B。例如，即使电力供应控制器10被放置在假定的最低温度下而导线(电力供应路径)51B被放置在假定的最大温度下，也可靠地保护导线51B。与此作比较，传统机械电流保险丝的熔断(熔化)电流取决于环境而物理地变化；因此，使用传统的机械电流保险丝不能获得保护电流温度特性线Lpr2。
在该情况下，如果温度增大值ΔTw超过导线51B的可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax(ΔTwmax根据在导线(电力供应路径)51B周围的最大环境温度或导线51B的假定最大环境温度T0sumax和最大温度Twmax而确定)，则电力供应路径保护电路20禁止开关电路30进行电力供应，由此保护导线51B。
2-3.在“a＝1”的情况下
在图2中通过点划线直线T0vi3来图示具有被设定在1(一)的系数“a”的值的假设环境温度T0vi。在该情况下，因为设定常数“b”的条件，常数“b”取值为零。在该情况下，如点划线(假设环境温度T0vi3)所示来设定保护电流温度特性线Lpr。在等于或低于假定的最大环境温度T0sumax的温度范围内，假设环境温度T0vi3沿着电力供应路径温度特性线Lw延伸，即，大致与电力供应路径温度特性线Lw相同。因此，在例如电力供应控制器10和导线(电力供应路径)51B被置于相同的环境温度T0处的情况下，在任何假定的环境温度T0下可靠地保护导线51B。而且，虽然导线51B的电力供应限制一般取决于环境温度T0而改变，但是导线51B可以在任何环境温度T0下供应达到电力供应限制的电力。因此，导线51B的额外容限是不必要的，因此可以将导线51B缩小大小(更细)。与此作比较，传统机械电流保险丝具有熔断电流的单独和物理的温度特性；因此，使用传统机械电流保险丝不能实现保护电流温度特性线Lpr3。
在该情况下，如果温度增大值ΔTw超过导线51B的可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax(ΔTwmax根据导线(电力供应路径)51B的环境温度T0和最大电力供应路径温度Twmax而确定)，则电力供应路径保护电路20禁止开关电路进行电力供应，由此保护导线51B。这种情况对应于使用实际环境温度T0(固定值)来计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax的情况。
在第一实施例中，导线温度计算电路22根据例如在诸如ROM的非易失性存储器中存储的预定计算程序来计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax。预先通过实验等确定与要保护的电力供应路径51对应的系数“a”和常数“b”的值，并且将系数“a”和常数“b”的值存储在诸如ROM的非易失性存储器中。当出现需要时，从环境温度传感器24获得环境温度T0。在例如上面的(2-2)的情况下，获得环境温度T0是不必要的。另外，可以由特性设定电路25计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax。特性设定电路25基于诸如可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax等的计算数据来设定保护电流温度特性线(Lpr1至Lpr3)。
3.实施例1效果
如上所述，在适合地设定了系数“a”和常数“b”两者的情况下，由线性函数表示的假设环境温度线T0vi可以变化，使得诸如如下而适当地设定保护范围。在系数“a”更接近1(一)的情况下，保护电流温度特性线Lpr被设定为使得沿着电力供应路径温度特性线(导线特性线)Lw延伸，该电力供应路径温度特性线(导线特性线)Lw表示在电力供应路径51的可允许电流值和环境温度之间的关系。在系数“a”被设定得较小的情况下，保护电流温度特性线Lpr被设定得平缓。换句话说，可以适当地设定保护电流温度特性线Lpr。而且，在等于或低于电力供应路径周围的假定的最大环境温度T0sumax的温度范围内，保护电流温度特性线Lpr等于或低于电力供应路径温度特性线，该电力供应路径温度特性线表示在可允许电力供应路径电流值和环境温度之间的关系。因为这一点，在假定范围内的任何环境温度下适合地保护电力供应路径。因此，可以实现至少与传统机械电流保险丝类似的保护范围。
而且，可以设定使用机械电流保险丝不能实现的保护电流温度特性线(诸如保护电流温度特性线Lpr2和Lpr3)。即，可以实现等于或大于传统机械电流保险丝的保护范围的保护范围。
<第二实施例>
以下将参考图4和图5来描述第二实施例的调整保护电流温度特性线的方法。图4图示了指示第二实施例的可允许电力供应路径温度增大值的图形。图5图示了第二实施例的可允许保护电流温度特性线的图形。第二实施例与第一实施例的不同仅在计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax的方法。第二实施例的其他配置与第一实施例的配置相同。
