PolySwitch PPTC器件在汽車(chē)電子的應用方案

pptc器件技術(shù)已廣泛應用于便攜式電器、手機、計算機和遠程通信設備的過(guò)流和過(guò)熱電路保護設計中。汽車(chē)電子技術(shù)委員會(huì )推出的有關(guān)無(wú)源部件的新標準，推動(dòng)了聚合物正溫度系數器件（pptc）電路保護技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應用。

新型汽車(chē)設計主要針對電子電路和機動(dòng)附件，如電動(dòng)車(chē)窗、電動(dòng)座椅、天窗控制和遠程信息處理裝置，旨在降低成本及提高可靠性和功能性。

電機驅動(dòng)和控制裝置要經(jīng)受某些嚴酷的工作環(huán)境，而且要求能夠連續和可靠地運行?，F場(chǎng)的故障是無(wú)法避免的，選擇正確的電路保護策略將有助于確保產(chǎn)品的可靠性，并將制造商和客戶(hù)的維修成本控制在最低。采用raychem電路保護部提供的polyswitch?聚合物正溫度系數（pptc）可復位電路保護器件，架構更為穩固和可靠的產(chǎn)品，在電機的驅動(dòng)和控制系統中能對某些常見(jiàn)的故障提供保護。

polyswitch 聚合物正溫度系數器件的供貨類(lèi)型包括引線(xiàn)型、軸型、片型、盤(pán)型和表面貼裝型。聚合物正溫度系數器件的小巧外形有助于節省寶貴的電路板空間，由于其具備自復式功能，因此可以允許布置在用戶(hù)無(wú)法接觸到的位置，這與傳統保險絲需要布置在用戶(hù)能夠方便更換的位置以便更換相比，具有明顯的差異。由于聚合物正溫度系數器件是固態(tài)器件，因此還能夠耐受機械沖擊和振動(dòng)，可為各種不同的應用場(chǎng)合提供可靠的電路保護。

電源保護

polyswitch器件一直以來(lái)應用于電源直流輸出端的過(guò)載和短路保護。在開(kāi)發(fā)出lvr系列產(chǎn)品后， 目前polyswitch器件已經(jīng)可以應用在電源輸入端的交流主電路中。這一產(chǎn)品將交流線(xiàn)路變壓器和其它線(xiàn)路側設備置于polyswitch器件產(chǎn)品系列的保護范圍內。這些產(chǎn)品能夠在中性線(xiàn)不小心處于斷開(kāi)狀態(tài)或交流線(xiàn)電壓用于24 vac輸入端時(shí)，能夠為電源提供保護。lvr器件適用于電源系統，在120vac和240vac電壓下，其最大輸入電流可高達400毫安。而電流更大的電源系統可以將polyswitch器件安置在次級端的輸出電路，用于保護由于過(guò)電流狀態(tài)所引發(fā)的電源故障。

rxe輸入/輸出接口的保護

許多驅動(dòng)器和控制裝置均配備了通訊和數據接口，用于各個(gè)系統元件之間的信息傳輸。而這些接口的接線(xiàn)有時(shí)會(huì )與交流或直流電源電纜并排敷設。這些線(xiàn)束可能由于正常的磨損、意外事故、安裝接線(xiàn)錯誤、或在中央配電箱上進(jìn)行的誤操作，而出現短路現象。如果電源電纜與通訊電線(xiàn)出現短路現象，polyswitch器件能夠保護任何與這條短路線(xiàn)路相連接的系統以免造成通訊接口的損壞。在某些情況下，這種現象有可能影響到很多系統。而polyswitch器件在保護接口處所起的作用，可以明顯地降低設備常見(jiàn)故障的停運時(shí)間和修理成本。

過(guò)熱保護

由于polyswitch器件能夠對來(lái)自外部的熱量和內部電流產(chǎn)生的熱量所引發(fā)的溫度上升作出響應，并可與高壓設備建立起熱量方面的聯(lián)系，為高壓設備提供過(guò)熱保護。建立這種熱量聯(lián)系可以通過(guò)將這些器件布置成與高壓設備發(fā)生接觸或靠近高壓設備的方式來(lái)實(shí)現。

接觸的方式使polyswitch器件能夠很容易地與設備形成物理接觸，從而提高了保護的效果。在這類(lèi)設備中，變壓器是一個(gè)很好的例子。polyswitch器件可以捆綁在外部線(xiàn)圈上或外殼上，從而建立起熱量聯(lián)系。polyswitch器件可以在設計時(shí)結合到電路中，使其具備在變壓器過(guò)熱時(shí)向控制器發(fā)送警告，系統馬上停止運行。

