本公開涉及用于控制發(fā)熱元件的電路和技術(shù)。

背景技術(shù)：

在各種應(yīng)用中，采用發(fā)熱元件，諸如正溫度系數(shù)(PTC)發(fā)熱元件或電阻線發(fā)熱元件。例如，在汽車應(yīng)用中，發(fā)熱元件用于提供對(duì)車輛內(nèi)部的快速且方便的加熱。

通常，多個(gè)PTC發(fā)熱元件由相應(yīng)的機(jī)械繼電器獨(dú)立地來控制。例如，如果需要更高(更低)的發(fā)熱功率，則更大(更小)數(shù)目的機(jī)械繼電器在閉合位置操作以向相應(yīng)的發(fā)熱元件提供供電電流。在此，總的發(fā)熱功率的調(diào)節(jié)粒度通常相對(duì)較低；即能夠?qū)崿F(xiàn)的發(fā)熱水平的數(shù)目可能很小。如果例如采用處于打開或關(guān)閉狀態(tài)的三個(gè)PTC發(fā)熱元件，則可以得到四個(gè)發(fā)熱水平。

有時(shí)，可能需要提供總的發(fā)熱功率的更細(xì)的調(diào)節(jié)粒度；即有時(shí)可能期望增加發(fā)熱水平的數(shù)目。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，需要一種能夠控制發(fā)熱元件的供電電流的先進(jìn)的技術(shù)。特別地，需要一種能夠通過以成本高效的方式提供大量發(fā)熱水平來控制發(fā)熱元件的供電電流的技術(shù)。特別地，需要一種能夠通過提供更大數(shù)目的發(fā)熱水平來控制發(fā)熱元件的供電電流的技術(shù)，其中對(duì)應(yīng)的電路裝置不要求大的空間；即要求節(jié)省空間的實(shí)現(xiàn)方式。

這一需求通過獨(dú)立權(quán)利要求中的特征來滿足。從屬權(quán)利要求定義可以有助于滿足這些或其他目的的附加特征。

根據(jù)一方面，提供了一種電路。電路包括機(jī)械繼電器和固態(tài)繼 電器。機(jī)械繼電器被配置成開關(guān)第一供電線上的第一發(fā)熱元件的第一供電電流。固態(tài)繼電器被配置成開關(guān)第二供電線上的第二發(fā)熱元件的第二供電電流。

通過采用機(jī)械繼電器和固態(tài)繼電器的組合，可以能夠例如通過根據(jù)設(shè)定發(fā)熱功率來快速地接通和斷開固態(tài)繼電器(SSR)以實(shí)施大量發(fā)熱水平。例如，SSR的操作可以通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制信號(hào)來控制。同時(shí)，通過采用通常能夠提供相對(duì)較大的基線發(fā)熱功率的傳統(tǒng)的低成本機(jī)械繼電器來補(bǔ)充SSR的功能，可以相當(dāng)程度上限制電路的復(fù)雜性和成本。

根據(jù)另外的方面，提供了一種系統(tǒng)。系統(tǒng)包括機(jī)械繼電器和固態(tài)繼電器。機(jī)械繼電器被配置成開關(guān)第一供電線上的第一發(fā)熱元件的第一供電電流。固態(tài)繼電器被配置成開關(guān)第二供電線上的第二發(fā)熱元件的第二供電電流。系統(tǒng)還包括第一發(fā)熱元件和第二發(fā)熱元件。

根據(jù)另外的方面，提供了一種方法。方法包括向機(jī)械繼電器發(fā)送第一控制信號(hào)；以及向固態(tài)繼電器發(fā)送第二控制信號(hào)。第一控制信號(hào)促使機(jī)械繼電器接通或斷開第一發(fā)熱元件的第一供電電流。第二控制信號(hào)促使固態(tài)繼電器交替地接通和斷開第二發(fā)熱元件的第二供電電流。

應(yīng)當(dāng)理解，以上提及的特征以及下面要解釋的特征不僅可以以所指出的相應(yīng)組合的方式來使用，也可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下以其他組合或單獨(dú)使用。以上提及的各個(gè)方面和示例的特征在其他示例中可以彼此組合。

附圖說明

本發(fā)明的以上和另外的特征和效果在結(jié)合附圖閱讀時(shí)根據(jù)以下詳細(xì)描述將變得很清楚，在附圖中，相似的附圖標(biāo)記指代相似的元素。

圖1是根據(jù)參考實(shí)現(xiàn)方式的系統(tǒng)的電路圖，其中系統(tǒng)包括三個(gè)機(jī)械繼電器而沒有包括SSR，以開關(guān)三個(gè)PTC發(fā)熱元件的供電電流；

圖2示意性地圖示根據(jù)各種示例的系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括用于開關(guān)三個(gè)PTC發(fā)熱元件的供電電流的兩個(gè)機(jī)械繼電器和一個(gè)SSR；

