电子产品世界

应用PolySwitch器件和分散式架构

配电分散化为电气及电子系统架构的创新提供了许多机遇。下面列举了若干实例，说明了可复位电路保护所起的作用。

缩小了直流电机和执行器的导线、端子、连接器及开关尺寸

由于失速电流较高，典型集中式配置中的电机电路一般通过大规格断路器或熔断器加以保护。这种设计必须使用规格更粗的导线，因此接口引脚和连接器的规格也必须较大。其结果就是借口封装面积必须更大，从而带来了空间和重量问题。此外，由于后门车窗、门锁和后舱电动天线的电机距离其控制开关较远，电机馈线可能又长又重。

与此相反，分散式架构允许设计人员把PPTC器件安装在控制电机的开关、继电器或电子驱动电路上，实现了电路保护器件的合理分布。PPTC器件还限制了经馈线电路流向受保护电机的电流。这样就可以大大缩小馈线规格。以电动车窗为例，如果采用上游断路器进行保护的话，馈电一般要使用3.0 mm2导线。如果在电机控制开关中采用PPTC器件，馈线规格可以缩小到0.8mm2，由压降决定。

导线规格缩小又可以使用尺寸更小的端子、接口连接器和开关。此外，微调(微控)电路也可以在驱动电路中使用成本更低、功率更小的无保护晶体管。最终大大节省了导线总成及其相关硬件的成本。使用小规格导线减小了布线总成线束的尺寸，提高了导线的灵活性。改善了布线总成的外观。也减小了在车辆中安装导线需要的外力，因而降低了安装过程中造成损坏的可能性。以下实例说明了这种好处的实用性。

缩短了气囊安全电路中的馈线长度

汽车安全气囊是解释对安全电路布线总成提出严格要求的最佳例证。这些装置包括绞接信号线、专用电路接头、连接器接口上的短路棒和冗余馈线。

在典型的集中式线束保护方案中，气囊装置中的馈线从点火开关到开关到熔断器座再到仪表面板中央的气囊控制模块。而分散式保护方案则可以合理地把PPTC器件布置在转向柱底座上。这样就可以让馈线直接从点火开关连接到气囊控制模块。这种方式使馈线缩短了一米多。

减轻了拖车牵引灯电路的导线重量

野蛮使用、维护不一致以及进水导致的短路和过载使拖车牵引电路成为一种高风险应用。为了提高可靠性，拖车牵引灯电路一般独立使用一个熔断器和馈电线路。在这种设计中，所有车灯一般都通过安装在集中熔断器座内的单个熔断器加以保护。

然而在分散式架构中，PolySwitch器件可以安装在车灯总成、连接器或搭接块上，有效减少了三个熔断器、一个继电器、三条长导线和相关的连接器。这种方案也简化了制动、方向和危险模块及开关的设计。图5a和图5b比较了传统集中式设计和分散式保护设计，后者在每个对应的交汇节点上使用 PolySwitch器件保护各车灯电路。

图5a. 传统的集中式保护方案图

5b. 使用PolySwitch PPTC器件的分散式保护方案

通过使用分散式架构，当发生短路或过载时，由PolySwitch器件对车辆布线进行保护。当拖车与电源断开后，PolySwitch器件会自动复位。与传统电路保护手段不同，在发生瞬时过载时，这种设计不需要司机找出、更换烧毁的熔断器。

除此以外，连接各车灯到交汇节点的导线只需承载流向此车灯的电流——而采用共用馈线及其熔断器的设计就必须承载流向所有车灯的电流总和。最重要的一点是，无论哪个拖车牵引灯电路发生过流故障，受影响的只有这个电路，其他车灯将正常工作。

缩小了LED中置高位刹车灯电路的导线规格

发光二极管(LED)所具有的低功耗和设计灵活性使其在照明电路中的应用日益普及，包括中置高位刹车灯 (CHMSL)。在这种应用中用LED取代白炽灯的好处在于，能使用小规格低电流导线方便地在车顶内衬和靠近铰链处不容易弯曲的连接中轻松地进行布线，如图6所示。采用PolySwitch器件和分散式架构保护LED CHMSL照明应用提高了设计灵活性，减少了导线数量和重量并提高了可靠性。

图6. LED CHMSL应用中的分布式线束保护

结论

采用带PPTC过流保护的分散式架构可以大大降低汽车设计重量。虽然分散式方法已经成熟多年，但直到能承载大电流的细导线近期具备可用性、新的行业激励因素出现时才使得这种方法比之传统熔断保护技术的优势凸显出来。

在分散式线束保护方案中使用泰科电子的PolySwitch PPTC器件提供了许多重要的设计优势。由于其功能可以恢复、低电阻特性、额定电泛，PolySwitch器件可以帮助汽车设计师减少导线长度和重量，同时提高设计灵活性和系统可靠性。

关键词： PolySwitch PPTC 器件 保护