CN113439321B - 熔断器、电路装置和具有电路装置的机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种熔断器，具有布置在第一连接触点和第二连接触点之间的熔断导体，其特征在于，在第一连接触点和第二连接触点上分别布置连接销，在所述连接销上放置电路板，并且在所述电路板上在背离熔断导体的一侧上布置至少一个集成电路。

Description

熔断器、电路装置和具有电路装置的机动车

技术领域

本发明涉及一种熔断器以及一种具有熔断器的电路装置。此外，本发明还涉及这种熔断器以及电路装置在汽车应用中的使用，尤其是具有这种电路装置的机动车。

背景技术

作为所谓的插接式保险装置已知的常规的熔断器目前也在机动车的安全相关的应用中用作线路保护。特别是在汽车应用中，使用扁平插拔式保险和小型扁平插拔式保险。在这些保险装置中，熔丝通过两个扁平连接片接触。扁平连接片被夹持在连接壳体(保险盒)中，并且可以用很少的费用移除和更换。

在扁平插拔式保险以及其他的熔断器中的问题是缺乏诊断能力。然而，由于车辆中电子部件的不断增加的复杂性，故障的可能性也增加。如果涉及到与安全相关的组件，那么故障可能具有破坏性的作用，尤其是可能对人造成损害。ISO标准IS026262提出了用于机动车中的电气和电子组件的功能安全性的准则。为了满足这些要求，需要对组件进行监控，但是这在传统的熔断器中是不可能的。

发明内容

因此，本发明的目的在于，优化对熔断器的监控。

为了解决该任务，提出了一种根据权利要求1的熔断器、一种根据权利要求12的电路装置以及一种根据权利要求13的机动车。

本发明的熔断器在第一连接触点和第二连接触点之间具有熔断导体。熔断器的结构本身是已知的。熔断导体在其导线横截面和其导电性方面设置得，使得其在一定的电流强度下熔化并且因此分开两个连接触点之间的电路径。在熔断器中的熔断导体的工作方式同样是本身已知的，因此不进行详细的描述。

具体而言，现在已经认识到，在常规的熔断器中对熔断导体的监控是有问题的。为了实现监控熔断导体，建议在第一连接触点和第二连接触点上分别布置一个连接销。连接销是电导体，该电导体从连接触点向外伸出。电路板放置在连接销上。优选地，将所述电路板与所述连接销焊接。集成电路被布置在电路板自身上，借助于该集成电路能够对在熔断导体处检测到的测量值进行分析。尤其是，集成电路具有AD转换器。此外，在电路板上能够设置传感器，借助所述传感器能够获取在熔断器、尤其熔断导体上的物理参量。因此，例如可以设置电流、电压以及温度传感器。这种传感器的模拟输出信号可以借助AD转换器数字化，并且接着在微控制器上进一步处理。微控制器同样可以布置在电路板上。

通过本发明的熔断器实现了为传统结构补充监控功能。

本发明的熔断器能够检测熔断器上的故障。也可以在产生故障之前，预先确定可能产生故障。通过将测量数据与比较数据进行比较，可以确定测量值偏离额定值的量。偏差可以被评价为对未来可能的故障的提示。这种对组件的监控也被称为防御性维护。

根据一个实施例提出，所述电路板通过过孔放置到连接销上。电路板具有过孔(孔)，其在电路板的一侧或两侧与印制导线连接。通过过孔将电路板插接到连接销上。连接销可以直接在过孔上与电路板连接、尤其是焊接，在所述过孔上可以设置印制导线的焊接触点。

根据一个实施例提出，集成电路具有至少一个微控制器。微控制器用于处理优选数字的测量数据。借助于微控制器能够直接在熔断器上进行测量数据的分析，并且必要时在故障时输出故障信号或者在一个或多个测量值偏离确定的极限值时输出警告信号。

根据一个实施例提出，在熔断导体和电路板之间设置有绝缘层。通过该绝缘层防止电路板与连接触点和/或熔断导体的接触。

根据一个实施例提出，连接销和熔断导体彼此U形地布置。熔断导体可以形成U的底部。两个腿可以通过连接销构成。因此，连接销可以从熔断导体突出地形成。电路板能够设置在两个腿之间。

传统的保险盒能够实现熔断器的插入并且因此能够特别简单地更换熔断器。如果现在在熔断器的背离连接触点的一侧上通过从熔断导体伸出的连接销还附加地在熔断器上布置电路板，则可以将这个电路板装入到传统的保险盒中。