圖3示意性地圖示三個(gè)PTC發(fā)熱元件的總的發(fā)熱功率的連續(xù)調(diào)節(jié)；

圖4是根據(jù)各個(gè)示例的系統(tǒng)的電路圖，其中SSR被定位在熔斷器盒的殼體內(nèi)部，其中兩個(gè)機(jī)械繼電器被定位在熔斷器盒的殼體內(nèi)；

圖5是根據(jù)各種示例的系統(tǒng)的電路圖，其中SSR被定位在熔斷器盒的殼體外部，其中兩個(gè)機(jī)械繼電器被定位在熔斷器盒的殼體內(nèi)；

圖6是根據(jù)各種示例的系統(tǒng)的電路圖，其中SSR被定位在位于對(duì)應(yīng)供電線與PTC發(fā)熱元件之間的連接器的殼體內(nèi)，其中2個(gè)機(jī)械繼電器被定位在熔斷器盒的殼體內(nèi)；

圖7是PTC發(fā)熱元件的示意性圖示，其中SSR被定位在PTC發(fā)熱元件的殼體內(nèi)；以及

圖8是根據(jù)各種實(shí)施例的控制設(shè)備和SSR的示意性圖示。

具體實(shí)施方式

本文中所描述的各種示例涉及包括機(jī)械繼電器和固態(tài)繼電器的電路。特別地，各種示例涉及控制多個(gè)發(fā)熱元件的供電電流。本文中所描述的各種示例涉及包括機(jī)械繼電器、固態(tài)繼電器、以及第一和第二發(fā)熱元件的系統(tǒng)。

附圖應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是示意性表示，并且附圖中圖示的元件不一定按比例示出。相反，各種元件被表示為使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很清楚其功能和一般目的。附圖中示出或者本文中描述的功能框、設(shè)備、部件或者其他物理或功能單元之間的任何連接或耦合也可以通過間接連接或耦合來實(shí)現(xiàn)。部件之間的耦合也可以通過無線連接來建立。功能框可以用硬件、固件、軟件或者其組合來實(shí)施。

下文中，說明開關(guān)發(fā)熱元件的供電電流的技術(shù)。雖然通?？梢圆捎貌煌N類和類型的發(fā)熱元件，然而下文中，出于說明的目的，主要參考PTC發(fā)熱元件?？梢圆捎玫钠渌N類的發(fā)熱元件是電阻發(fā) 熱元件。通過開關(guān)PTC發(fā)熱元件的供電電流，變得能夠調(diào)節(jié)由PTC發(fā)熱元件提供的總的發(fā)熱功率。

下文中所解釋的技術(shù)依賴于采用一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械繼電器以及一個(gè)或多個(gè)SSR的組合。例如，機(jī)械繼電器可以指采用電磁體來機(jī)械地操作閉合位置與打開位置之間的切換的電操作開關(guān)。例如，電磁體的雜散磁場(chǎng)可以在打開位置與閉合位置之間移動(dòng)導(dǎo)體，在打開位置處，對(duì)應(yīng)的供電線被中斷使得對(duì)應(yīng)的供電電流不能流動(dòng)，在閉合位置處，對(duì)應(yīng)的供電線沒有被中斷使得對(duì)應(yīng)的供電電流能夠流動(dòng)。通過機(jī)械繼電器實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能具有低制造成本的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，可以在相當(dāng)程度上限制機(jī)械繼電器的開關(guān)速度。例如，可能不能夠或者僅能夠在有限的程度上以PWM模式操作機(jī)械繼電器。例如，PWM模式可能需要頻率大于1赫茲的開關(guān)次數(shù)。

不同地，可以能夠以PWM模式操作SSR；這是因?yàn)镾SR通常可以支持頻率大于1赫茲的開關(guān)次數(shù)。當(dāng)在PWM模式下操作時(shí)，可以向SSR提供PWM控制信號(hào)，其引起SSR取決于例如PWM控制信號(hào)的脈沖寬度來交替地接通和斷開對(duì)應(yīng)的供電電流。SSR可以是依賴于供電電流的電子開關(guān)的電操作開關(guān)。例如，SSR可以包括接通和斷開對(duì)應(yīng)的供電線上的供電電流的半導(dǎo)體器件?？梢圆捎煤谋M層，其中自由電荷載流子取決于柵極電壓而選擇性地可用。例如，半導(dǎo)體器件可以包括晶體管，諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管或者金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。半導(dǎo)體器件可以包括晶閘管。

