專利名稱：電路保護器和電連接盒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電路保護器和電連接盒。
背景技術：
已經(jīng)已知作為通過檢測在電路中流動的異常電流來保護電路的傳統(tǒng)的電路保護 器的專利文獻1。此電路保護器包括被連接在電源和負載之間的半導體開關元件和用于將 控制信號輸出到半導體開關元件的保護電路。半導體開關元件和負載通過電線連接。在保 護電路中設置用于防止半導體開關元件的損壞的閾值電流。當由于例如負載的短路導致超 過上述閾值電流的過電流要在半導體開關元件和負載之間流動時，保護電流將斷開命令信 號輸出到半導體開關元件并且使其變成斷開狀態(tài)。這能夠實現(xiàn)半導體開關元件的損壞防 止。[專利文獻1]日本未經(jīng)審查的專利公開No.H04-334640

發(fā)明內容
諸如電線的絕緣涂層的老化很有可能引起所謂的層短路，其中小于用于半導體開 關元件的損壞防止的閾值電流但是大于正常通電時的電流的電流流動。在這樣的情況下， 根據(jù)傳統(tǒng)技術的構造，在電線中流動的電流小于閾值電流，并且因此保護電路沒有將斷開 命令信號輸出到半導體開關元件。因此，相對大的電流持續(xù)地在電線中流動，引起從芯線產 生的熱留在電線中，并且因此會進一步退化電線的絕緣涂層。為了克服上述問題，可以在電線中布置與異常確定電路相連接的溫度檢測元件， 并且當電線的溫度超過閾值時，半導體開關元件可以變成斷開狀態(tài)。然而，通常，一個溫度檢測元件通過從溫度檢測元件引出的兩個導電路徑與異常 確定電路相連接。因此分別要求溫度檢測元件的兩倍的導電路徑，并且會整體上引起電路 保護器的復雜構造?；谏鲜銮闆r已經(jīng)完成本發(fā)明，并且其目的是提供具有較簡單的構造的電路保護
ο用于解決問題的手段本發(fā)明涉及電路保護器和電連接盒，包括半導體開關元件，該半導體開關元件 與電源相連接；導電路徑，該導電路徑與半導體開關元件相連接并且連接半導體開關元件 和負載；半導體元件，所述半導體元件具有PN結并且與導電路徑電氣地連接以傳遞熱；判 斷裝置，該判斷裝置用于判斷半導體元件的輸入/輸出端子之間的電壓下降值是否大于閾 值；以及控制裝置，該控制裝置用于當通過判斷裝置判斷電壓下降值小于閾值時將斷開命 令信號輸出到半導體開關元件。另外，半導體元件與導電路徑連接以傳遞熱意指將熱從導電路徑傳遞到半導體元 件從而半導體元件的溫度和導電路徑的溫度變得幾乎相同，并且，簡言之，半導體元件與導 電路徑相連接。
用于檢測溫度的元件和判斷裝置通過從元件引出的兩個導線相互連接。根據(jù)本發(fā)明，半導體元件連接至導電路徑和判斷裝置。因此，導電路徑能夠用作半導體元件中的一個 導線，并且因此能夠簡化電路保護器的構造。本發(fā)明能夠簡化電路保護器和電連接盒的構造。


圖1是示出本發(fā)明中根據(jù)實施例1的電連接盒的橫截面圖；圖2是二極管元件和分支路徑之間的連接結構的主要部分的放大平面圖；圖3是示出電連接盒的電氣構造的框圖；圖4是接通/斷開的處理的流程圖；圖5是示出溫度電壓數(shù)據(jù)的內容的圖；圖6是示出根據(jù)實施例2的電連接盒的電氣結構的框圖；圖7是接通/斷開的處理的主流程圖；圖8是示出初始處理的流程圖；圖9是示出根據(jù)實施例3的電連接盒的電氣結構的框圖；圖10是接通/斷開的處理的流程圖。附圖標記的描述10電連接盒12電路板15電線(導電路徑)16母端子配件(導電路徑)18基板側導電路徑(導電路徑)19CPU(判斷裝置，控制裝置)21分支路徑(導電路徑)23公接線片(導電路徑)32FET (半導體開關元件)33ROM (存儲器件)45開關元件D 二極管元件(半導體元件)
