應(yīng)用PolySwitch器件和分散式架構(gòu)

配電分散化為電氣及電子系統(tǒng)架構(gòu)的創(chuàng)新提供了許多機(jī)遇。下面列舉了若干實例，說明了可復(fù)位電路保護(hù)所起的作用。

縮小了直流電機(jī)和執(zhí)行器的導(dǎo)線、端子、連接器及開關(guān)尺寸

由于失速電流較高，典型集中式配置中的電機(jī)電路一般通過大規(guī)格斷路器或熔斷器加以保護(hù)。這種設(shè)計必須使用規(guī)格更粗的導(dǎo)線，因此接口引腳和連接器的規(guī)格也必須較大。其結(jié)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(jī)距離其控制開關(guān)較遠(yuǎn)，電機(jī)饋線可能又長又重。

與此相反，分散式架構(gòu)允許設(shè)計人員把PPTC器件安裝在控制電機(jī)的開關(guān)、繼電器或電子驅(qū)動電路上，實現(xiàn)了電路保護(hù)器件的合理分布。PPTC器件還限制了經(jīng)饋線電路流向受保護(hù)電機(jī)的電流。這樣就可以大大縮小饋線規(guī)格。以電動車窗為例，如果采用上游斷路器進(jìn)行保護(hù)的話，饋電一般要使用3.0 mm2導(dǎo)線。如果在電機(jī)控制開關(guān)中采用PPTC器件，饋線規(guī)格可以縮小到0.8mm2，由壓降決定。

導(dǎo)線規(guī)格縮小又可以使用尺寸更小的端子、接口連接器和開關(guān)。此外，微調(diào)(微控)電路也可以在驅(qū)動電路中使用成本更低、功率更小的無保護(hù)晶體管。最終大大節(jié)省了導(dǎo)線總成及其相關(guān)硬件的成本。使用小規(guī)格導(dǎo)線減小了布線總成線束的尺寸，提高了導(dǎo)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(dǎo)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(yán)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(hù)方案中，氣囊裝置中的饋線從點(diǎn)火開關(guān)到開關(guān)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(hù)方案則可以合理地把PPTC器件布置在轉(zhuǎn)向柱底座上。這樣就可以讓饋線直接從點(diǎn)火開關(guān)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(dǎo)線重量

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

然而在分散式架構(gòu)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(dǎo)線和相關(guān)的連接器。這種方案也簡化了制動、方向和危險模塊及開關(guān)的設(shè)計。圖5a和圖5b比較了傳統(tǒng)集中式設(shè)計和分散式保護(hù)設(shè)計，后者在每個對應(yīng)的交匯節(jié)點(diǎn)上使用 PolySwitch器件保護(hù)各車燈電路。

圖5a. 傳統(tǒng)的集中式保護(hù)方案圖

5b. 使用PolySwitch PPTC器件的分散式保護(hù)方案

通過使用分散式架構(gòu)，當(dāng)發(fā)生短路或過載時，由PolySwitch器件對車輛布線進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)拖車與電源斷開后，PolySwitch器件會自動復(fù)位。與傳統(tǒng)電路保護(hù)手段不同，在發(fā)生瞬時過載時，這種設(shè)計不需要司機(jī)找出、更換燒毀的熔斷器。

除此以外，連接各車燈到交匯節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)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(shè)計就必須承載流向所有車燈的電流總和。最重要的一點(diǎn)是，無論哪個拖車牽引燈電路發(fā)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(dǎo)線規(guī)格

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

圖6. LED CHMSL應(yīng)用中的分布式線束保護(hù)

結(jié)論

采用帶PPTC過流保護(hù)的分散式架構(gòu)可以大大降低汽車設(shè)計重量。雖然分散式方法已經(jīng)成熟多年，但直到能承載大電流的細(xì)導(dǎo)線近期具備可用性、新的行業(yè)激勵因素出現(xiàn)時才使得這種方法比之傳統(tǒng)熔斷保護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢凸顯出來。

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