[发明专利]热安全装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种为了断开电路的方法。此外，本发明涉及一种为了通过熔化易熔元件断开电路的热安全装置。

背景技术

由于越来越多地使用为了切换电负载中的大电流的半导体组件(MOSFETs、IGBTs)，例如在汽车行业中的车辆中，所指出的该类型的热安全装置具有越来越重要的意义。万一在半导体开关元件中发生故障(例如，由于短路或者由于局部崩溃或另一种故障)，由于错误的电流流动，该结果可以是不允许的且可能致命的温度的升高。

在车辆中的情况尤其如此，其中，某些负载(诸如例如，冷却风扇、ABS控制器、加热风扇、助力转向、或者甚至电转向系统或类似物)没有经由点火锁而是直接被电气性连接，到该电池。

因为在车辆已经被使用(即，已经被停止运转)之后必须确保负载的持续操作或随后操作的可能性，所以这样的负载通常没有经由点火锁连接到该电池，。例如，在一定温度处，必须使冷却风扇能够在车辆的操作之后继续运行一段时间以避免温度峰值并且实现引擎温度的降低。

在达到故障(尤其是电气部件的短路)引起的动作温度时，这样安全装置具有超温保护的功能，该安全装置中断电源并且阻止温度的任何进一步上升(这可能在某些情况下是致命的)。

在不存在短路的情况下和在不直接与电池相连接的其它电路中，这样的安全装置还起到超温保护的作用。如果例如在开关元件的局部崩溃的情况下，仅微量增加的电流流入负载中；那么使用常规的过流安全装置不能检测到这种故障。在典型地被封装的负载中，温度随后继续上升，而且在某些情况下，这可能甚至导致火灾。

该热安全装置的进一步的应用通常可以对高功率负载提供过温保护和火灾保护，例如，为了保护太阳能电池或重负荷蓄电池以及辅助加热系统。

基于弹簧技术或熔化蜡技术的热安全装置在家用设备(例如，咖啡机)的项目中已经是最先进的了。这样的安全装置由于它们的低电流容量而无法被用于具有大电流的功率应用。

从现有技术看，无需任何机械力(例如，弹簧)被激活的热安全装置是来自US7,068,141B2的已知技术。

这些安全装置的操作方式追溯到当易熔元件达到激活温度时易熔元件的润湿性。激活是由于易熔元件的熔化而发生，该易熔元件是由于润湿力而被牵引到相应的较大表面上。这里，该易熔元件被外壳的适应表面包围，同时为流出的元件的熔料留出自由的缓冲容积。

在这样的安全装置(它们通常被用在例如移动电话的消费者应用中)中的不利的是如下事实：因为由于激活原理仅少量的易熔元件是可用的，所以这样的安全装置不适于大电流。

对于汽车行业，存在用于避开以上所引用的局限性的建议。

DE244 375 A1描述了用于部署在电源和电源电路中的易熔电阻的形式的热安全装置。

DE10 2007 014 338A1描述了电路结构形式的热安全装置，尤其是冲压栅格或印刷电路板(其具有易熔元件并且借助于表面张力来实现电连接的断开)形式的热安全装置。

DE10 2008 003 659A1涉及一种具有导体棒的易熔安全装置。该导体棒在正常操作中起到电传导连接的作用，并且在达到一定温度而发生热故障时熔化。

例如，DE10 2007 014 339A1中描述了具有连接元件和单独设计的致动器的热安全装置。该致动器在达到某一激活温度时以机械方式使电连接断开。

此外，通常具有上焊接(soldered-on)钢板弹簧的热安全装置是已知技术，该钢板弹簧在达到一定温度时使电连接断开。

在其它特征中，在所述安全装置中的不利的是如下事实：焊料和连接点永久地经受材料应力，并且因此该热安全装置的使用寿命和可靠性是有限的(尤其是在使用温度循环负载的严酷的外界条件下)。

发明内容

本发明的基本问题在于提供一种为了断开电路的热安全装置，其中，该热安全装置具有非常小的电阻并且适用于大电流(尤其适用于非常大的短路电流)，并且还具有高的可靠性(尤其在困难的情况，例如，较长持续时间的热负载和机械负载)。

所述问题使用根据权利要求1的特征的热安全装置而得以解决。