近距離方式適用于電源半導體部件的保護，而且在小型的表面貼裝polyswitch器件與電源器件同處于一個(gè)銅底板時(shí)效果最好。這是一種成本低廉的熱量聯(lián)系方式，使polyswitch器件能夠在溫度超過(guò)其動(dòng)作點(diǎn)時(shí)進(jìn)行動(dòng)作，同時(shí)通知電源器件處于過(guò)熱狀態(tài)下時(shí)應該停止運行。

在這種應用中，會(huì )存在一定程度的熱延遲現象，所以這一保護方案無(wú)法保護大電流部件以及部件在毫秒級的時(shí)間內就發(fā)生故障的電源器件。但是，對于絕大多數的過(guò)負載狀態(tài)，這種配置均可以對電源器件提供保護。

電機失速保護

運動(dòng)機械均有可能出現堵塞或斷裂故障，并可導致電機失速。在電機失速時(shí)繼續供給電源會(huì )導致電機的損壞和/或驅動(dòng)裝置的損毀。將polyswitch器件與電機驅動(dòng)器串聯(lián)起來(lái)后，可以保護電機和驅動(dòng)電子電路，防止在失速或負載過(guò)大的狀態(tài)下系統發(fā)生故障。在故障清除后（而且電源斷開(kāi)后），系統可以重新開(kāi)始正常的運行，無(wú)需進(jìn)行維護或更換部件。多年以來(lái)，polyswitch器件一直是汽車(chē)工業(yè)中最為常用的保護車(chē)座、車(chē)窗和其它電機的方案。在這些應用中，使用polyswitch器件要求考慮串聯(lián)電阻的阻值和器件的最大保持電流額定值。室溫下的最大工作電流為，16v下為15a，30v下為9a。

在這些應用中，當這些系統由于過(guò)電流或過(guò)熱狀態(tài)而導致外部故障時(shí)，polyswitch器件能夠允許電機驅動(dòng)和控制器系統繼續運行。其優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種功能強大和可靠的產(chǎn)品，在其它部件出現故障時(shí)可以保護系統。

汽車(chē)ieee 1394網(wǎng)絡(luò )中的polyswitch器件應用

在汽車(chē)工業(yè)中，家庭生活方式與汽車(chē)日益緊密的聯(lián)系方興未艾。采用由美國汽車(chē)多媒體接口協(xié)會(huì )（ami－c）制訂的標準化全球接口，就能方便地與各種消費電子設備相連，并為這些設備的快速安裝提供便利。在消費電子業(yè)界稱(chēng)為ieee 1394串行總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )，在設計時(shí)以多媒體內容的傳輸為目標。這一針對汽車(chē)工業(yè)的附加標準被稱(chēng)為idb－1394，由“1394聯(lián)合汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集團”制訂。

idb-1394設計用于高速多媒體應用，即在車(chē)內快速傳輸大量的信息。這項開(kāi)放式的標準允許便攜式的電子設備與車(chē)載網(wǎng)絡(luò )之間進(jìn)行連接和互動(dòng)操作，為兩者建立了溝通渠道。

電源接口需要提供過(guò)電流保護，而現有的汽車(chē)體系所使用的電源標準是在多年以前頒布的。由于用戶(hù)便利端口（ccp）用于傳輸信號和供電，所以必須對它進(jìn)行保護，以防止由于各種故障，例如接觸不良的電纜或接頭插入到商品時(shí)，發(fā)生短路或造成下行設備的損壞。這種情況有可能經(jīng)常發(fā)生，所以中央控制面板的短路保護必須有效而可靠。

應用綜述

如圖所示，車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的架構可分為內嵌式網(wǎng)絡(luò )和用戶(hù)便利端口（ccp）。目前的技術(shù)規格將內嵌式塑料光纖（pof）車(chē)載網(wǎng)絡(luò )定義為與現有的most（媒體定向系統傳輸）技術(shù)相似的規格。但是，前者的架構更加穩固、能夠提供更高的數據傳輸速率，并且更易于實(shí)現。這個(gè)網(wǎng)絡(luò )能夠連接各種電子設備，例如dvd播放機、視頻顯示屏、導航系統、收音機接收設備、通訊設備，如無(wú)線(xiàn)電話(huà)或應急自動(dòng)遠程通信及信息處理技術(shù)術(shù)語(yǔ)，以及其它的多媒體應用。

