一种高可靠智能熔断器及保护方法与流程

本发明涉及一种熔断器，特别是涉及一种高可靠智能熔断器及保护方法。

背景技术：

熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开，运用这种原理制成的一种电流保护器。目前市场上的现有技术是将熔断器与导电铜排并联，在正常状态下，电流(按照不同比例)同时流过熔断器和铜排。在故障发生时由系统中央控制器做出判断并发出动作信号，引爆熔断器内预置的炸药驱动撞针切断铜排，从而诱发并联熔断器断开，最终切断故障电流。在正常状态下，熔断器和铜排并联，协同分流。尽管通过熔断器的电流要比铜排上的电流小很多，其代价是熔断器的电阻要比铜排的电阻高很多，结果是在正常状态下熔断器也有比较明显的发热。

在此种情况下，可能会导致众多的问题或失效，按照严重程度依次是：(1)保护器件本身发热大，提高了周围的环境温度；(2)熔断器长期在高温下工作，热疲劳效应会造成使用寿命缩短；(3)并联熔断器如果提前断开而未被检测到，一旦发生故障，所有故障电流通过铜排，铜排分断机构(如点火开关)很难有效灭弧，极大可能导致喷电弧、燃烧、甚至爆炸；(4)现有技术中，电子电路机理比较复杂，系统失效风险比较大等；(5)在安装空间一定的情况下，现有技术的能谱范围受到严重限制，特别是电流增加时，器件体积过大，难以满足小型化的体积要求等。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种高可靠智能熔断器及保护方法，能实现在正常工况下，耐受所允许的过流冲击不发生误动作，同时当故障发生时，分断电路的速度足够快，满足规定的保护要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高可靠智能熔断器，包括第一铜排、第二铜排、切断总成、弹性连接件和熔断灭弧部件，所述第一铜排与所述第二铜排并联设置，所述切断总成、所述弹性连接件和所述熔断灭弧部件通过所述第二铜排串联设置，所述弹性连接件设置在所述切断总成的两侧，所述弹性连接件能与所述切断总成连通设置，所述第一铜排包括切断口，所述切断口与所述切断总成对应设置。

在本发明一个较佳实施例中，所述高可靠智能熔断器还包括触发信号发送部件，所述触发信号发送部件设置在所述高可靠智能熔断器所在系统的控制单元内。

在本发明一个较佳实施例中，所述切断总成包括导电环、切断部件和火药部件，所述切断部件位于所述导电环的下部，所述火药部件位于所述导电环内。

在本发明一个较佳实施例中，所述导电环的外直径大于等于两个所述弹性连接件底部的距离或直径。

在本发明一个较佳实施例中，所述切断部件为板状结构，所述切断部件的上部与所述导电环的下部连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述弹性连接件与所述第二铜排呈角度设置。

提供一种高可靠智能熔断器的保护方法，包括步骤为：(1)在正常状态下，电流通过第一铜排，切断总成与第二铜排处于断开状态；(2)故障发生时，触发信号发送部件向切断总成发出动作指令，切断总成向下运动并与弹性连接件接触导通，电流通过熔断灭弧部件；(3)切断总成继续向下运动，达到切断口致使第一铜排被切断；(4)在熔断灭弧部件的动作下，切断系统故障电流。

本发明的有益效果是：

一、所述高可靠智能熔断器承受冲击电流的能力更强，系统误动作更少：在正常状态下，流过所述高可靠智能熔断器的电流只通过第一铜排，其他部件包括熔断灭弧部件等没有电流通过，意味着正常状态下的器件的稳定性由第一铜排决定，不受其他部件的影响。所述高可靠智能熔断器的稳定性得到充分验证，能可靠保证。相比之下，现有技术在正常状态下电流按比例通过开关及与开关并联的熔断器，但是由于分流需要，熔断器的电阻要比并联的开关高出很多，冲击电流容易造成器件提前断开，导致系统误动作。

二、所述高可靠智能熔断器的分断特性更好，保护能力更强：所述高可靠智能熔断器在故障出现前，熔断灭弧部件处于断开状态，避免了热疲劳、热失效现象，分断特性得到高度保障。相比之下，现有技术在正常状态下电流按比例通过开关及与开关并联的熔断器，但是由于熔断器的电阻要比并联的开关高出很多，长期通流可能导致熔断器特性变差、甚至提前熔断，导致喷电弧、燃烧、甚至爆炸。

