2.3 PTC 加熱器拓?fù)?/h2>

在設(shè)計(jì) PTC 加熱器系統(tǒng)時(shí)，必須考慮的一個(gè)基本因素是應(yīng)用需要多少個(gè)加熱元件或“負(fù)載”。如果單純從成本角度出發(fā)，使用一個(gè)大 PTC 負(fù)載可能比使用多個(gè)小負(fù)載更簡(jiǎn)便。但是，如果設(shè)計(jì)目標(biāo)是提升功能性和靈活性，則使用多個(gè) PTC 負(fù)載可能更合理。多個(gè) PTC 負(fù)載使得系統(tǒng)在不需要全功率時(shí)可以關(guān)閉一部分功率。此外，多個(gè) PTC 負(fù)載還能實(shí)現(xiàn)“區(qū)域加熱”，從而將熱量分散到車(chē)廂的不同區(qū)域。這也可以為車(chē)廂和電池提供專(zhuān)門(mén)的 PTC 加熱元件。接下來(lái)的幾節(jié)將介紹控制電流通過(guò) PTC 負(fù)載的不同選項(xiàng)。

如果系統(tǒng)的目標(biāo)是盡可能降低成本，可以考慮在每個(gè)負(fù)載下使用一個(gè)單獨(dú)的低側(cè)開(kāi)關(guān)，并將該開(kāi)關(guān)接地，如圖 2-5 所示。這樣做的主要缺點(diǎn)是沒(méi)有低側(cè)保護(hù)。低側(cè)開(kāi)關(guān)能夠處理高側(cè)短路問(wèn)題，但在發(fā)生低側(cè)短路時(shí)，無(wú)法阻止電池/直流鏈路電容器通過(guò) PTC 負(fù)載提供電流。因此，如果系統(tǒng)特意設(shè)計(jì)為由配電單元 (PDU) 提供短路保護(hù)，可以使用此拓?fù)洹?/p>

圖 2-5 每個(gè)負(fù)載下使用一個(gè)低側(cè)開(kāi)關(guān)并且將開(kāi)關(guān)接地

一種實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的方法是采用雙低側(cè)拓?fù)洹Ｔ撏負(fù)渫ㄟ^(guò)與低側(cè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)短路 (SC) 保護(hù)電路，以便在電源開(kāi)關(guān)或任一橋臂的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生短路故障時(shí)能夠斷開(kāi)連接，如圖 2-6 所示。由于無(wú)需通常較為昂貴的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器，因此這種方法成本相對(duì)較低。該方法可以在每個(gè)橋臂上提供多個(gè)故障保護(hù)和斷開(kāi)點(diǎn)，但如果負(fù)載和接地之間直接發(fā)生短路，則系統(tǒng)無(wú)法得到保護(hù)。

圖 2-6 短路保護(hù)電路與低側(cè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)

一種實(shí)現(xiàn)從高壓電池?cái)嚅_(kāi)的方法是在高側(cè)提供單點(diǎn) SC 保護(hù)，并在低側(cè)的每個(gè)橋臂上提供一個(gè)用于調(diào)節(jié)的開(kāi)關(guān)，如圖 2-7 所示。因此，高側(cè)具有接地短路保護(hù)功能，而低側(cè)開(kāi)關(guān)提供高側(cè)短路保護(hù)。這種拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是，當(dāng)某一橋臂的 PTC 發(fā)生故障時(shí)，兩個(gè)橋臂都會(huì)斷開(kāi)連接，因此無(wú)法單獨(dú)控制或保護(hù)這些橋臂。

圖 2-7 高側(cè)單點(diǎn) SC 保護(hù)和低側(cè)每個(gè)橋臂上有一個(gè)開(kāi)關(guān)

最后，通過(guò)在兩個(gè)橋臂上都設(shè)置短路保護(hù)點(diǎn)，可以為系統(tǒng)增加靈活性，如圖 2-8 所示。這樣，每個(gè)橋臂都可以單獨(dú)控制。這對(duì)于控制輸出功率或在某個(gè) PTC 負(fù)載發(fā)生故障的情況下非常有用。

圖 2-8 兩個(gè)橋臂上均有短路保護(hù)