在第二实施例中，使用下面的公式来计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax：
ΔTwmax＝(Twvimax-T0)*c
其中：
Twvimax是假设最大电力供应路径温度；并且
“c”是正系数。
假设最大电力供应路径温度Twvimax是比最大电力供应路径温度Twmax更高的温度。系数“c”被设定为使得在假定的最大环境温度T0sumax下满足下面的公式：
(Twvimax-T0)*c＝[最大电力供应路径温度]-T0
换句话说，在图4中的由箭头A指示的部分(Twvimax-T0)乘以“c”，使得由箭头B指示的部分([最大电力供应路径温度]-T0)等于由箭头C指示的部分。
因此，在适合地设定假设最大电力供应路径温度Twvimax和系数“c”两者的情况下，可以诸如如下而适当地设定保护范围。在假设最大电力供应路径温度Twvimax被设定得较低但是不低于最大电力供应路径温度Twmax的情况下并且在系数“c”更接近1(一)的情况下，可以将保护电流温度特性线Lpr设定为使得沿着电力供应路径温度特性线Lw延伸，该电力供应路径温度特性线Lw表示在导线(电力供应路径)51B的可允许电流值和环境温度T0之间的关系。在假设最大电力供应路径温度Twvimax被设定得较高的情况下并且在该系数被设定得较小的情况下，可以将保护电流温度特性设定得平缓。换句话说，可以适当地设定保护电流温度特性线Lpr。因此，可以实现至少等于传统机械电流保险丝的保护范围的保护范围。
可以将假设最大电力供应路径温度Twvimax设定在机械电流保险丝的发热元件的保险丝熔化(最大)温度Tfmax(例如420℃)处。在该情况下，获得在图5中所示的保护电流温度特性线Lpr4。保护电流温度特性线Lpr4与传统机械电流保险丝的保护电流温度特性线类似。因此，可以实现与传统机械电流保险丝的保护范围类似的保护范围。在该情况下，例如，在最大电力供应路径温度Twmax被设定在165℃的情况下并且在环境温度T0被设定在80℃的情况下，因为设定系数“c”的条件，系数“c”采取下面的值：
c＝0.25(＝(165-80)/(420-80))
另一方面，在假设最大电力供应路径温度Twvimax被设定在最大电力供应路径温度Twmax的情况下并且在系数“c”的值被设定在1(一)的情况下，获得在图5中所示的保护电流温度特性线Lpr5。保护电流温度特性线Lpr5沿着导线特性线Lw延伸。因此，可以实现与在第一实施例中(2-3.a＝1)的情况类似的效果。换句话说，可以设定使用传统机械电流保险丝不能实现的保护电流温度特性线Lpr5。
与第一实施例类似，导线温度计算电路22根据例如在诸如ROM的非易失性存储器中存储的预定计算程序来计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax。在该计算中，预先通过实验等确定与要保护的电力供应路径51对应的系数“c”的值，并且将系数“c”的值存储在诸如ROM的非易失性存储器中。可以由特性设定电路25计算可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax。特性设定电路25基于诸如可允许电力供应路径温度增大值ΔTwmax等的计算数据来设定保护电流温度特性线(Lpr4、Lpr5)。
4.第二实施例的效果
在适合地设定假设最大电力供应路径温度Twvimax和系数“c”两者的情况下，可以诸如如下而适当地设定保护范围。在假设最大电力供应路径温度Twvimax被设定得较低但是不低于最大电力供应路径温度Twmax的情况下并且在系数“c”更接近1(一)的情况下，可以设定沿着电力供应路径温度特性线Lw延伸的保护电流温度特性线Lpr5，该电力供应路径温度特性线Lw表示在导线(电力供应路径)51B的可允许电流值和环境温度T0之间的关系。在假设最大电力供应路径温度Twvimax被设定得较高的情况下并且在该系数“c”被设定得较小的情况下，可以将保护电流温度特性设定得平缓。换句话说，可以适当地设定保护电流温度特性线Lpr。因此，可以实现至少与传统机械电流保险丝的保护范围类似的保护范围。
而且，可以设定使用机械电流保险丝不能实现的保护电流温度特性线Lpr，诸如保护电流温度特性线Lpr5。换句话说，可以实现等于或大于传统机械电流保险丝的保护范围的保护范围。
<其他实施例>
本发明不限于以上参考附图描述的实施例。例如，下面的实施例也被包括在本发明的技术范围内。
(1)在上面的实施例中，通过电流检测电路23和感测晶体管32说明性地配置电流检测装置。本发明不限于此。可以使用分流电阻器或基于主开关(N沟道FET)的漏极-源极电压Vds来检测流动电流。
(2)在上述实施例中，在电力供应控制器10中的各电路被配置为单独的电路。本发明不限于此。例如，可以通过ASIC(专用集成电路)来配置电力供应路径保护电路20(除了环境温度传感器24之外)和SW输入检测电路40。

Claims (10)