集成电路、尤其是微控制器可以有线或无线地输出控制信号或故障信号。根据对测量信号的分析，集成电路、尤其是微控制器可以产生输出信号，该输出信号可以有线或无线地输出。也可能的是，集成电路、尤其是微控制器通过连接销将控制信号耦合到连接触点上，该控制信号可以通过车载电网传输到中央控制装置。在这种情况下，熔断器不需要额外的接触以实现测量信号的处理。

所述集成电路可以通过所述连接销来供电。熔断导体上的电压降(该电压降也可以仅仅为几mV)可以足以电驱动集成电路。

根据一个实施例提出，第一连接触点和第二连接触点沿纵轴延伸。连接触点的纵轴优选基本上彼此平行地延伸。熔断导体优选地基本上垂直于连接触点的纵轴延伸。熔断导体和连接触点构成一平面，并且连接销可以在该平面中或基本上垂直于该平面延伸。连接销尤其是平行于相应的连接触点的相应的纵轴。

根据一个实施例提出，连接触点形成为扁平的接片，和/或连接销线形地形成。所述连接销尤其圆线形地形成。这简化了与电路板的组装，因为所述电路板准备用于圆形的、线形的连接销。

根据一个实施例提出，各个连接触点和连接销一体地形成。在冲压过程中可以将连接销与连接触点一起冲压。也可以由金属丝压制出连接触点。也可能的是，所述连接销钎焊或熔焊到所述连接触点上。

根据一个实施例提出，连接触点和熔断导体布置在载体基板上，连接销从载体基板伸出并且电路板是与载体基板分开的构件，然而也可以贴靠在载体基板上。优选地，连接触点和熔断导体布置在共同的壳体中。特别是将连接触点和熔断导体浇注在这里。连接销从壳体中引出。在壳体的底侧，连接触点可以彼此间隔地从壳体伸出。特别地，连接触点可以形成为扁平插头，如在传统的扁平插拔式保险中那样。在壳体的盖侧、即与底部相对置地，电路板可直接安放在壳体上。连接销可以从壳体的盖伸出并且电路板可以被放置到盖上。特别地，电路板的尺寸被确定为使得其表面与壳体的横截面完全一致地平行于壳体的盖面。尤其是，电路板与壳体的盖面完全一致。这使得能够在无须改变熔断器的形状因数的情况下将根据本发明的熔断器插入传统的保险固定器中。壳体的底部和/或盖也可以是壳体的任意其它的侧壁。

根据一个实施例提出，在电路板上通过连接销可获取熔断导体的电压和/或电流和/或在熔断导体上的温度。电压可以直接在连接销之间测量。电流可以通过测量电阻测量或者例如无接触地通过霍尔传感器或类似装置测量。也可以由熔断导体的已知的电阻值和通过该熔断导体获取的电压来确定通过熔断导体的电流。温度可以通过温度传感器检测。尤其是，温度传感器位于电路板的面向熔断导体侧的表面上。温度传感器也可以布置在电路板上并且确定连接销上的温度。在知道所述连接销的传导性和与所述熔断导体的间距的情况下，可以由此推导出所述熔断导体的温度。电流传感器和/或电压传感器可以布置在电路板的背离熔断导体的一侧上。传感器的测量信号优选是模拟信号，其首先可以借助AD转换器转换成数字信号，以便接着在集成电路中、尤其是在微控制器中被处理，该微控制器尤其是也被布置在电路板上。

另一方面是具有之前所述的熔断器的电路装置。这种电路装置尤其设置在机动车中并且用于电池与用电器连接。在电池和用电器之间的电流路径中可以设置有熔断器、尤其设置在保险盒中。在工作情况下，工作电流流过熔断器。如果在用电器方面出现故障，则电流超过极限值并且熔断导体熔化，从而断开电池和用电器之间的连接。熔断导体的加热以及熔断导体的中断可经由电路装置、尤其电路板上的传感器来检测。也可以在熔化之前就已经识别到电流和/或温度的升高并且必要时采取预防性的措施。

附图说明

下面借助示出实施例的附图进一步阐述本发明。其中：

图1示出了熔断器的电路装置；

图2以横截面示出了熔断器的结构；

图3示出熔断器安装在保险固定器中。

具体实施方式

图1示出了机动车的车载电网4中的熔断器2。熔断器2布置在电池6和用电器8之间。电池6可以是用于传统用电器的电池或者是牵引电池。用电器8可以是安全关键的用电器，例如转向助力、制动助力、ESP、安全气囊控制等。用电器8也可以是动力总成。电路装置2布置在电池6和用电器8之间。

熔断器2在图2中详细描述。熔断器2具有两个连接触点12，它们优选地被构造为扁平插头并且彼此位于一个平面中。连接触点12通过熔断导体14彼此电连接。熔断导体14的导电性相对于连接触点12的导电性降低。这可以通过合适的材料选择和/或合适的横截面减小来实现。通过减小导电性，熔断导体14在过电流的情况下熔化，这本身是充分已知的。

