[发明专利]电子保护装置、用于驱动电子保护装置的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于保护至少一个可连接到保护装置上的电器件的电子保护装置。本发明还涉及一种根据权利要求15的用于驱动电子保护装置的方法以及根据权利要求14的电子保护装置的应用。

背景技术

由现有技术已知了一系列保护装置，其任务在于保护电压源和/或连接到电压源上的负载，尤其是以防过高的电流。

在工业应用电能之初就已经开发并且使用这种保护装置、例如T.A.Edison的US专利第438,305号示出一种“保险丝盒”，该专利可追溯于1885年的一个专利申请。这种保险丝盒和当今所用的多数熔断保险丝一样具有这样的缺点：在故障情况后、即在所谓的熔断丝熔断后，必须用新的熔断保险丝来替换现有的熔断保险丝。

为了避免在故障情况后必须替换断开的保险丝，在过去例如曾开发“自恢复保险丝元件”，其又称为“热自恢复保险丝”。常见自恢复保险丝元件的多种实施方式。技术人员大多根据制造自恢复保险丝元件所用的材料来区分它们。特别普遍的自恢复保险丝是所谓的“PTC保险丝”、尤其是基于聚合物的PTC保险丝，其中后者通常被称为“PPTC保险丝（英文：polymeric positive temperature coefficient fuse（聚合物正温度系数保险丝））。热自恢复保险丝元件的例子在2008年的简易格式目录“自恢复保险丝－聚合物PTC&陶瓷PTC”中予以说明。

在说明书的另一段中将再次参考该简易格式目录（在下文被称为文献“PD1”）。

在下文中，概念“热自恢复保险丝元件”简称为“保险丝元件”。

所述类型的保险丝元件的缺点在于，在其使用时虽然能够在可估算的持续时间内防止可能的电路过载，但当保险丝元件比较频繁或持续运行在“跳闸状态”中、即基本截止电流的状态中时，由于保险丝元件“持续承受负载”而会在保险丝元件中发生不可逆的构件变化，所述变化显著缩短保险丝元件的寿命。换言之，保险丝元件的所述持续承受负载例如导致其提前老化，这会根据其它边缘条件的表现而导致保险丝元件的损毁、例如在不利的边缘条件下在几天之后就会导致保险丝元件的损毁。

通常，保险丝元件经受上述持续承受负载（在时间方面）越长并且保险丝元件在持续承受负载期间的温度越高，保险丝元件的寿命就越短。

例如在较长时长内、例如数日、数周或数月的时间间隔内未能发现接线错误的情况下，例如当连接到保险丝元件上的器件与电压源或参考电势连接以致保险丝元件在上述时间间隔内（数日、数周或数月）基本上无中断地保持在“跳闸”、即截止状态中时，会导致严重后果。保险丝元件在这样的持续承受负载之后可能出现的损毁随后会引起通过保险丝元件的电流显著升高，这会导致所连接的原本受保险丝元件保护的电器件或其它器件损毁。不再能满足规定功能的被损毁的保险丝元件甚至会在特定的边缘条件下引起其他后果，即保险丝元件烧毁，这最终会导致电子技术装置的整个组件和其它在空间上在燃烧的保险丝元件附近的物体损毁。

仅利用一个保险丝元件来防止过电流的保护装置的缺点还在于常常不够大或不够小的惯性。虽然仅具有一个保险丝元件的保护装置的使用者或开发者能够通过在考虑电路惯性的情况下选择所用的保险丝元件来有限地影响保护装置的惯性，但最终还是在很大程度上依赖于保险丝元件制造商的设计规范。保护装置根据保险丝元件制造过程而存在的参数由这些设计规范决定。换言之，使用者或开发者缺少一种简单的可实践应用的方法来有针对性地并且可预见地改变时间开关特性。因此当保护装置仅由保险丝元件构成时，则开发者或使用者在保护装置的惯性方面受到保险丝元件的制造商的相应参数约束。

根据现有技术的例如仅由一个保险丝元件构成的保护装置的另一缺点在于保护装置的环境温度对于保险丝元件的参数和因此故障电流响应特性（例如英文称为“PTC response characteristic”）的相对强的影响性。

已知保护装置的另一例子为电子保险丝。为此应提到国际专利申请WO86/06223A1的公开文本。根据该公开文本可通过电脉冲控制一个开关。一旦电流超过预定值，则该电子保险丝借助该开关介入电流流动。如流经负载的电流增加，则借助脉冲闭合开关的持续时间减少。当超过特定的最大允许电流值时开关会完全断开。

发明内容

在此背景下，本发明的任务在于提供一种装置，该装置改进现有技术。另外，本发明的任务在于提出该装置的一种应用和一种用于驱动电子保护装置的方法，它们为现有技术的改进方案。