如以上提及的這樣的技術(shù)在下文中更詳細(xì)地解釋。首先，參考圖1，圖示了參考實(shí)現(xiàn)方式。在圖1中，電流源或者電壓源提供供電電流(圖1中被標(biāo)記為ISS)。供電電流經(jīng)由相應(yīng)連接器140、141、142被饋送給PTC發(fā)熱元件150、151、152。發(fā)熱元件150、151、152可以借助于布置在熔斷器盒105內(nèi)的機(jī)械繼電器120、121、122來單獨(dú)激活；機(jī)械繼電器120、121、122可以是所謂的插入式繼電器。在這個(gè)意義上，熔斷器盒105可以用作插入式繼電器120、121、122的插座。

過電流保護(hù)由也布置在熔斷器盒105內(nèi)的熔斷器110、111、112來提供。機(jī)械繼電器120、121、122的控制通過連接至控制設(shè)備(圖1中未示出)的相應(yīng)控制接口130、131、132來實(shí)現(xiàn)。通過經(jīng)由機(jī)械繼電器120、121、122單獨(dú)地控制發(fā)熱元件150、151、152的供電電流，可以實(shí)現(xiàn)總共四個(gè)不同的發(fā)熱水平。特別地，在圖1的場(chǎng)景中，總的發(fā)熱功率不能連續(xù)地調(diào)節(jié)。而是僅能夠在四個(gè)不同的發(fā)熱水平之間以步進(jìn)方式來調(diào)節(jié)發(fā)熱功率。

圖2是根據(jù)各種示例的系統(tǒng)200的示意性表示。例如，系統(tǒng)200可以用于加熱車輛的內(nèi)部。這樣，系統(tǒng)200可以布置在車輛的通風(fēng)裝置中和/或可以分布在車輛中。例如，發(fā)熱元件250-252可以布置在通風(fēng)裝置內(nèi)部，在通風(fēng)裝置和熔斷器盒(圖2中未示出)的內(nèi)部或外部的SSR 222可以布置在汽車本體或者引擎隔室中。

系統(tǒng)200包括具有兩個(gè)機(jī)械繼電器221、222的電路。機(jī)械繼電器220、221被配置成開關(guān)相應(yīng)供電線271、272上的PTC發(fā)熱元件250、251的相應(yīng)供電電流。同樣，系統(tǒng)的電路的SSR 222被配置成開關(guān)相應(yīng)供電線273上的PTC發(fā)熱元件252的相應(yīng)供電電流。機(jī)械繼電器220、221和SSR 222關(guān)于輸入供電線270并聯(lián)耦合。通常，SSR 222可以關(guān)于機(jī)械繼電器220、221以及PTC發(fā)熱元件250、251、252靈活地定位。在圖2中，僅描繪了高側(cè)供電線270、271、272、273。

系統(tǒng)200包括被配置成在供電線271、272、273與發(fā)熱元件250、251、252之間建立電耦合的連接器240、241、242。例如，連接器240、241、242可以實(shí)現(xiàn)為公母連接器，如插銷和/或插座。連接器240、241、242向PTC發(fā)熱元件250、251、252前送供電電流。

機(jī)械繼電器220、221的操作通過經(jīng)由控制接口281向機(jī)械繼電器220、221提供的控制信號(hào)285來控制。SSR 222的操作通過經(jīng)由控制接口281向SSR 222提供的控制信號(hào)286來控制。例如，控制接口281可以包括分別用于機(jī)械繼電器220、221以及SSR 222中的每個(gè)的專用布線。例如，向SSR 222提供的控制信號(hào)286可以是PWM 信號(hào)。在此，SSR 222可以替選地取決于控制信號(hào)286(例如取決于PWM信號(hào)的脈沖寬度)來接通和斷開供電線273上的PTC發(fā)熱元件252的相應(yīng)供電電流。向機(jī)械繼電器220、221提供的控制信號(hào)285可以是引起機(jī)械繼電器220、221接通或斷開的固定幅度的邏輯信號(hào)。

因此，通常，雖然對(duì)于固定的設(shè)定發(fā)熱功率，PWM控制信號(hào)286可以導(dǎo)致交替地接通和斷開供電線273上的PTC發(fā)熱元件252的供電電流，然而控制信號(hào)285可以導(dǎo)致分別接通或斷開供電線271、272上的PTC發(fā)熱元件250、251的供電電流。

在圖2的場(chǎng)景中，控制信號(hào)285、286由系統(tǒng)200的控制設(shè)備280來建立。特別地，控制設(shè)備280取決于經(jīng)由輸入接口282接收的輸入信號(hào)287來建立控制信號(hào)285、286。輸入信號(hào)287指示設(shè)定發(fā)熱功率。通常，輸入信號(hào)287可以是邏輯信號(hào)，例如鐘控邏輯信號(hào)。例如，輸入信號(hào)287的更高幅度(更低幅度)可以對(duì)應(yīng)于更高(更低)的所指示的設(shè)定發(fā)熱功率。輸入信號(hào)也可以是指示設(shè)定發(fā)熱功率的分組化編碼信號(hào)。例如，輸入接口282可以根據(jù)以下中的至少一項(xiàng)來操作：控制器局域網(wǎng)(CAN)協(xié)議、面向多媒體的系統(tǒng)(MOST)協(xié)議、局域互連網(wǎng)絡(luò)(LIN)協(xié)議。在這樣的場(chǎng)景中，控制設(shè)備280可以包括被配置成經(jīng)由輸入接口282接收輸入信號(hào)287并且還被配置成處理輸入信號(hào)287的處理器。例如，在這樣的場(chǎng)景中，處理器可以被配置成執(zhí)行數(shù)模變換。