连接销16分别从连接触点12出发平行于连接触点12的相应的纵轴12a延伸。连接销16可以一体地布置在连接触点12上或者固定、尤其是熔焊或钎焊在连接触点上。

连接销16彼此间隔开。电路板18以相同的间距具有通孔，即所谓的过孔20。电路板18可以通过过孔20插接到连接销16上。在电路板18上设有(未示出的)以传统方式布置的印制导线，通过这些印制导线可以将分散的构件22、微控制器24、AD转换器26以及测量传感器28a、b相互连接。

在电路板18的面向熔断导体14一侧上例如可以布置有温度传感器28a。在对置的一侧上可以布置电压和/或电流传感器28b。在运行中，电路板18利用其结构元件22-28与连接触点12通过连接销16电接触。通过熔断导体14的电压以及电流可以利用相应的电流/

电压传感器28b来测量。熔断导体14上的温度可以利用传感器28a测量。

测量值可以以模拟形式存在，其可以通过AD转换器26来转换并且接着可以利用微控制器24来进一步处理。

熔断器2优选这样构造，使得连接触点12、熔断导体14的部件以及优选还有连接销16的部件被安装在载体基板30上。载体基板30例如可以是非导电层，例如所谓的预浸料。

熔断器2具有壳体32，该壳体包围连接触点12的部件、连接销16的部件、熔断导体14以及载体材料30。壳体32具有壳体盖32a以及壳体底部32b。壳体可以封闭，并且盖32a和底部32b可以是壳体32的一体的组成部分并且不能从壳体32上被移除。特别地，壳体32不能被打开。

在壳体底部32的一侧上，连接触点12从壳体32伸出。在对置的一侧上，在壳体盖32a上，连接销16从壳体32伸出。

熔断器2尤其构造为扁平插拔式保险，从而其可以如图3所示地在传统的应用中使用。

图3示出分解图，其中示出保险盒34。熔断器2可以以其连接销12电插入到保险盒34中。在壳体盖32a的一侧上，连接销16从壳体32伸出。所述电路板18可以插接到所述连接销16上并且与所述连接销16电接触。电路板18可以具有这样的形状因数，即其基面基本上与壳体盖32a的面一致。因此，即使熔断器32插入到传统的保险盒34中，电路板18也不会产生干涉。

附图标记说明

2熔断器

4车载电网

6电池

8用电器

12连接触点

12a纵轴

14熔断导体

16连接销

18电路板

20过孔

22分散的构件

24微控制器

26AD转换器

28测量传感器

28a温度传感器

28b电流/电压传感器

30载体材料

32壳体

32a壳体盖

32b壳体底部

34保险盒

Claims (12)

1.一种熔断器，具有

布置在第一连接触点和第二连接触点之间的熔断导体，其中

在所述第一连接触点和第二连接触点上分别布置有连接销，

电路板放置在所述连接销上，并且

在所述电路板上的背离所述熔断导体的一侧上布置至少一个集成电路

其特征在于，

所述集成电路具有至少一个微控制器，并且

所述集成电路通过所述连接销来供电，其中所述集成电路通过所述熔断导体上的电压降驱动。

2.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

所述电路板通过过孔放置到所述连接销上。

3.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

在熔断导体和电路板之间布置绝缘层。

4.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

所述连接销和所述熔断导体彼此U形地布置。

5.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

所述第一连接触点和第二连接触点沿纵轴延伸，所述连接触点的纵轴基本上彼此平行地延伸，所述熔断导体基本上垂直于所述连接触点的纵轴延伸，并且所述连接销基本上平行于相应的连接触点的相应的纵轴延伸。

6.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

所述连接触点形成为扁平的接片，并且所述连接销线形地形成。

7.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

各个连接触点和连接销一体地形成。

8.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

所述连接触点和所述熔断导体布置在载体基板上，所述连接销从所述载体基板伸出并且所述电路板与所述载体基板分开。

9.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

所述连接触点和所述熔断导体布置、特别是被浇注在共同的壳体中，并且所述连接销从所述壳体中引出。

10.根据权利要求1所述的熔断器，

其特征在于，

在所述电路板上通过所述连接销能够获取通过所述熔断导体的电压和/或电流和/或在所述熔断导体上的温度。

11.一种电路装置，具有根据前述权利要求中任一项所述的熔断器、电池和至少一个用电器，其中，所述电池通过第一连接触点与熔断器电连接，并且用电器通过第二连接触点与熔断器连接。

12.一种机动车，具有根据权利要求11所述的电路装置。