運用帶PolySwitch™ PPTC器件進行汽車線束保護的優勢

2021-01-07 電子產品世界

簡介
為了降低二氧化碳排放水平、提高燃料能效，汽車製造企業如今正在朝著車輛減重這一方向積極努力。因此，設計師們也在不斷尋求能幫助他們有效減輕線束重量的新技術和設計手段。為了保持市場競爭力，汽車製造商還必須降低保修成本並改善用戶滿意度。所以，汽車設計師們正面臨著尋找一條新出路的挑戰—既要減輕車重，又不能犧牲系統可靠性。

這種行業趨勢引導設計人員重新回顧他們所採用的防止因大故障電流而受損的汽車電力功能保護方法。儘管在過流保護上使用分散式線束技術和PPTC(聚合正溫度係數)器件具有明顯的重量優勢，但許多廠家仍在使用傳統的熔斷保護技術，導致線束重量難以減輕。

這份白皮書介紹了採用分散式架構和泰科電子PolySwitch器件保護汽車線束的巨大優勢，並與傳統的熔斷器保護集中架構進行了比較。本文還介紹了PolySwitch器件的特性，並提供了將這些器件用於分散式架構的具體應用實例，將促進開發更輕便、更靈活、更可靠的線束保護設計。

線束保護趨勢
雖然早在 990年代就推出了採用PPTC器件的分散式線束保護手段，但OEM採用這種方法的進展十分緩慢。事實上，隨著現代車輛應用中電氣和電子功能的不斷增加，汽車布線系統已經變得比以往任何時候都要更龐大、更沉重、也更複雜。

除了改變傳統設計方法的阻力之外，使用PPTC器件的好處一直被車輛中歷來使用的粗電線所制約。過去，機械強度規定車輛中使用的最細電線為0.35 mm2 (22 AWG)，可以承載8- 0A電流。這一限制抵消了針對小電流信號電路(如8A)使用PPTC器件的優勢。如今，新型導線材料工藝已經能做到讓直徑較小的導線承載較大的電流，比如0. 3 mm2 (26 AWG)導線最大可承載5 A電流。如果配合PPTC分散式保護架構，這種進步將會帶來更多的重量節省。

一項針對中、高檔乘用車、採用分散式架構和泰科電子PolySwitch器件的研究顯示，僅銅線一項就節省重量約50%。此外，由於採用了分散式架構，並用可復位PolySwitch器件替代熔斷器，系統可靠性和設計靈活性得到大大改善。

汽車線束保護
在汽車裡，電流通過分布在全車的各種主要和次要電線總成流向不同的電氣負載。對於 2 V電池系統來說，電路一般在 4 V系統電壓下(多數卡車和公交車中是24 V電池系統，系統電壓為28 V)承載0. 0A到30A的電流。線束必須加以保護，防止因災難性熱事件(如短路)而受損。

設計人員面臨的難題是既要增加電路保護器件、對電器系統中的潛在過載條件進行保護，同時又要降低總成本和重量。由於典型車輛一般含有數百個電路和超過一公裡長的電線，複雜的布線系統使傳統的電路設計手段陷入困境，並會導致不必要的超安全標準設計。


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