1.一种电力供应控制器，所述电力供应控制器连接到用于将来自电源的电力供应到负载的电力供应路径，所述电力供应控制器被配置为控制从所述电源向所述负载的电力供应，并且包括：
开关电路，所述开关电路设置在所述电源和所述电力供应路径之间，所述开关电路被配置为在接通和断开之间切换从所述电源向所述负载的电力供应；
电力供应路径保护电路，所述电力供应路径保护电路被配置为根据电力供应命令信号来控制所述开关电路的开关操作，所述电力供应命令信号命令开始或结束向所述负载的所述电力供应，并且如果所述电力供应路径在异常状态中，则禁止所述开关电路进行所述电力供应，由此保护所述电力供应路径；以及，
特性设定电路，所述特性设定电路被配置为设定保护电流温度特性线的特性，所述保护电流温度特性线用于所述电力供应路径保护电路禁止所述开关电路进行所述电力供应，所述保护电流温度特性线表示在禁止所述电力供应的保护电流值和环境温度之间的关系，
其中，
所述保护电流温度特性线具有对应于在所述环境温度上的增大，所述保护电流值恒定的特性；或者具有对应于在所述环境温度上的增大，所述保护电流值降低的负特性，并且
所述保护电流温度特性线和电力供应路径温度特性线具有下述关系：在等于或低于在所述电力供应路径周围的假定最大环境温度的温度范围内，在相同环境温度下，所述保护电流值等于或低于所述电力供应路径的可允许电流值，所述电力供应路径温度特性线表示在所述电力供应路径的所述可允许电流值和环境温度之间的关系。
2.根据权利要求1所述的电力供应控制器，其中：
所述电力供应路径保护电路包括环境温度检测电路和电流检测部，所述环境温度检测电路被配置为检测在所述电力供应控制器周围的环境温度，所述电流检测部被配置为检测在所述电力供应路径中的流动电流；并且
如果所述电力供应路径相对于所述环境温度的温度增大值超过可允许电力供应路径温度增大值，则所述电力供应路径保护电路通过所述开关电路来禁止向所述负载的所述电力供应，所述温度增大值是根据所述流动电流、所述电力供应路径的电阻和所述电力供应路径的热辐射特性计算的，所述可允许电力供应路径温度增大值是根据所述环境温度和所述电力供应路径的最大温度计算的。
3.根据权利要求2所述的电力供应控制器，其中：
使用下面的公式来计算所述可允许电力供应路径温度增大值：
ΔTwmax＝Twmax-(a*T0+b)
其中，ΔTwmax是所述可允许电力供应路径温度增大值，Twmax是最大电力供应路径温度，(a*T0+b)是假设环境温度，T0是环境温度，“a”是系数，并且“b”是常数；并且
所述常数“b”被设定在下述值：所述值使得在假定的最大环境温度下所述假设环境温度(a*T0+b)取值为等于所述假定的最大环境温度。
4.根据权利要求3所述的电力供应控制器，其中，所述系数“a”在0＜a＜1的范围内。
5.根据权利要求3所述的电力供应控制器，其中，所述系数“a”取值为零。
6.根据权利要求3所述的电力供应控制器，其中，所述系数“a”取值为1。
7.根据权利要求2所述的电力供应控制器，其中：
使用下面的公式来计算所述可允许电力供应路径温度增大值：
ΔTwmax＝(Twvimax-T0)*c
其中，ΔTwmax是可允许电力供应路径温度增大值，Twvimax是假设最大电力供应路径温度，T0是环境温度，并且“c”是正系数；
所述假设最大电力供应路径温度是比所述最大电力供应路径温度更高的温度，并且
系数“c”被设定为使得在假定的最大环境温度下满足下面的公式：
(Twvimax-T0)*c＝[最大电力供应路径温度]-T0。
8.根据权利要求7所述的电力供应控制器，其中，所述假设最大电力供应路径温度是机械电流保险丝的发热元件的熔断温度。
9.根据权利要求7所述的电力供应控制器，其中：
所述假设最大电力供应路径温度是最大电力供应路径温度；并且
所述系数“c”取值为1。
10.根据权利要求1至9中的任何一项所述的电力供应控制器，其中：
所述电力供应控制器形成在印刷电路板上；
所述电力供应路径包括印刷布线部分和导线部分，所述印刷布线部形成在所述印刷电路板上，并且所述导线部分被配置为连接所述印刷布线部分和所述负载；并且
所述电力供应路径保护电路保护所述印刷布线部分和所述导线部分中的至少一个。
CN201080042178.2A 2009-09-25 2010-09-24 电力供应控制装置 Expired - Fee Related CN102549867B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009221519 2009-09-25
JP2009-221519 2009-09-25
PCT/JP2010/066584 WO2011037200A1 (ja) 2009-09-25 2010-09-24 電力供給制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102549867A true CN102549867A (zh) 2012-07-04
