CN101277009A

CN101277009A - 汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***

Info

Publication number: CN101277009A
Application number: CNA2007100866875A
Authority: CN
Inventors: 卢浩义
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-01
Also published as: CN101542877A; CN101542877B; WO2008119293A1

Abstract

一种汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***，其核心元件半导体断路继电器SBR，由一个P沟道MOS场效应管和控制电路SD07等组成；SD07由两个结构类似的电路(过压和过流控制)组成；两个SBR配合***元件可分别组成蓄电池充电半导体控制装置SCCB和蓄电池反向半导体保护装置SPBR，分别用于车用蓄电池充电附加(延寿)控制，和蓄电池反向连接保护控制；SBR可取代传统车用熔断器、断路器和/或继电器，与SPBR结合可组成汽车半导体控制接线盒SCJB，实现电路过压、过载、短路、蓄电池反向、蓄电池过放电等控制功能；本发明简单可靠实用，适合再用车改造和新车设计，也可推广用于其它直流充电供电***。

Description

汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***

所属技术领域

本发明涉及一种汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***，适合各种采用直流充电与放电的电源电路***保护控制。

背景技术

自从十九世纪八十年代爱迪生发明了熔断器(或称保险丝Fuse)至今，熔断器的种类越来越多，在电力电子，以及汽车行业的应用也一直在延续。

汽车常用电路保护元件为熔断器和断路器(Breaker)，二者均依靠温度控制，前者为不可恢复型，后者利用双金属片热胀冷缩特性可重复使用。熔断器和断路器对电路短路或过载具有一定的保护作用，但对汽车使用中可能面对的各种复杂情况，诸如蓄电池意外反向连接、停机时因司机忘记关闭某设备开关造成蓄电池漏电等无能为力。另外，熔断器和断路器对汽车用电设备，特别是电子设备的保护能力不足。图1为常用的汽车电路多级保护***，内含主副两个接线盒(也称保险丝盒)，这种***每个分支线路均有一级或多级保险，看似安全可靠，但各地不断发生的汽车因电路短路而自燃的报道说明，现有保险措施仍存在安全隐患。

随着全世界汽车保有量的不断增加和汽车自燃现象的不断出现，汽车自燃研究已成为世界各地普遍关注的课题。美国国家火灾防控协会National Fire Protection Association(NFPA)每年投入大量经费收集研究汽车自燃问题，根据NFPA给出的2000至2005年车辆火灾情况统计结果，六年来平均每年汽车火灾次数321,417次、死亡510人、受伤1,683人、直接损失13.77亿美元，而汽车火灾原因一半左右是因电路短路引起的。这说明汽车现有的以熔断器或断路器为主的保险***并不完全保险。本发明的目的之一就是针对汽车电路短路引起的自燃现象进行控制。

铅酸蓄电池使用寿命在不同领域或同一领域不同使用条件下差别显著，距统计资料分析，作为通信行业机组备用电源，其寿命可达5~10年；作为车用辅助电源，大部分出租车用普通蓄电池寿命约1年、免维护型1-2年，家用车免维护型蓄电池使用寿命2-3年。影响铅酸蓄电池使用寿命的因素有许多，造成上述明显差异的原因，一是环境温度和使用条件，另一主要原因预计与充电电压有关。出租车蓄电池报废时，80％以上的蓄电池正极板脱落严重，这与发电机持续以较高的电压充电有直接关系。2005年我国参照国外标准，制定的汽车标准“汽车用交流发电机技术条件”(QC/T 729-2005)中，针对12V系列发电机调压器推荐的调节电压值为14.5V±0.25V。据部分车型实际测试，汽车发电机调压器输出电压，冷车怠速时为14.55V(环境温度23℃)、热车怠速时14.3V，在汽车行驶时调压器输出电压会更高。对出租车应用而言，14.2V以上的长时间热车充电电压明显偏高(通信机站12V铅酸蓄电池正常使用浮充电压一般为13.6V，进行补充充电时均充电压一般为14.4V，且该充电电压是以环境温度25℃时为基准，随着环境温度的提高，充电电压按温度系数-3~-5mV/℃逐步降低)。