具體實施例方式<實施例1>參考圖1至圖5描述其中根據(jù)本發(fā)明的電路保護器應用于用于車輛的電連接盒10 的實施例1。在諸如燈和音頻的負載L和電源B之間布置本實施例，以控制負載L的通電 (接通/斷開)。如圖1中所示，電連接盒10包括被容納在蓋11中的電路板12。蓋11被提供有連 接器13。連接器13可與匹配連接器14接合。匹配連接器14容納與電線15 (對應于導電 路徑)相連接的母端子配件16 (對應于導電路徑的)。電線15與負載L相連接。通過諸如例如粘接和螺紋連接的已知方法由形成在其中的保持組件17來保持電路板12。通過印刷布線技術將基板側導電路徑18(對應于導電路徑)形成在電路板12中。 CPU 19被安裝在電路板12上并且被連接至基板側導電路徑18。此外，F(xiàn)ET 32 (對應于半 導體開關元件)被安裝在電路板12上并且被連接至基板側導電路徑18?；鍌葘щ娐窂?8包括分支成多個的分支路徑21 (參見圖3)。如圖2中所示，與 分支路徑21相連接的通孔22 (對應于導電路徑)形成在電路板12中。金屬公接線片(對 應于導電路徑)的一端被插入在通孔22中并且通過諸如軟焊與其連接。如圖1中所示，公 接線片23的另一端在沿著電路板12的平面的方向中彎曲，穿透連接器13的后壁。公接線 片23的另一端被定位在連接器13的內部并且可與上述母端子配件相連接。這允許分支路 徑21與負載L電氣地連接在一起。
如圖2中所示，在分支路徑21中，具有比其它區(qū)域窄的寬度的狹窄部24(對應于 容易產生熱的組件)形成在通孔22附近。此狹窄部24被構造為具有比分支路徑21中的其 它區(qū)域窄的寬度，以與其它區(qū)域相比較在通電時更加容易產生熱。在分支路徑21中，通過 諸如例如軟焊將具有PN結的二極管元件D (對應于半導體元件)的輸入端子25電氣地連 接至狹窄部24和通孔22之間的區(qū)域，從而能夠傳遞熱。另外，二極管元件D與分支路徑相 連接從而能夠傳遞熱意指將熱從分支路徑21傳遞到二極管元件D從而分支路徑21的溫度 和二極管元件D的溫度變得幾乎相同，并且，簡言之，二極管元件D與分支路徑21相連接。另外，以使其重疊在與輸入端子25相連接的基板側導電路徑18 (分支路徑21)的 表面上的方式布置二極管元件D。二極管元件D的輸出端子26與形成在電路板12上的焊盤27相連接。焊盤27與 不同于分支路徑21的基板側導電路徑18相連接。與二極管元件D的輸出端子26連接的 基板側導電路徑18形成為比分支路徑21窄并且與CPU 19相連接，以變成用于將從二極管 元件D輸出的信號傳輸?shù)紺PU 19的信號導電路徑28。整體的信號導電路徑28被形成為比 基板側導電路徑18窄。如圖3中所示，多個(在本實施例中兩個)二極管29與一個二極管元件D串聯(lián)地 連接。這能夠放大稍后描述的電壓下降值。在本實施例中，二極管元件D是模壓封裝型。在 從分支路徑21朝著信號導電路徑28前進的正方向中連接二極管元件D。接下來，描述電連接盒10的電氣構造。圖3是示出電連接盒10的電氣構造的框 圖。通過電線15和連接器13將諸如電池的電源B與電連接盒10的內部的基板側導 電路徑18相連接?；鍌葘щ娐窂?8與(η) (η是自然數(shù))個FET 32并行地連接。此基 板側導電路徑18與FET 32中的源極30相連接。與每個FET 32中的漏極31相連接的基 板側導電路徑18被分支成多以形成分支路徑21。在本實施例中，可以使用P-ch型的FET， 然而，可以使用N-ch型的FET。另外，當使用N-ch型時，源極30和漏極31被反轉。每個分 支路徑21通過連接器13和電線15與負載L相連接。(Mi) ( “Mi”是自然數(shù))個負載L與 第⑴(“i”是自然數(shù))個FET 32i相連接。在下面的描述中，諸如“i”和“Mi”的標記被 分配在組件的符號之后，指示該組件是第(i)個或者第(Mi)個。電源B通過恒壓電源電路47與CPU 19 (對應于控制裝置和判斷裝置)相連接。 CPU 19控制每個組件，同時根據(jù)記錄在ROM 33(對應于存儲器件)中的處理步驟將它的處 理結果記錄在RAM 34中或者非易失性存儲器35中。
并且，CPU 19，盡管沒有詳細示出，從檢測裝置獲得在FET 32中流動的電流值，該 檢測裝置檢測在FET 32中流動的電流。作為檢測裝置，可以使用諸如與FET 32相連接的 傳感MOSFET或者用于測量分流電阻器或者FET 32的Vds的測量裝置。例如，當全短路出 現(xiàn)然后通過檢測裝置檢測到超過閾值電流的FET 21中的過電流時CPU 19將斷開命令信號 輸出到FTE 32。這能夠防止由過電流引起的FET 32的損壞。另外，F(xiàn)ET 32可以包括檢測裝置，該檢測裝置用于檢測在FET 32本身中流動的電 流；和切斷裝置，該切斷裝置用于當通過檢測裝置檢測到超過閾值的FET 32中的過電流時 切斷在FET 32中流動的電流。