通過這樣的技術(shù)，能夠連續(xù)地適配PTC發(fā)熱元件250-252的總的發(fā)熱功率。這在圖3中圖示。在圖3中，針對(duì)不同的設(shè)定發(fā)熱功率繪制了總的發(fā)熱功率的曲線?？偟陌l(fā)熱功率根據(jù)各個(gè)PTC發(fā)熱元件250-252的發(fā)熱功率來構(gòu)建(在圖3中，PTC發(fā)熱元件250的發(fā)熱功率由虛線填充來圖示；PTC發(fā)熱元件251的發(fā)熱功率由棋盤填充來圖示；PTC發(fā)熱元件252的發(fā)熱功率由黑色填充來圖示)。如從圖3可知，由機(jī)械繼電器220、221控制的PTC發(fā)熱元件250、251的發(fā)熱功率以步進(jìn)方式在零發(fā)熱與最大發(fā)熱之間變化；這樣，PTC發(fā)熱元件250、251的發(fā)熱功率提供總的發(fā)熱功率的基線。不同地， PTC發(fā)熱元件252的發(fā)熱功率以連續(xù)方式在最小發(fā)熱功率與最大發(fā)熱功率之間變化；例如，由SSR 222控制的PTC發(fā)熱元件253的連續(xù)可變的發(fā)熱功率結(jié)合由機(jī)械繼電器220、221控制的PTC發(fā)熱元件250、251的基線發(fā)熱功率可以導(dǎo)致連續(xù)地可調(diào)節(jié)的總的發(fā)熱功率。

例如，能夠取決于設(shè)定發(fā)熱功率與預(yù)定門限311之間的門限比較來建立向機(jī)械繼電器220、221提供的控制信號(hào)285。例如，如果設(shè)定發(fā)熱功率超過預(yù)定門限311，則接通或斷開對(duì)應(yīng)PTC發(fā)熱元件250、251的供電電流；在這點(diǎn)上，控制信號(hào)285促使機(jī)械繼電器250、251接通或斷開供電線271、272上的相應(yīng)供電電流。不同地，控制設(shè)備280能夠被配置成取決于設(shè)定發(fā)熱功率與預(yù)定門限311之間的差異312來建立向SSR 222提供的控制信號(hào)286。例如，對(duì)于設(shè)定發(fā)熱功率與預(yù)定門限311之間的更大(更小)的差異312，可以實(shí)現(xiàn)PWM控制信號(hào)286的不同脈沖寬度；從而，可以實(shí)現(xiàn)接通和斷開PTC發(fā)熱元件252的供電電流的不同的切換頻率。在這點(diǎn)上，向SSR222提供的控制信號(hào)286促使SSR 222交替地接通和斷開向供電線273上的PTC發(fā)熱元件252提供的供電電流。從而，可以連續(xù)地調(diào)節(jié)總的發(fā)熱功率。

例如，在圖2和圖3的場(chǎng)景中，PTC發(fā)熱元件250的發(fā)熱功率可以是由SSR 222控制的PTC發(fā)熱元件251和PTC發(fā)熱元件253的發(fā)熱功率的兩倍；例如，PTC發(fā)熱元件250的最大發(fā)熱功率可以總計(jì)為600W；不同地，PTC發(fā)熱元件251的發(fā)熱功率可以總計(jì)為300W。由SSR 222控制的PTC發(fā)熱元件252的最大發(fā)熱功率也總計(jì)為300W。從而，總的發(fā)熱功率可以在0W到1200W之間連續(xù)變化。根據(jù)設(shè)定發(fā)熱功率線性地控制總的發(fā)熱功率變?yōu)榭赡堋?/p>