利用继电器可实现小电流控制大电流的目的，汽车上目前大量使用的继电器是有触点的机械电磁型，噪声、震动和使用寿命短就成为难以克服的问题。

本发明包含的半导体断路继电器SBR，功能全面超越电磁继电器。以SBR为核心控制元件的汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***，可实现车用蓄电池充电附加控制，延长蓄电池使用寿命，并可实现电路过压、过载、短路、蓄电池反向、蓄电池过放电等控制功能；本发明功能全面、结构简单可靠，可用于再用车辆改造，更适合新车设计；除车用外，SBR也可推广用于其它直流充电供电***；简单可靠实用是本发明的宗旨和特征。

发明内容

本发明主要用于汽车电源电路及电器电子设备的保护与控制，针对汽车使用中，传统保护与控制装置无力解决的各种复杂问题，本发明给出了***解决方案。

图1所示常规汽车电路多级保护***中，主要保护元件是熔断器。熔断器主要用于短路或过载时保护线路安全；大部分车用熔断器对电子控制元器件基本没有保护能力。举例来讲，许多汽车用于电子控制单元电源线路的熔断器是10A或7.5A，根据熔断器设计规范，当电路电流达到熔断器额定电流的135％，熔断器的熔断时间在0.75~600s之间，200％额定电流对应熔断时间0.15~5s，350％对应0.08~0.25s，600％对应0.03~0.10s；以1N4001~1N4007系列整流二极管为例，该二极管平均整流电流额定值为1.0A，能够承受的最大浪涌电流为30A、8.3ms；假定某电控单元用有1N4001二极管，线路保护熔断器是10A，如果电控单元控制的某一设备因短路或过载等原因造成电流达到35A，此时，因10A熔断器最快也需80ms熔断，而1N4001二极管在8.3ms以内就会被击穿，可见，10A熔断器无法保护二极管的安全。更为严重的是，当二极管被击穿后，其电阻值约有几个欧姆，按1Ω计算，通过35A的电流，该二极管就相当于一个1225W的灯泡！这种情况，电子元件局部着火将不可避免。在本发明电路调试过程中，曾发生过短路和着火现象，火苗就是从一个三极管中冒出，此时线路发热但远未达到胶皮熔化状态。另外，大电流熔断器或断路器对局部线路间歇短路(如磨破或老鼠咬断线路引起)反应迟钝，如果该局部存在易燃条件，间歇短路将会构成着火威胁。上述情况是各地不断出现的汽车因电路短路造成自燃的可能原因之一。

在常见的电路短路或过载控制方面，常规汽车电路多级保护***存在不足，在蓄电池不慎反向连接和蓄电池过充过放电等保护控制方面，常规保护***更是无能为力，这些都是本发明要解决的问题。

本发明包含相互关联的六个组成部分：

1、一种直流电源电路保护控制电路SD07(图2)

由结构类似的两个控制电路(过压和过流控制)组成，配合电力电子开关元件(P沟道MOS场效应管)，用于电路过流(短路或过载)和蓄电池过放电控制(简称过流控制)，及电路过压和蓄电池充电控制(简称过压控制)；两者共用输入信号端子e和接地端子h；过流控制部分，由电阻R3、R4、R5和Rd，稳压二极管D1、D2，单向晶闸管T1，三极管T2和热敏二极管组Di组成；过压控制部分，由电阻R6、R7、R8、R9，稳压二极管D3、D4，单向晶闸管T3，三极管T4、T5和热敏二极管组Dv组成。

2、一种直流电源电路半导体断路继电器SBR(图2)