用于接通/斷開負載L的接通/斷開的處理步驟被記錄在ROM 33中。另外，示出 二極管元件D輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值(在下文中也被稱為“電壓下降 值)與溫度之間的關系的溫度電壓數(shù)據(jù)(對應于數(shù)據(jù))被記錄在ROM 33中。圖5示出溫度電壓數(shù)據(jù)的內容的一部分。二極管元件D的溫度的上升引起電壓下 降值線性降低。因此，使用二極管元件D使得能夠進行廣泛的溫度范圍內的與二極管元件 D相連接的分支路徑21的精確的溫度測量。如圖5中所示，在相同的溫度，隨著要被施加給二極管元件D的輸入端子25的電 壓逐漸增加8V、12V、以及16V，由于流入二極管元件D中的電流的增加導致電壓下降值也增 力口?；跍囟入妷簲?shù)據(jù)的電壓下降值的修改允許即使當將被施加給二極管元件D的輸入端 子25的電壓已經(jīng)改變時更加精確地測量分支路徑21的溫度。指示在與第⑴個FET 32 中的漏極31相連接的分支路徑21中是否存在異常的 異常標志被記錄在非易失性存儲器35中。當在分支路徑2中存在異常時，在異常標志中輸 入“1”，否則，輸入0。響應于(η)個FET 32，CPU 19與諸如ECU的(η)個器件36相連接。而且，CPU 19 包括與(η)個FET 32相對應的(η)個輸出端口 37。第⑴個輸出端口 37與相應的第(i) 個FET 32i中的柵極38相連接。CPU 19從第(i)個器件36i接收用于將電源施加給FET 32 的接通信號，并且然后將接通命令信號從第(i)個輸出端口 37i輸出到FET 32i。并且， CPU 19從第(i)個器件36i接收用于將電源施加到FET 32 的斷開信號，并且然后將斷開 命令信號從第(i)個輸出端口 37i輸出到FET 32i。在被分支為與(η)個FET 32相連接之后，基板側導電路徑18進一步在要與FET 32相連接的前面區(qū)域中分支，以通過用于轉換為能夠被輸入到CPU 19的電壓電平的電壓 轉換電路39與被提供在CPU 19中的B端口 40相連接。B端口 40具有A/D轉換功能。(η) 個B端口 40被提供為與(η)個FET 32相對應。第⑴個B端口 40與基板側導電路徑18 相連接，其與相應的FET 32i中的源極30相連接。這允許CPU 19獲得FET 32i中的源極 30側的電壓。在漏極31與二極管元件D的輸入端子25之間的位置處分支與FET 32中的漏極31相連接的基板側導電路徑18，并且然后通過電壓轉換電路39與被提供在CPU 19中的V 端口 41相連接。V端口 41具有A/D轉換轉功能。(η)個V端口 41被提供為與(η)個FET 32相對應。第(i)個V端口 41與基板側導電路徑18相連接，其與FET 32 中的漏極31相 連接。這允許CPU 19獲得二極管元件D的輸入端子側的電壓。如上所述，多個分支路徑21中的每一個與二極管元件D電氣地連接從而能夠傳遞熱。二極管元件D與負載L并行地連接。與二極管元件D的下游側中的端子相連接的信號 導電路徑28被捆扎在一起并且在連接點42處相互連接，并且然后通過電壓轉換電路39與 被提供在CPU19中的V com端口 43相連接。V com端口 43具有A/D轉換功能。這允許CPU 19獲得二極管元件D的輸出端子26側的電壓。另外，在本實施例中，B端口 41、V端口 41、以及V com端口 43中的每一個被提供 有電壓轉換電路39，然而，本發(fā)明不限于此，并且可以通過一個A/D端口利用諸如多路器的 模擬電壓開關進行檢測。CPU 19與對應于(η)個FET 32的(η)個第一 LED 44相連接，以控制第一 LED 44 的閃爍。例如，由于諸如電線15的絕緣涂層(未示出)的老化，導致比用于FET 32的損壞 防止的閾值電流小但是比正常通電時的電流大的電流可以流動，簡言之，可能出現(xiàn)所謂的 層短路。在這樣的情況下，在電線15中流動的電流大于閾值電流，并且因此CPU 19沒有將 斷開命令信號輸出到FET 32。作為相對大的電流持續(xù)地在電線15中流動的結果，從芯線 (未示出)產生的熱留在電線15中，并且可能引起電線15的絕緣涂層的退化?？