下文中，詳細(xì)地解釋用于不同供電線271、272、273上的不同發(fā)熱元件250、251、252的供電電流的開關(guān)過程以用于增加總的發(fā)熱功率。首先，以零設(shè)定發(fā)熱功率開始，斷開PTC發(fā)熱元件250、251的供電電流——在此，基線發(fā)熱功率為0；同時(shí)，通過改變控制SSR 222的操作的PWM控制信號(hào)286的脈沖寬度，將PTC發(fā)熱元 件252的發(fā)熱功率線性地并且連續(xù)地從0W斜坡上升至300W。一旦達(dá)到300W的總的發(fā)熱功率，則通過機(jī)械繼電器221接通PTC發(fā)熱元件251。即，如果設(shè)定發(fā)熱功率跨過300W的預(yù)定門限311，則PTC發(fā)熱元件251被供應(yīng)以對(duì)應(yīng)于PTC發(fā)熱元件251的最大發(fā)熱功率的供電線272上的供電電流。因此，可以實(shí)現(xiàn)300W的基線發(fā)熱功率。取決于與300W的預(yù)定門限311的差異312，連續(xù)地改變供電線273上的PTC發(fā)熱元件252的供電電流以線性地增加PTC發(fā)熱元件252的發(fā)熱功率。一旦總的發(fā)熱功率達(dá)到600W，斷開供電線272上的PTC發(fā)熱元件251的供電電流；同時(shí)，接通供電線271上的PTC發(fā)熱元件250的供電電流，使得PTC發(fā)熱元件250以最大發(fā)熱功率操作。因此，可以提供600W的基線發(fā)熱功率。再次，連續(xù)地增加供電線273上的PTC發(fā)熱元件252的供電電流以線性地調(diào)節(jié)PTC發(fā)熱元件252的發(fā)熱功率。一旦總的發(fā)熱功率達(dá)到600W，通過適當(dāng)?shù)夭僮鳈C(jī)械繼電器221來接通供電線272上的PTC發(fā)熱元件251的供電電流。再次，連續(xù)地增加供電線273上的PTC發(fā)熱元件252的供電電流以線性地增加PTC發(fā)熱元件252的發(fā)熱功率。最后，達(dá)到1200W的最大總發(fā)熱功率。

為了實(shí)現(xiàn)足夠的總發(fā)熱功率，機(jī)械繼電器220、221以及SSR 222可以被配置成接通和斷開供電線271、272、273上幅度至少為1A、優(yōu)選地至少為20A、更優(yōu)選地大于40A的供電電流；在此，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)熱元件的電壓電平可以總計(jì)為14V或12V。

參考以下附圖，解釋系統(tǒng)200的電路裝置的具體實(shí)現(xiàn)。

轉(zhuǎn)向圖4，圖示了根據(jù)各種示例的系統(tǒng)200的電路圖。在圖4的場(chǎng)景中，SSR 222定位在熔斷器盒305的殼體內(nèi)。機(jī)械繼電器220、221與SSR 222共同定位在熔斷器盒305的殼體內(nèi)部。另外，在熔斷器盒305內(nèi)部，設(shè)置有電熔斷器210、211、212，并且它們與分別在供電線271-273上的機(jī)械繼電器220、221以及SSR 222串聯(lián)電耦合。過電流保護(hù)通過電熔斷器210-212來實(shí)現(xiàn)。因此，不需要提供過電流保護(hù)電路裝置作為SSR 212的一部分。

如從圖1和圖4的比較可知，與圖1的參考實(shí)現(xiàn)方式相比，可以在維持系統(tǒng)200的整體架構(gòu)的同時(shí)提供SSR 212。在此，可以僅需要根據(jù)SSR 222的規(guī)范來適配控制接口281和/或經(jīng)由控制接口281向SSR 222提供的控制信號(hào)286。

為了確保電磁兼容性(EMC)，可以在高側(cè)供電線273周圍纏繞PTC發(fā)熱元件252的低側(cè)供電線274。這可以降低雜散電磁場(chǎng)；這樣的雜散電磁場(chǎng)否則可能由于供電線273上的由PWM控制信號(hào)286引起的供電電流的交替接通和斷開的相當(dāng)快的變化而發(fā)展。

因此，在圖4中，示出了如下場(chǎng)景：其中機(jī)械繼電器220、221以及SSR 222二者均定位在熔斷器盒305的殼體內(nèi)部。然而，也可以將機(jī)械繼電器220、221布置在熔斷器盒的殼體內(nèi)部而將SSR 222布置在熔斷器盒305的殼體外部。這樣的場(chǎng)景在圖5的電路圖中圖示。

在圖5的場(chǎng)景中，SSR 222在某種程度上被提供在熔斷器盒305與PTC發(fā)熱元件252之間。在此，可以靈活地依賴于用于定位SSR212的適當(dāng)?shù)目臻g。另外，在這樣的場(chǎng)景中，過電流保護(hù)由電熔斷器212來實(shí)現(xiàn)。例如，SSR 222可以定位在控制器單元(例如本體控制器單元)中。控制器單元和/或SSR 222可以提供用于供電線273的過電流保護(hù)電路裝置；因此電熔斷器212可以是可省去的。