CN102549867B CN102549867B (zh) 2014-08-06

Family

ID=43795944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080042178.2A Expired - Fee Related CN102549867B (zh) 2009-09-25 2010-09-24 电力供应控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8730635B2 (zh)
JP (2) JP5360222B2 (zh)
CN (1) CN102549867B (zh)
DE (1) DE112010003777B4 (zh)
WO (1) WO2011037200A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105518954A (zh) * 2013-09-05 2016-04-20 株式会社自动网络技术研究所 控制装置
CN109789785A (zh) * 2016-09-23 2019-05-21 大陆汽车系统公司 用于开关模式电源的功率部件的基于计时器的热保护
CN112630652A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 摩登汽车(盐城)有限公司 车载接插件最大电流等级的测试方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015121194A1 (de) * 2015-12-04 2017-06-08 Infineon Technologies Ag Vorrichtung mit integriertem Schutzverlauf und Verfahren
CN106848998B (zh) * 2017-02-28 2019-05-24 浙江大华技术股份有限公司 一种电源输出保护电路及装置
DE102021113107A1 (de) * 2021-05-20 2022-11-24 Lisa Dräxlmaier GmbH Elektronischer Sicherungsschaltkreis

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000315588A (ja) * 1999-02-26 2000-11-14 Yazaki Corp 電源供給制御装置
JP2003299241A (ja) * 2002-04-05 2003-10-17 Tempearl Ind Co Ltd 過電流検出装置
CN1937343A (zh) * 2005-09-21 2007-03-28 矢崎总业株式会社 过电流检测装置
US20070253132A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Yazaki Corporation Protection device for load circuits
JP2008263278A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Yazaki Corp 負荷回路の過電流保護装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007138929A1 (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Autonetworks Technologies, Ltd. 電力供給制御装置
JP2009055754A (ja) * 2007-08-29 2009-03-12 Yazaki Corp 保護回路
JP4624400B2 (ja) * 2007-11-19 2011-02-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用の電線保護方法および電線保護装置
JP5381248B2 (ja) * 2009-03-31 2014-01-08 株式会社オートネットワーク技術研究所 電力供給制御装置およびその制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000315588A (ja) * 1999-02-26 2000-11-14 Yazaki Corp 電源供給制御装置
JP2003299241A (ja) * 2002-04-05 2003-10-17 Tempearl Ind Co Ltd 過電流検出装置
CN1937343A (zh) * 2005-09-21 2007-03-28 矢崎总业株式会社 过电流检测装置