紤]前述，在本實施例中，分支路徑21與二極管元件D電氣地連接從而能夠傳遞 熱。這允許分支路徑21的溫度和二極管元件D的溫度變得幾乎相同。結果，通過檢測二極 管元件D的輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值的溫度變化能夠計算分支路徑21 的溫度。當二極管元件D的溫度超過閾值時，CPU 19執(zhí)行接通/斷開的處理，諸如將斷開 命令信號輸出到FET 32。結果，能夠抑制在層短路時電線15產生煙。如下，描述接通/斷開的處理。在電連接盒10中，CPU 19控制并且執(zhí)行接通/斷 開的下述處理。圖4是示出接通/斷開的處理的內容的流程圖。在開始接通/斷開的處理之后，CPU 19從第一(SlOl)到第(i)個器件36i (S102) 順序地判斷接通信號是否輸入。當從器件36i輸入接通信號時，CPU 19從非易失性存儲器 35獲得與第(i)個FET 32 相對應的異常標志i (S103)。當異常標志i是“0” (S104 否) 時，CPU 19將接通命令信號輸出到FET 32i。因此，CPU 19在FET 32i中的漏極31和源極 30之間通電并且將電源提供給與FET 32 中的漏極31相連接的負載LiMi或者多個負載 LiMl0接下來，在步驟S106中，CPU 19從Bi端口獲得FET 32 中的源極30側的電壓。 CPU 19還從Vi端口獲得二極管元件Dil或者iMi的輸入端子25側的電壓。并且，CPU 19 從V com端口 43獲得二極管元件Dil或者DiMi的輸出端子26側的復合電壓。在這里，如果在任何導電路徑21中出現(xiàn)層短路，那么導電路徑21的溫度上升。然 后，與其它二極管元件D相比，與具有出現(xiàn)的層短路的導電路徑21相連接的二極管元件D 的溫度上升得更高。這引起電壓下降值減少，并且因此比其它的二極管元件D中的電流大 的電流在具有出現(xiàn)的層短路的導電路徑21相連接的二極管元件D中流動。因此，作為多個 二極管元件D的復合電壓，與具有出現(xiàn)層短路的導電路徑21相連接的二極管元件D的電壓 下降值變得占支配地位。接下來，CPU 19從ROM 33獲得溫度電壓數(shù)據(jù)(S107)。CPU 19計算二極管元件D 的輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值。然后，CPU 19基于被施加給二極管元件D中的輸入端子25的電壓和溫度電壓數(shù)據(jù)來修改輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值。此時，CPU 19用作控制裝置。CPU 19基于修改后的電壓下降值來計算二極管元件D的溫度(S108)。區(qū)別于復合電壓，CPU 19判斷二極管元件D的溫度是否超過閾值(S109)。換言之， 當二極管元件的電壓下降值(或者，修改后的電壓下降值)小于規(guī)定的閾值時CPU 19判斷 二極管元件D的溫度已經(jīng)超過閾值。此時，CPU 19用作判斷裝置。當二極管元件D的溫度 超過閾值(S109:是)時，CPU 19將斷開命令信號輸出到FET 32i(S115)。此時，CPU 19用 作控制裝置。如上所述，在復合電壓中，與具有出現(xiàn)的層短路的導電路徑21相連接的二極 管元件D的電壓下降值占支配地位。因此，CPU 19能夠判斷與具有出現(xiàn)的層短路的導電路 徑21相連接的二極管元件D的溫度是否超過閾值。接下來，CPU 19將“1”記錄在非易失性存儲器35中的第⑴個異常標志中 (S116)0然后，通過點亮第⑴個第一 LED 44i，CPU 19通知用戶在與FET 32i相連接的導 電路徑中出現(xiàn)異常(S117)。CPU 19重復上述處理直到它達到第(η)個器件36n(S113 否，S114)。在從第一 器件36開始重復上述處理之前(SlOl)，CPU 19對第(η)個器件36η執(zhí)行上述處理(S113 是)。當二極管元件D的溫度沒有超過閾值(S109 否)時，CPU 19將非易失性存儲器 35中的異常標志設置為“0”(SllO)。接下來，CPU 19判斷是否將斷開信號從第(i)個器件36i輸入到FET 32i，并且如 果是(S111，是)，那么將斷開命令信號輸出到FET 32i。