通過圖6的電路圖圖示了另外的場(chǎng)景。在圖6的場(chǎng)景中，SSR 222集成在連接器242中。例如，連接器242可以包括電接觸件、殼體和接合元件，接合元件被配置成將連接器242的殼體可釋放地附接至發(fā)熱元件252使得連接器242的電接觸件能夠與發(fā)熱元件252的配對(duì)電接觸件接合。在此，SSR 222可以布置在連接器242的殼體內(nèi)。這樣的場(chǎng)景具有以下優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)SR 222集成在連接器242中而不需要用于提供SSR 222的任何附加專用空間。例如，接觸件242的殼體的最大外部尺寸可以小于10cm，優(yōu)選地小于8cm，更優(yōu)選地小于5cm。另外，在圖6的場(chǎng)景中，過電流保護(hù)功能由設(shè)置在熔斷器盒305中的電熔斷器212來提供。SSR 222不需要包括過電流保護(hù) 電路裝置。這可以使得能夠進(jìn)一步減小用于實(shí)施SSR 222所需要的空間。然而，除了或者代替電熔斷器212，SSR 222也可以提供過電流保護(hù)電路裝置。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，詳細(xì)說明根據(jù)各種示例的PTC發(fā)熱元件252。在圖7的場(chǎng)景中，PTC發(fā)熱元件252包括SSR 222。特別地，PTC發(fā)熱元件252包括殼體252a。SSR 222布置在殼體252a內(nèi)。另外，PTC發(fā)熱元件252包括也布置在殼體252a內(nèi)的PTC發(fā)熱布線252b。例如，殼體252a可以包括孔以使得空氣能夠進(jìn)入PTC發(fā)熱布線252b的附近空間中并且在其中被加熱。另外，設(shè)置連接器241b、241a以分別提供到控制接口281和低側(cè)供電線274的耦合。

在圖8中，示出了控制設(shè)備280和SSR 222的細(xì)節(jié)。在圖8的場(chǎng)景中，控制設(shè)備280包括處理器280-2和存儲(chǔ)器280-3。另外，控制設(shè)備280包括提供控制信號(hào)286的晶體管280-1。處理器280-2經(jīng)由輸入接口282接收指示設(shè)定發(fā)熱功率的輸入信號(hào)。然后，處理器280-2處理輸入信號(hào)并且基于處理后的輸入信號(hào)控制晶體管280-1；為此，處理器280-2可以從存儲(chǔ)器280-3獲取控制指令。例如，從存儲(chǔ)器280-3獲取的控制指令的執(zhí)行可以引起處理器280-2將輸入信號(hào)解碼，輸入信號(hào)可以基于諸如CAN、MOST或LIN等協(xié)議被編碼。例如，輸入接口282可以根據(jù)MOST協(xié)議操作并且包括對(duì)設(shè)定發(fā)熱功率進(jìn)行數(shù)字編碼的分組化數(shù)據(jù)。通過接通和斷開晶體管280-1，可以向SSR 222的MOSFET 222-1提供PWM控制信號(hào)286。為了促進(jìn)對(duì)MOSFET 222-1的控制，設(shè)置有柵極控制電路222-4。借助于柵極控制電路222-4，能夠?qū)OSFET 222-1進(jìn)行電壓控制或電流控制。柵極控制電路裝置222-4可以由電壓電平輸入(電壓控制)或電流電平輸入(電流控制)來控制。當(dāng)在電流控制下操作時(shí)，可以通過打開晶體管280-1將控制接口281接地；這接通了MOSFET 222-1。柵極控制電路222-4可以存在于SSR 222中。如以上關(guān)于圖4-圖7所描述的。

雖然在圖8的場(chǎng)景中，控制設(shè)備280通常包括處理器280-2，然 而通?？刂圃O(shè)備280也可以不包括處理器。這特別地可以是經(jīng)由輸入接口282接收的輸入信號(hào)為鐘控邏輯信號(hào)的情況。例如，可以直接使用鐘控邏輯信號(hào)來控制晶體管280-1，例如采用PWM。

另外，從圖8可知，SSR 222包括電路裝置222-2、222-3以減小電磁輻射。在圖8的場(chǎng)景中，這通過提供低通濾波器來實(shí)現(xiàn)，低通濾波器通過提供電感222-2和電容222-3來實(shí)現(xiàn)。因此可以通過濾波器抑制不想要的頻率分量。

通常，SSR 222可以包括過電流保護(hù)電路裝置(圖8中未示出)；有時(shí)，這樣的包括過電流保護(hù)電路裝置的SSR被稱為保護(hù)智能開關(guān)。過電流保護(hù)電路裝置可以被提供以取代或者附加于圖4-圖6所示的供電線273的電熔斷器212。在這樣的場(chǎng)景中，SSR 222通?？梢圆贾迷谌蹟嗥骱?05中(比較圖4)。

