運用帶PolySwitch PPTC器件進行汽車線束保護的優勢

應用PolySwitch器件和分散式架構

配電分散化為電氣及電子系統架構的創新提供了許多機遇。下面列舉了若干實例，說明了可復位電路保護所起的作用。

縮小了直流電機和執行器的導線、端子、連接器及開關尺寸

由于失速電流較高，典型集中式配置中的電機電路一般通過大規格斷路器或熔斷器加以保護。這種設計必須使用規格更粗的導線，因此接口引腳和連接器的規格也必須較大。其結果就是借口封裝面積必須更大，從而帶來了空間和重量問題。此外，由于后門車窗、門鎖和后艙電動天線的電機距離其控制開關較遠，電機饋線可能又長又重。

與此相反，分散式架構允許設計人員把PPTC器件安裝在控制電機的開關、繼電器或電子驅動電路上，實現了電路保護器件的合理分布。PPTC器件還限制了經饋線電路流向受保護電機的電流。這樣就可以大大縮小饋線規格。以電動車窗為例，如果采用上游斷路器進行保護的話，饋電一般要使用3.0 mm2導線。如果在電機控制開關中采用PPTC器件，饋線規格可以縮小到0.8mm2，由壓降決定。

導線規格縮小又可以使用尺寸更小的端子、接口連接器和開關。此外，微調(微控)電路也可以在驅動電路中使用成本更低、功率更小的無保護晶體管。最終大大節省了導線總成及其相關硬件的成本。使用小規格導線減小了布線總成線束的尺寸，提高了導線的靈活性。改善了布線總成的外觀。也減小了在車輛中安裝導線需要的外力，因而降低了安裝過程中造成損壞的可能性。以下實例說明了這種好處的實用性。

縮短了氣囊安全電路中的饋線長度

汽車安全氣囊是解釋對安全電路布線總成提出嚴格要求的最佳例證。這些裝置包括絞接信號線、專用電路接頭、連接器接口上的短路棒和冗余饋線。

在典型的集中式線束保護方案中，氣囊裝置中的饋線從點火開關到開關到熔斷器座再到儀表面板中央的氣囊控制模塊。而分散式保護方案則可以合理地把PPTC器件布置在轉向柱底座上。這樣就可以讓饋線直接從點火開關連接到氣囊控制模塊。這種方式使饋線縮短了一米多。

減輕了拖車牽引燈電路的導線重量

野蠻使用、維護不一致以及進水導致的短路和過載使拖車牽引電路成為一種高風險應用。為了提高可靠性，拖車牽引燈電路一般獨立使用一個熔斷器和饋電線路。在這種設計中，所有車燈一般都通過安裝在集中熔斷器座內的單個熔斷器加以保護。

然而在分散式架構中，PolySwitch器件可以安裝在車燈總成、連接器或搭接塊上，有效減少了三個熔斷器、一個繼電器、三條長導線和相關的連接器。這種方案也簡化了制動、方向和危險模塊及開關的設計。圖5a和圖5b比較了傳統集中式設計和分散式保護設計，后者在每個對應的交匯節點上使用 PolySwitch器件保護各車燈電路。

圖5a. 傳統的集中式保護方案圖

5b. 使用PolySwitch PPTC器件的分散式保護方案

通過使用分散式架構，當發生短路或過載時，由PolySwitch器件對車輛布線進行保護。當拖車與電源斷開后，PolySwitch器件會自動復位。與傳統電路保護手段不同，在發生瞬時過載時，這種設計不需要司機找出、更換燒毀的熔斷器。

除此以外，連接各車燈到交匯節點的導線只需承載流向此車燈的電流——而采用共用饋線及其熔斷器的設計就必須承載流向所有車燈的電流總和。最重要的一點是，無論哪個拖車牽引燈電路發生過流故障，受影響的只有這個電路，其他車燈將正常工作。

縮小了LED中置高位剎車燈電路的導線規格

發光二極管(LED)所具有的低功耗和設計靈活性使其在照明電路中的應用日益普及，包括中置高位剎車燈 (CHMSL)。在這種應用中用LED取代白熾燈的好處在于，能使用小規格低電流導線方便地在車頂內襯和靠近鉸鏈處不容易彎曲的連接中輕松地進行布線，如圖6所示。采用PolySwitch器件和分散式架構保護LED CHMSL照明應用提高了設計靈活性，減少了導線數量和重量并提高了可靠性。

圖6. LED CHMSL應用中的分布式線束保護

結論

采用帶PPTC過流保護的分散式架構可以大大降低汽車設計重量。雖然分散式方法已經成熟多年，但直到能承載大電流的細導線近期具備可用性、新的行業激勵因素出現時才使得這種方法比之傳統熔斷保護技術的優勢凸顯出來。

在分散式線束保護方案中使用泰科電子的PolySwitch PPTC器件提供了許多重要的設計優勢。由于其功能可以恢復、低電阻特性、額定電泛，PolySwitch器件可以幫助汽車設計師減少導線長度和重量，同時提高設計靈活性和系統可靠性。