因此CPU 19使與FET 32i相連接 的負載LiMi或者負載LiMl斷開。接下來，CPU 19執(zhí)行S113和S114中的處理，然后重復 上述處理直到第(η)個器件36，并且然后，再次從第一器件36開始重復上述處理。另外，當沒有從器件36 輸入接通信號(S102 否)時，CPU 19執(zhí)行S113和S114， 然后等待直到從器件36i輸入接通信號。另外，當在S 104中異常標志i是“1”(是)時，CPU 19通過執(zhí)行S116將異常信 息寫入非易失性存儲器35中，并且通過執(zhí)行S117點亮第(i)個第一 LED 44i。后續(xù)的處理 與上面的相同。用于檢測溫度的元件和CPU 19通常通過從元件引出的兩個導線相互連接。根據(jù) 本實施例，二極管元件D與分支路徑21和與CPU 19相連接的信號導電路徑28相連接。因 此，分支路徑21能夠用作二極管元件D中的一個導線，并且因此簡化電連接盒10的構造。另外，在本實施例中，二極管元件D被安裝在電路板12上并且被連接至形成在此 電路板12上的基板側導電路徑18 (分支路徑21)。這能夠簡化電連接盒10的構造。并且，在本實施例中，多個負載L與每個FET 32相連接。因此，一個FET 32能夠 控制多個負載L的接通/斷開，并且因此實現(xiàn)成本減少。另外，如圖5中所示，二極管元件D的輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值 根據(jù)被施加給二極管元件D的輸入端子25的電壓而變化?？紤]此點，本實施例被構造為指 示電壓下降值與溫度之間的關系的溫度電壓數(shù)據(jù)被記錄在ROM 33中?；诖藴囟入妷簲?shù) 據(jù)，即使當要被施加給二極管元件D的輸入端子25的電壓改變時，也能夠修改二極管元件 D的輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值，并且因此能夠實現(xiàn)精確的溫度測量。
另外，如圖5中所示，具有PN結的二極管元件D的電壓下降值相對于溫度相對線 性地變化，從而能夠在較廣泛的溫度范圍內進行精確的判斷。在本實施例中，狹窄部24被提供在二極管元件D的附近。狹窄部24被構造為與 其它的基板側導電路徑18相比較容易產生熱。因此，當例如出現(xiàn)層短路時，狹窄部24的溫 度比其它部分的溫度高。狹窄部24被布置在二極管元件D的附近，從而二極管元件D能夠 確定地檢測短路的出現(xiàn)。當多個負載L與一個FET 32相連接時，通過將電阻串聯(lián)地連接至負載L并且測量 在電阻中流動的電流可以檢測在負載L中流動的過電流。然而，在上述方法中，需要將電阻與每個負載L相連接。當相對大的電流在負載中 流動時，電阻的成本變得相對高。這會引起成本增加。另外，即使在正常時間，電流在與負載L串聯(lián)地連接的電阻中流動，并且因此使得 在電阻中消耗應被施加給負載L的電功率。這可以引起功率損失。在本實施例中，以重疊在基板側導電路徑18上的方式布置二極管元件D，從而測 量與溫度變化相關聯(lián)的二極管元件D的電壓下降，并且因此檢測在負載L中流動的過電流。 由于不需要使用相對昂貴的電阻，因此這能夠實現(xiàn)成本減少。另外，如圖3中所示，二極管元件D與負載L并行地連接在一起，從而能夠抑制應 被提供給負載L的功率的損失。<實施例2>如下，參考圖6至圖8描述本發(fā)明的實施例2。在本實施例中，如圖6中所示，諸如 例如FET的開關元件S被布置在每個二極管元件D和連接點42之間。CPU 19通過將接通命令信號和斷開命令信號輸出到開關元件S來選擇性地與多 個二極管元件D中的任何一個相連接。接通命令信號和斷開命令信號與選擇信號相對應。另外，CPU 19與被提供為對應于所有的二極管元件D的多個第二 LED 46相連接。 CPU 19控制第二 LED 46的點亮。除了上述之外的構造幾乎與第一實施例相同，并且因此，相同的標記被分配給相 同的組件以省略各自的描述。圖7是根據(jù)實施例2的接通/斷開的處理的主要流程圖。在開始接通/斷開的處 理時，CPU 19首先執(zhí)行初始處理(S201)。圖8示出初始處理的流程圖。