三、切断总成切断第一铜排，并与弹性连接件相连导通，均为机械结构，安全可靠。

四、所述高可靠智能熔断器保护的能谱(电流、电压)范围更宽：所述高可靠智能熔断器的电压范围：70～3000伏特，电流范围：几十～1200安培。能谱范围比现有技术(电压到1000伏特，电流到900安培)宽广的多。

五、所述高可靠智能熔断器的动态工作范围更宽：比如一款固定配置的器件的工作范围为：电压为直流400伏特，电流为几十～400安培。

六、所述高可靠智能熔断器的电阻及温升比现有技术低10％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的高可靠智能熔断器一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所述高可靠智能熔断器的主视图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，提供一种高可靠智能熔断器，包括第一铜排1、第二铜排2、切断总成3、弹性连接件4、熔断灭弧部件5和触发信号发送部件。所述第一铜排与所述第二铜排并联设置，所述切断总成、所述弹性连接件和所述熔断灭弧部件通过所述第二铜排串联设置。所述弹性连接件设置在所述切断总成的两侧，所述弹性连接件能与所述切断总成连通设置。所述第一铜排包括切断口6，所述切断口与所述切断总成对应设置。所述触发信号发送部件设置在所述高可靠智能熔断器所在系统的控制单元内，如管理汽车气囊的电控单元ecu等。所述触发信号发送部件为触发信号发送器或触发信号发送接口。所述触发信号发送部件在图上未画出。

所述切断总成包括导电环7、切断部件8和火药部件，所述切断部件位于所述导电环的下部，所述切断部件和所述导电环集成在一起设置，所述火药部件位于所述导电环内。所述切断部件为板状结构，所述切断部件的上部与所述导电环的下部连接。所述切断部件与所述第二铜排垂直设置。在所述第二铜排上设置有缺口，所述弹性连接件为两个，分别与缺口端的所述第二铜排连接，所述弹性连接件与所述第二铜排呈角度设置，即可以呈漏斗型设置。因板状结构的切断部件宽度小，可以插入到两个所述弹性连接件之间。所述导电环的外直径大于等于两个所述弹性连接件底部的距离或直径，所述弹性连接件采用的是弹性材料，这样在所述导电环向下运动的时候，所述导电环能够与所述弹性连接件相触导通，所述导电环和所述弹性连接件能够软性连接。所述火药部件与所述触发信号发送部件是电性连接的，所述火药部件的隐蔽受到所述触发信号发送部件的控制。

所述高可靠智能熔断器的保护方法，包括步骤为：

(1)在系统正常运行状态下，电流通过第一铜排，切断总成与第二铜排处于断开状态，没有电流通过与切断总成串联的熔断灭弧部件，所述高可靠智能熔断器的电阻值由第一铜排决定。

(2)故障发生时，触发信号发送部件向切断总成发出动作指令，所述切断总成内的火药部件接收动作指令，引爆火药部件内的火药，火药的冲力使得所述切断总成下行，切断总成上的导电环与弹性连接件接触导通，切断总成和熔断灭弧部件所在的串联支路导通，电流通过熔断灭弧部件。

(3)切断总成继续向下运动，达到切断口致使第一铜排被切断。

(4)在熔断灭弧部件的动作下，切断系统故障电流。

在正常工作状态下，所述高可靠智能熔断器能够保证系统承受允许的过载电流冲击而不发生误动作提前断开，从而使系统如电动汽车即使在恶劣的工况下也能够稳定工作。故障发生时，所述高可靠智能熔断器能够在规定的时间内快速切断故障电流，在电路中建立安全有效的物理隔离，终止故障不继续扩大，使系统如电动汽车及人员的安全得到可靠的保护。故障发生时，所述高可靠智能熔断器接收到触发信号后动作，动作速度满足保证安全的规定要求。

本发明能改善现有技术的电气特性，在熔断器所应用的系统正常工作时，所述高可靠智能熔断器本身的能耗小、温升低；在故障发生后，所述高可靠智能熔断器的绝缘电阻高，在电路中建立有效的物理隔离，保证系统安全。本发明能降低现有技术的应用难度和成本，所述高可靠智能熔断器的有效保护能谱范围宽，比现有技术覆盖更宽广的电压和电流范围，缓解现有技术产品选型复杂、规格繁多、应用成本高的用户痛苦等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。