應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)說明了以上技術(shù)，其使得能夠以精益的、成本高效的且節(jié)省空間的方式來控制多個(gè)電發(fā)熱元件的發(fā)熱。特別地，已經(jīng)說明了使得能夠重復(fù)使用根據(jù)各種參考實(shí)現(xiàn)方式的包括機(jī)械繼電器和電熔斷器的現(xiàn)有的低成本架構(gòu)和布線的技術(shù)(比較圖1)。以上說明的技術(shù)適合被改進(jìn)成這樣的現(xiàn)有的參考實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)；例如，能夠簡單地用對(duì)應(yīng)的SSR來代替單個(gè)機(jī)械繼電器。另外，能夠采用不包括過電流保護(hù)電路裝置的SSR；這通過使用現(xiàn)有的電熔斷器而變?yōu)榭赡?。本文中所解釋的技術(shù)的特定的節(jié)省空間的實(shí)現(xiàn)方式在PTC發(fā)熱元件的殼體內(nèi)和/或在供電線與PTC發(fā)熱元件之間建立電耦合的連接器的殼體中的現(xiàn)有的安裝空間用于提供SSR的情況下變?yōu)榭赡?。另外，本文中所解釋的技術(shù)使得能夠以成本高效的方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)節(jié)的總的發(fā)熱功率；這是由于僅需要單個(gè)SSR并且可以基于傳統(tǒng)的低成本機(jī)械繼電器實(shí)現(xiàn)另外的開關(guān)。同時(shí)，可以通過提供能夠通過PWM控制信號(hào)來控制的單個(gè)SSR來實(shí)現(xiàn)線性可調(diào)節(jié)的總的發(fā)熱功率的完全控制；傳統(tǒng)的機(jī)械繼電器可以靜態(tài)地或者緩慢地開關(guān)并且提供基線發(fā)熱功率。本文中所解釋的技術(shù)使得能夠在SSR的集成方面實(shí)現(xiàn)非常高的靈活性；特別地，SSR能夠定位在熔斷器 盒中(對(duì)比圖4)，可以被提供作為專用設(shè)備(對(duì)比圖5)，可以朝著PTC發(fā)熱元件定位在連接器的殼體中(對(duì)比圖6)，或者可以集成在PTC發(fā)熱元件的殼體內(nèi)(對(duì)比圖7)。SSR的控制可以基于PWM控制信號(hào)而基于控制接口的單導(dǎo)體布線。可以實(shí)現(xiàn)電壓控制和/或電流控制。取決于輸入信號(hào)的種類，控制設(shè)備可以不需要處理器；因此，可以相當(dāng)成本高效和節(jié)省空間地實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備。

根據(jù)第一示例，提供了一種電路。電路包括機(jī)械繼電器。機(jī)械繼電器別配置成開關(guān)第一供電線上的第一發(fā)熱元件的第一供電電流。電路還包括被配置成開關(guān)第二供電線上的第二發(fā)熱元件的第二供電電流的固態(tài)繼電器。

根據(jù)第二示例，示例1的電路還包括被配置成在第二供電線與第二發(fā)熱元件之間建立電耦合的連接器。連接器包括電接觸件、殼體和接合元件。接合元件被配置成將連接器的殼體可釋放地附接至第二發(fā)熱元件使得電接觸件能夠與第二發(fā)熱元件的配對(duì)的電接觸件接合。固態(tài)繼電器布置在接觸件的殼體內(nèi)。

根據(jù)第三示例，在根據(jù)第二示例的電路中，連接器的殼體的最大外部尺寸小于10cm，優(yōu)選地小于8cm，更優(yōu)選地小于5cm。

根據(jù)第四示例，示例1-3中的任何示例的電路還包括熔斷器盒。熔斷器盒包括殼體、在第一供電線上與機(jī)械繼電器串聯(lián)電耦合的第一電熔斷器、以及在第二供電線上與固態(tài)繼電器串聯(lián)電耦合的第二電熔斷器。第一電熔斷器和第二電熔斷器布置在熔斷器盒的殼體內(nèi)部。

根據(jù)第五示例，在示例4的電路中，機(jī)械繼電器布置在熔斷器盒的殼體內(nèi)部并且固態(tài)繼電器布置在熔斷器盒的殼體內(nèi)部。

根據(jù)第六示例，在示例4的電路中，機(jī)械繼電器布置在熔斷器盒的殼體內(nèi)部并且固態(tài)繼電器布置在熔斷器盒的殼體外部。

根據(jù)第七示例，示例1-6中的任何示例的電路還包括控制接口?？刂平涌诒慌渲贸上驒C(jī)械繼電器提供第一控制信號(hào)并且向固態(tài)繼電器提供第二控制信號(hào)。機(jī)械繼電器被配置成取決于第一控制信號(hào)來 接通或斷開第一供電電流。固態(tài)繼電器被配置成取決于第二控制信號(hào)來交替地接通和斷開第二供電電流。