CPU 19執(zhí)行從S221到S227的處理，以將斷開命令 信號輸出到所有的開關元件S。另外，CPU 19斷開所有的開關元件S。接下來，CPU 19執(zhí)行與圖4中的從SlOl到S105相同的處理。當異常標志是 “0” (S104 否)時，CPU 19將接通命令信號輸出到FET32i (S105)。接下來，CPU 19將接通命令信號從第一個開始順序地輸出到與FET 32 相連接的 開關元件Sij(S202)。從而二極管元件Dij (j是自然數(shù))與CPU 19選擇性地連接。接下來，CPU 19執(zhí)行與圖4中的從S106到S107相同的處理。CPU19基于修改后 的電壓下降值計算二極管元件Dij的溫度(S204)。CPU 19判斷二極管元件Dij的溫度是否超過閾值(S205)。此時，CPU 19用作判斷 裝置。當二極管元件Dij的溫度超過閾值(S205 是)時，CPU 19執(zhí)行與圖4中的從S115 到Sl 17相同的處理。
接下來，CPU 19點亮第二 LED 46ij。這允許CPU 19通知用戶哪個與分支路徑21相連接的二極管元件Dij具有在分支路徑21中出現(xiàn)的異常。CPU 19重復上述處理直到它到達第(η)個器件36n(S113 否，S114)。在從第一 器件36開始重復上述處理之前(SlOl)，CPU 19對第(η)個器件36η執(zhí)行上述處理(S113 是)。當二極管元件Dij的溫度沒有超過閾值(S205 否)時，CPU 19將斷開命令信號輸 出到開關元件Si j。從而CPU 19切斷二極管元件Dij和CPU 19之間的電氣連接。接下來，CPU 19對與FET 32 相連接的從Sll到SiMi的開關元件執(zhí)行上述處理 (S207, S208)。在對開關元件SiMi執(zhí)行上述處理(S207 是)時，CPU 19執(zhí)行與圖4中的從SllO 到S 112相同的處理。接下來，CPU 19執(zhí)行圖4中的S113和S114中的處理，然后重復上 述處理直到它達到第(η)個器件36，并且然后，從第一器件36開始再次重復上述處理。另外，當在S104中異常標志i是“ 1”(是)時，CPU 19通過執(zhí)行S116將異常信息 寫入非易失性存儲器35，并且通過執(zhí)行S117點亮第(i)個第一 LED 44i。后續(xù)的處理與上 述相同。在本實施例中，將CPU 19與多個二極管元件Dij中的任何一個相連接并且順序地 判斷所述二極管元件Dij的電壓下降值是否大于閾值允許對多個導電路徑21中的哪個具 有出現(xiàn)的層短路進行判斷?！磳嵤├?>如下，參考圖9和圖10描述本發(fā)明的實施例3。在本實施例中，如圖9中所示，與 每個二極管元件D的下游側中的端子相連接的信號導電路徑28通過電壓轉換電路39與被 提供在CPU 19中的VD端口 50相連接。VD端口 50被提供為對應于每個二極管元件D。具 體地，第(i)個FETi的下游側中的并且與第(Mi)個基板側導電路徑18相連接的二極管元 件DiMi與VD端口 50iMi相連接。每個VD端口 50具有A/D轉換功能。這允許CPU 19獲 得二極管元件D的輸出端子26側的電壓。除了上述之外的構造幾乎與實施例2的相同，并且因此，相同的標記被分配給相 同的組件以省略重復的描述。圖10是根據(jù)實施例3的接通/斷開的處理的主要流程圖。在開始接通/斷開的 處理時，CPU 19執(zhí)行與圖7中的從SlOl至S202相同的處理。接下來，在步驟S301中，CPU 19從Bi端口獲得FET 32i中的源極30側的電壓。并且，CPU 19從Vi端口獲得二極管元 件DiMi或者二極管元件Dil的輸入端子25側的電壓。并且，CPU 19從每個VD端口 50iMi 獲得二極管元件DnMn或者二極管元件Dll的每個輸出端子26側的電壓。接下來，CPU 19執(zhí)行與圖7中的從S107至S205相同的處理。當二極管元件Dij 的溫度超過閾值(S205 是)時，CPU 19執(zhí)行與圖7中的從Sl 15到S209相同的處理。CPU 19重復上述處理直到它達到第(η)個器件36n(S113 否，S114)。在從第一 器件36開始重復上述處理(SlOl)之前，CPU 19對第(η)個器件36η執(zhí)行上述處理(S113 : 是)。當二極管元件Dij的溫度沒有超過閾值(S205 否)時，CPU 19對與FET 32i相連 接的從Dil到DiMi的二極管元件執(zhí)行上述處理(S207，S208)。