US20070253132A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Yazaki Corporation Protection device for load circuits
JP2008263278A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Yazaki Corp 負荷回路の過電流保護装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105518954A (zh) * 2013-09-05 2016-04-20 株式会社自动网络技术研究所 控制装置
CN105518954B (zh) * 2013-09-05 2018-09-14 株式会社自动网络技术研究所 控制装置
CN109789785A (zh) * 2016-09-23 2019-05-21 大陆汽车系统公司 用于开关模式电源的功率部件的基于计时器的热保护
CN109789785B (zh) * 2016-09-23 2022-08-12 大陆汽车系统公司 用于开关模式电源的功率部件的基于计时器的热保护
CN112630652A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 摩登汽车(盐城)有限公司 车载接插件最大电流等级的测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20120146614A1 (en) 2012-06-14
JP5578380B2 (ja) 2014-08-27
JP2013150547A (ja) 2013-08-01
JP5360222B2 (ja) 2013-12-04
DE112010003777T5 (de) 2012-10-11
US8730635B2 (en) 2014-05-20
WO2011037200A1 (ja) 2011-03-31
JPWO2011037200A1 (ja) 2013-02-21
DE112010003777B4 (de) 2021-01-14
CN102549867B (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9042069B2 (en) Power supply controller
CN102549867B (zh) 电力供应控制装置
US9197127B2 (en) Power supply controller
US8243407B2 (en) Semiconductor switch control device
US8422183B2 (en) Overcurrent detecting apparatus
JP4624400B2 (ja) 車両用の電線保護方法および電線保護装置
JP5381248B2 (ja) 電力供給制御装置およびその制御方法
JP5075372B2 (ja) 電池パック
US20120242376A1 (en) Load drive apparatus and semiconductor switching device drive apparatus
US7746616B2 (en) Protection circuit and method of protecting a load circuit
JP2004147391A (ja) 電源コントローラ
US20150340855A1 (en) Electric-wire protection device
JP2011061966A (ja) ボルテージレギュレータ
JP2012207976A (ja) 電流検出装置、過電流保護装置および電流検出方法
JP5776946B2 (ja) 電力供給制御装置
JP2012217271A (ja) 電源供給装置および電源供給方法
JP5778022B2 (ja) 車両用電源供給装置
WO2015053106A1 (ja) 過熱保護装置
US10707676B2 (en) Electric wire protection device
JP2007104488A (ja) 電力供給制御装置
JP7127736B2 (ja) 電流検出装置及び給電制御装置
KR20180093754A (ko) Mit소자를 적용한 mit응용회로, 이를 포함하는 전기전자 시스템 및 그 구동방법
CN108574266B (zh) 电线保护装置和电线保护装置的控制方法
KR101916468B1 (ko) 외부 온도에 따른 부하 전류 제한 자동 보정 방법
US20240170949A1 (en) Electronic control system and electronic control device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140806