根據(jù)第八示例，在示例1-7中的任何示例的電路中，固態(tài)繼電器不包括過電流保護(hù)電路裝置。

根據(jù)第九示例，在示例1-7中的任何示例的電路中，固態(tài)繼電器包括過電流保護(hù)電路裝置。電路還包括熔斷器盒，熔斷器盒包括殼體以及與第一供電線上的機(jī)械繼電器串聯(lián)電耦合的電熔斷器。電熔斷器布置在熔斷器盒的殼體內(nèi)部。

根據(jù)第十示例，示例1-9中的任何示例的電路還包括連接至輸入接口并且連接至控制接口的控制設(shè)備?？刂圃O(shè)備被配置成取決于經(jīng)由輸入接口接收的給定輸入信號(hào)建立第一控制信號(hào)，第一控制信號(hào)促使機(jī)械繼電器接通或斷開第一供電線上的第一供電電流?？刂圃O(shè)備還被配置成取決于經(jīng)由輸入接口接收的給定輸入信號(hào)建立第二控制信號(hào)，第二控制信號(hào)促使固態(tài)繼電器交替地接通和斷開第二供電線上的第二供電電流?？刂圃O(shè)備被配置成經(jīng)由控制接口向機(jī)械繼電器發(fā)送第一控制信號(hào)?？刂圃O(shè)備被配置成經(jīng)由控制接口向固態(tài)繼電器發(fā)送第二控制信號(hào)。

根據(jù)第十一示例，在示例10的電路中，控制設(shè)備還被配置成基于給定輸入信號(hào)建立設(shè)定發(fā)熱功率。控制設(shè)備被配置成取決于設(shè)定發(fā)熱功率與預(yù)定門限之間的門限比較來建立第一控制信號(hào)。控制設(shè)備被配置成取決于設(shè)定發(fā)熱功率與預(yù)定門限之間的差異來建立第二控制信號(hào)。

根據(jù)第十二示例，在示例10或11的電路中，控制設(shè)備還包括被配置成經(jīng)由輸入接口接收給定輸入信號(hào)并且處理給定輸入信號(hào)的處理器。輸入信號(hào)是指示設(shè)定發(fā)熱功率的分組化編碼信號(hào)。輸入接口根據(jù)以下中的至少一項(xiàng)來操作：控制器局域網(wǎng)協(xié)議、面向多媒體的系統(tǒng)協(xié)議、局域互連網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

根據(jù)第十三示例，在示例10-12中的任何示例的電路中，輸入信號(hào)是指示設(shè)定發(fā)熱功率的鐘控邏輯信號(hào)。

根據(jù)第十四示例，在示例10-13中的任何示例的電路中，第二控制信號(hào)是脈沖寬度調(diào)制邏輯信號(hào)。

根據(jù)第十五示例，在示例1-14中的任何示例的電路中，固態(tài)繼電器還包括低通濾波器和高通濾波器中的至少一者。

根據(jù)第十六示例，提供了一種系統(tǒng)。系統(tǒng)包括被配置成開關(guān)第一供電線上的第一發(fā)熱元件的第一供電電流的機(jī)械繼電器。系統(tǒng)還包括被配置成開關(guān)第二供電線上的第二發(fā)熱元件的第二供電電流的固態(tài)繼電器。系統(tǒng)還包括第一發(fā)熱元件和第二發(fā)熱元件。

根據(jù)第十七示例，在示例16的系統(tǒng)中，第二發(fā)熱元件包括殼體。固態(tài)繼電器和第二發(fā)熱元件的發(fā)熱布線至少部分布置在第二發(fā)熱元件的殼體內(nèi)部。

根據(jù)第十八示例，在示例16或17的系統(tǒng)中，第二供電線的低側(cè)布線纏繞在第二供電線的高側(cè)布線周圍。

在第十九示例中，在示例16-18中的任何示例的系統(tǒng)中，第一發(fā)熱元件包括第一正溫度系數(shù)或電阻發(fā)熱布線，并且第二發(fā)熱元件包括第二正溫度系數(shù)或電阻發(fā)熱布線。

在第二十示例中，提供了一種方法。方法包括向機(jī)械繼電器發(fā)送第一控制信號(hào)。方法還包括向固態(tài)繼電器發(fā)送第二控制信號(hào)。第一控制信號(hào)促使機(jī)械繼電器接通或斷開第一發(fā)熱元件的第一供電電流。第二控制信號(hào)促使固態(tài)繼電器交替地接通和斷開第二發(fā)熱元件的第二供電電流。

雖然已經(jīng)關(guān)于某些優(yōu)選示例示出和描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域其他技術(shù)人員在閱讀和理解說明書之后能夠想到等同方案和修改。本發(fā)明包括所有這樣的等同方案和修改并且僅受所附權(quán)利要求的范圍的限制。

雖然參考PTC發(fā)熱元件，然而本文中所公開的技術(shù)可以很容易地應(yīng)用于其他種類的發(fā)熱元件，諸如電阻導(dǎo)線發(fā)熱元件。