在對二極管元件DiMi執(zhí)行上述處理(S207 是)時，CPU 19執(zhí)行與圖7中的從 SllO到S1112相同的處理。接下來，CPU 19執(zhí)行圖7中的S113和S114中的處理，然后重 復上述處理直到它達到第(η)個器件36，并且然后，從第一器件36開始再次重復上述處理。在本實施例中，能夠省略與每個二極管元件D相連接的開關元件S。這實現(xiàn)了成本的進一步減少?！雌渌鼘嵤├翟谏厦鎱⒖几綀D描述了本發(fā)明的實施例，要理解的是，本發(fā)明不限于精確的實施 例，并且例如如下的實施例能夠處于本發(fā)明的范圍內。(1)在本實施例中，二極管元件D被用作半導體元件，然而，本發(fā)明不限于此，并且 可以采用諸如齊納二極管和晶體管的具有PN結的任何任意的半導體元件。另外，當使用齊 納二極管時，可以在與從分支路徑21朝著信號導電路徑28前進的方向相反的方向上連接 齊納二極管。至于晶體管，例如，可以判斷基極與發(fā)射極之間的電壓Vbe是否大于閾值。(2)在本實施例中，導電路徑具有多個分支路徑21，然而，本發(fā)明不限于此，并且 一個半導體開關元件和一個負載L可以通過半導體元件可與其連接的一個導電路徑連接。(3)在本實施例中，包括被提供有示出要被施加給二極管元件D的輸入端子25的 電壓與輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值之間的關系的溫度電壓數(shù)據(jù)的ROM 33， 然而，本發(fā)明不限于此。當例如要從恒壓電路施加給二極管元件D的輸入端子25的電壓保 持恒定時，電壓下降值的修改是不必要的，并且可以不是必須地進行基于溫度電壓數(shù)據(jù)的 修改。(4)電路保護器包括電連接盒，并且此外，更廣范圍的器件。電路保護器可以不具 有殼體11。在本實施例中，根據(jù)本發(fā)明的電路保護器被應用于要被安裝在車輛中的電連接 盒，然而，本發(fā)明不限于此，并且根據(jù)本發(fā)明的電路保護器可以被應用于任何電路。(5)在本實施例中，使用模制封裝型二極管元件D，然而，可以使用裸芯片型二極 管元件D。與模制封裝型二極管相比較，由于裸芯片型二極管容易吸收來自于外部的熱所以 是優(yōu)選的。(6)在本實施例中，二極管元件D包括兩個二極管29，然而，本發(fā)明不限于此，并且 二極管元件D可以包括一個或者三個或者更多二極管29。(7)在本實施例中，CPU 19用作判斷裝置，然而，本發(fā)明不限于此，并且可以通過 模擬比較器構造判斷裝置。(8)在本實施例中，二極管元件D與負載L并行地連接在一起，然而，本發(fā)明不限于 此，并且二極管元件D可以與負載L串聯(lián)地連接在一起，二極管元件D的兩端被提供有用于 檢測電壓的分支路徑，并且分支路徑可以與CPU 19相連接。
權利要求
一種電路保護器，包括半導體開關元件，所述半導體開關元件用于與電源相連接；導電路徑，所述導電路徑與所述半導體開關元件相連接并且連接所述半導體開關元件和負載，半導體元件，所述半導體元件與所述導電路徑相電氣地連接以傳遞熱并且具有PN結，判斷裝置，所述判斷裝置用于判斷所述半導體元件的輸入/輸出端子之間的電壓下降值是否大于閾值；以及控制裝置，所述控制裝置用于如果通過所述判斷裝置判斷所述電壓下降值小于閾值，則將斷開命令信號輸出到所述半導體開關元件。
2.根據(jù)權利要求1所述的電路保護器，其中所述導電路徑包括被分支為多個的分支路徑，多個分支路徑分別與所述負載和所述半導體元件相連接，所述判斷裝置判斷多個半導體元件的輸入/輸出端子之間的電壓下降值中的任何一 個是否大于所述閾值，并且當所述判斷裝置判斷多個半導體元件的輸入/輸出端子之間的 所述電壓下降值中的任何一個小于所述閾值時所述控制裝置將斷開命令信號輸出到所述 半導體開關元件。