這套視頻－音頻網(wǎng)絡(luò )包括一個(gè)用戶(hù)便利端口（ccp），可供乘客將自己的cd機、游戲機和其它應用1394總線(xiàn)的設備和外設連接到網(wǎng)絡(luò )中，所配電纜通用于家中和車(chē)上。

電路保護要求

在熱插拔汽車(chē)環(huán)境中，由于客戶(hù)經(jīng)常要在電源接口上連接和斷開(kāi)各種外設，所以明顯存在發(fā)生短路損壞的潛在危險。電源接口要求具備過(guò)電流保護的功能，而現有的應用于當前汽車(chē)系統中的電源標準是多年以前制訂的。由于用戶(hù)便利接口用于傳輸信號和供電，所以必須對它進(jìn)行保護，以防止由于各種故障，例如接觸不良的電纜或接頭插入接口時(shí)，發(fā)生短路或造成下行設備的損壞。這種情況有可能經(jīng)常發(fā)生，所以中央控制面板的短路保護必須有效而可靠，而且最好是能夠復位的。

電流限制可以通過(guò)使用電阻、保險絲、開(kāi)關(guān)或聚合物正溫度系數（pptc）器件來(lái)實(shí)現。目前很少采用電阻保護方案，因為它會(huì )在正常電流狀態(tài)下產(chǎn)生過(guò)大的電壓降。有可能采用一次性保險絲方案，但是這種保護易于損壞，而且必須在發(fā)生故障后予以更換。雙金屬開(kāi)關(guān)的局限性在于它存在反復接通，并有可能導致觸點(diǎn)熔連故障。在很多汽車(chē)應用中，最好的保護方案為聚合物正溫度系數（pptc）器件，這種器件在正常工作狀態(tài)下呈現低阻抗，而在發(fā)生故障時(shí)呈現高阻抗。

polyswitch型聚合物正溫度系數器件廣泛用于ieee 1394應用，經(jīng)常為計算機、外設和便攜式電子設備提供可復位式電路保護。在汽車(chē)多媒體應用中，這種器件常用于為gps定位設備、cd換片機、音響和其它電子外設的輸入輸出接口提供電路保護。

保護gps（全球定位系統）部件、cd換片機、立體聲音響和其它連接到汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )中的電子外設：

上圖：polyswitch器件可幫助電路設計師滿(mǎn)足電路設計的安全需求，并為連接到車(chē)載網(wǎng)絡(luò )中的電源接口、遠程電氣通訊設備和便攜式設備提供電路保護

pptc器件與傳統的熔斷器相似之處在于：能夠在故障產(chǎn)生和持續狀態(tài)下限制危險性的大電流；而不同之處在于：在故障消除后和/或電路電源斷開(kāi)后，pptc器件能夠自行復位。另一項優(yōu)點(diǎn)是聚合物正溫度系數器件較為小巧，能夠直接安裝在電路板上，并且可安裝在電子模塊、接線(xiàn)盒和配電中心部件內。

采用通用電子工業(yè)標準的車(chē)載產(chǎn)品能夠有助于客戶(hù)利用新面市的產(chǎn)品來(lái)升級汽車(chē)。而通用的總線(xiàn)也有助于汽車(chē)制造商在技術(shù)進(jìn)步、不斷超前汽車(chē)設計循環(huán)周期的情況中，解決由此引發(fā)的技術(shù)過(guò)時(shí)的問(wèn)題。在熱插拔汽車(chē)環(huán)境中，由于客戶(hù)經(jīng)常要在電源接口上連接和斷開(kāi)各種外設，所以明顯存在發(fā)生短路損壞的潛在危險。而聚合物正溫度系數器為這一問(wèn)題提供了有效的過(guò)電流保護方案。這種可復位的電路保護器件也有助于制造商生產(chǎn)出安全可靠的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足管理機構的要求，并且降低產(chǎn)品保修和修理成本。

idb-1394標準接口允許用戶(hù)使用熱插拔設備，而對于電源接口和便攜式設備在多媒體網(wǎng)絡(luò )上的過(guò)電流保護必須可靠而經(jīng)濟。polyswitch系列器件所具有的低阻抗、快速分斷響應時(shí)間、外形小和可復位功能等特點(diǎn)，有助于電路設計師設計安全可靠的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足管理機構的要求，并降低保修成本。

polyswitch產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)還包括與大規模電子裝配技術(shù)相兼容的制造特性，并且可選擇的產(chǎn)品范圍非常廣泛，提供了設計上更大的靈活性。