[发明专利]电气系统

说明书

本发明涉及装有正温度系数(PTC)电路保护器件的电气系统，特别是这类在汽车和其它带轮车辆中使用的电气系统。

PTC器件是众所周知的。特别有用的器件中装的PTC元件由PTC导电聚合物构成的，即由有机聚合物组成的混合物，其中分散或分布着粒状导电填充料，例如碳黑，或金属或导电金属化合物。这里把这类器件称之为聚合物PTC器件或PPTC器件。此外，还有其它PTC材料，例如掺过杂的陶瓷，但通常没象PTC导电聚合物那样实用，更主要的原因在于，这种材料电阻率较高。PTC器件有多种不同的应用方式，在电路保护的应用的特别有用，在这种应用中，PTC器件起可遥控复位熔断器的作用，保护电气元件使其不致因过电流和/或过热而损坏。能如此加以保护的电气元件有电动机、电池、扬声器和汽车中的电气配线。PPTC器件的这种应用方式近几年来迅速发展，而且不断在增长。这方面可参看例如美国专利4，237，441、4，238，812、4，315，237、4，317，027、4，426，633、4，545，926、4，689，475、4，724，417、4，774，024、4，780，598、4，800，253、4，845，838、4，857，880、4，859，836、4，907，340、4，924，074、4，935，156、4，967，176、5，049，850、5，089，801、5，378，407、5，451，919、5，451，921、5，831，510、5，852，397和5，864，281。

新近，有人提出将PTC器件与其它电气元件结合起来构成电路保护系统，以利用PTC器件和电气元件的特生的不同方式对故障起反应。这方面可参看美国专利5，666，254和5，689，395以及国际公开号WO 97/10636、WO97/20372、WO 98/31084、WO 98/02946、WO 98/02947和WO 98/56014，所有这些国际公开文件都是在本申请的优先权日之后出版的。

PCT公开号WO 98/02946和WO 98/02947介绍的保护系统有一个传感元件(一般为电阻器)和一个与负载串联的断路元件(一般为继电器)，还有一个控制元件(一般为与传感元件并联的PTC器件)将传感元件与断路元件连接起来，从而使过电流为传感元件所检测，并使得在控制元件中发生变化，这反过来使得在断路元件中发生变化(一般为断开)。视乎这些和其它元件组成的电路而定，这种系统能(a)在有或没有涓滴电流的情况下锁定在断开状态使PTC器件保持脱扣状态；或(b)若过电流已过去，则重新接通，或若过电流持续着则在断开与接通位置之间循环。PCT公开号WO 98/56014介绍了在PCT公开号WO 98/02946和WO 98/02947的保护系统中使用特别实用的器件。

在1998年2月6日申请的、待审查、共同转让的美国专利申请09/019，767和与本申请同时申请的相应PCT申请中，介绍了一系列根据PCT公开号WO98/56014、WO 98/02946和WO 98/02947中公开的那些系统改进的保护系统。本发明对该专利申请和那些国际公开号中公开的系统进一步进行改进。

如美国专利申请09/019，767和相应PCT申请中所公开的那样，PCT公开号WO 98/02946和WO 98/02947中公开的手动操作继电器开关可以有利地用遥控操作系统代替，这个遥控操作系统最好是接继电器线圈的线路中的RC电路。然而，我们发现，当继电器的触点都闭合时若负载中发生短路，在某些情况下继电器的各触点会颤动(连续地断开和闭合)，从而导致各触点焊接关死，造成灾难性的故障。这发生在故障点的电阻使能流过短路点的电流超过电源所能提供的电流的场合。在这些情况下，当继电器闭合到短路时，系统电压(例如电池电压)急剧下降。这个电压降促使继电器脱落，从而使电池电压恢复过来。紧接着这个情况之后，由于电池电压业已恢复，因而继电器动作，再次降低了电池电压，这个循环就继续进行下去。

颤动的主要原因是，随着系统电压的下降，RC网络中电容器两端的电压反方向放电，从而使继电器线圈促使继电器衔铁释放。

根据本发明，我们已经做到，这个问题可以通过给系统加上一个能防止电容器如此放电的二极管加以解决，于是继电器线圈继续得电，继电器各触点保持闭合的持续时间足以使PPTC脱扣且使继电器以所要求的方式断开。