3.根據(jù)權利要求2所述的電路保護器，其中開關元件被布置在多個半導體元件和所述 判斷裝置之間，所述開關元件用于在接收從所述控制裝置輸出的選擇信號時選擇性地連接 多個半導體元件中的任何一個和所述判斷裝置。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任何一個所述的電路保護器，包括存儲器裝置，所述存儲 器裝置記錄示出要被施加給所述半導體元件的輸入端子的電壓和所述半導體元件的輸入/ 輸出端子之間的電壓下降值之間的關系的數(shù)據(jù)，其中所述控制裝置基于被施加給所述半導體元件的輸入端子的電壓和所述數(shù)據(jù)修改 所述半導體元件的輸入/輸出端子之間的電壓下降值然后將修改后的電壓下降值輸出到 所述判斷裝置，所述判斷裝置判斷修改后的電壓下降值是否大于閾值，并且當通過所述判斷裝置判斷修改后的電壓下降值小于所述閾值時所述控制裝置將斷開 命令信號輸出到所述半導體開關元件。
5.根據(jù)權利要求1至4中的任何一項所述的電路保護器，其中所述半導體元件與所述 負載并行地連接在一起。
6.一種電連接盒，包括半導體開關元件，所述半導體開關元件用于與電源相連接；導電路徑，所述導電路徑與所述半導體開關元件相連接并且連接所述半導體開關元件 和負載，半導體元件，所述半導體元件與所述導電路徑相電氣地連接以傳遞熱并且具有PN結，判斷裝置，所述判斷裝置用于判斷所述半導體元件的輸入/輸出端子之間的電壓下降 值是否大于閾值；以及控制裝置，所述控制裝置用于如果通過所述判斷裝置判斷所述電壓下降值小于閾值， 則將斷開命令信號輸出到所述半導體開關元件。
7.根據(jù)權利要求6所述的電連接盒，其中所述導電路徑包括被分支成多個的分支路徑，多個分支路徑分別與所述負載和所述半導體元件相連接，所述判斷裝置判斷多個半導體元件的輸入/輸出端子之間的電壓下降值中的任何一 個是否大于所述閾值，并且當所述判斷裝置判斷多個半導體元件的輸入/輸出端子之間的 所述電壓下降值中的任何一個小于所述閾值時所述控制裝置將斷開命令信號輸出到所述 半導體開關元件。
8.根據(jù)權利要求7所述的電連接盒，其中開關元件被布置在多個半導體元件和所述判 斷裝置之間，所述開關元件用于在接收從所述控制裝置輸出的選擇信號時選擇性地連接多 個半導體元件中的任何一個和所述判斷裝置。
9.根據(jù)權利要求6至8中的任何一個所述的電連接盒，包括存儲器裝置，所述存儲器裝 置記錄示出要被施加給所述半導體元件的輸入端子的電壓和所述半導體元件的輸入/輸 出端子之間的電壓下降值之間的關系的數(shù)據(jù)，其中所述控制裝置基于被施加給所述半導體元件的輸入端子的電壓和所述數(shù)據(jù)修改 所述半導體元件的輸入/輸出端子之間的電壓下降值然后將修改后的電壓下降值輸出到 所述判斷裝置，所述判斷裝置判斷修改后的電壓下降值是否大于閾值，并且當通過所述判斷裝置判斷修改后的電壓下降值小于所述閾值時所述控制裝置將斷開 命令信號輸出到所述半導體開關元件。
10.根據(jù)權利要求6至9中的任何一項所述的電路保護器，其中所述半導體元件與所述 負載并行地連接在一起。
11.根據(jù)權利要求6至10中的任何一項所述的電連接盒，其中所述半導體元件被安裝在電路板中，所述導電路徑包括通過印刷布線技術形成在所述電路板上的基板側半導體元件，并且所述半導體元件與所述基板側導電路徑相連接。
12.根據(jù)權利要求11所述的電連接盒，其中比所述基板側導電路徑中的其它部分更容 易產生熱的容易產生熱的組件形成在與所述半導體元件相連接的部分附近的所述基板側 導電路徑中。
全文摘要
電連接盒10包括FET 32，該FET 32用于與電源B連接；基板側導電路徑18，該基板側導電路徑18與FET 32相連接并且連接FET 32和負載L；二極管元件D，該二極管元件D與基板側導電路徑18電氣地連接以傳遞熱并且具有PN結；以及CPU 19，該CPU 19用于判斷二極管元件D的輸入/輸出端子25和26之間的電壓下降值是否大于閾值并且如果判斷電壓下降值小于閾值，則將斷開命令信號傳遞給FET 32。
文檔編號H02H3/087GK101816107SQ20088011029
公開日2010年8月25日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權日2007年10月9日
發(fā)明者樋口豐, 高橋成治, 高阪光昭 申請人:株式會社自動網(wǎng)絡技術研究所;住友電裝株式會社;住友電氣工業(yè)株式會社