由控制电路SD07、一个P沟道MOS场效应管M与两个肖特基二极管D5、D6采用集成电路技术制成，配合***元件，可取代传统车用熔断器、断路器或继电器，实现电路过压和过流控制，且具备故障警示功能；场效应管M的源极作为SBR的a端、漏极为b端，具体输入输出方式视其用途而定；SD07的输出端c和d分别经D5和D6后同时接M的栅极，目的是使各电路输出的高电位信号不会从另一电路中接地；用于连接SBR***元件和信息交流的端子e、f、g、h与SD07的对应端子相同，e端与f端之间接入过流控制调整电阻R1、与g端之间接入过压控制调整电阻R2、与h端之间接入电路过压保护稳压二极管D；h端接地或连接继电器开关，f端接公共驱动线Sd(仅对起动时不能断电的设备)；各端子间也可根据控制需要增加其它电路保护元件，如电容、嵌位稳压二极管等。

3、一种蓄电池半导体充电控制装置SCCB(图3)

两个SBR串联组成蓄电池半导体充电控制装置SCCB，其中SBR1的a端(作为SCCB的输入端A)接发电机供电端、SBR1的b端接SBR2的b端、SBR2的a端(作为SCCB的输出端B)接蓄电池正极；SBR1和SBR2各自的信号端子e均连接各自的a端，SBR1与SBR2的端子h连接一起经一个肖特基二极管接地(作为SCCB的接地端h)，其它***元件连接方式与图2相同。SCCB主要用于部分发电机调压器调节电压偏高的车型；对于调压器功能完善(具备温度补偿)、调节电压也合理的车型，SCCB不需要调节充电电压，但可以对蓄电池和发电机起到双向保护作用。

4、一种蓄电池反向半导体保护装置SPBR(图4)

两个SBR串联组成蓄电池反向半导体保护装置SPBR，其中SBR1的a端(作为SPBR的输入端A)接电源(发电机或蓄电池)正极、SBR1的b端接SBR2的b端、SBR2的a端(作为SPBR的输出端B)接用电设备；SBR1的信号端子e连接其a端、SBR2的信号端子e连接其b端，SBR1与SBR2的接地端子连接一起经一个肖特基二极管后接地(作为SPBR的接地端h)，其它***元件连接方式与图2相同。

5、一种汽车半导体控制接线盒SCJB(图5)

由不同规格的半导体断路继电器SBR及***元件、蓄电池反向半导体保护装置SPBR、以及P沟道MOS场效应管(需要时)等元件组成；SCJB的电源输入端C和D分别接发电机供电端和蓄电池正极、其电源输出端分别通向用电负载；SCJB内的SBR用于过流、过压控制及用作仅一个电源输出端继电器时，其电源输入输出端及***元件接线方法，与图2接线方法相同；对于有一个输入端和一通一断两个输出端继电器电路，用一个SBR和一个与该SBR同输入端的P沟道MOS场效应管M3实现一通一断两端输出继电器功能，M3栅极连接该SBR的输出端，并接入过压保护嵌位用稳压二极管D8，其它***元件接线方法与图2相同；SCJB内的SPBR用于保护用电设备免遭蓄电池反向连接的损害，其输入端A接电源正极、输出端接用电设备(考虑实际需要和降低成本，SPBR仅安置于各电子控制设备线路)；SCJB内所有非继电器功能的SBR和SPBR(取消SPBR原接地二极管)的接地端子连接一起，并经一个肖特基二极管D9接地；所有继电器功能的SBR的h端子分别经一个肖特基二极管通往各继电器开关；公共驱动线Sd连接于点火开关起动端下游线路，并通往起动时不能断电各SBR的f端。

用SCJB和Sub-SCJB改造传统汽车主副接线盒，改造原则为：1、保证原接线盒各对外连接端子接口不变；2、每个继电器及其上下游的熔断器可用一个SBR取代；3、单个断路器或继电器用单个SBR取代，一个SBR可取代一个或多个熔断器；4、用于保护有电子设备的熔断器，需用蓄电池反向半导体保护装置SPBR取代该熔断器。

新车设计，汽车主副接线盒可参照上述原则进行。

6、汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***SPCS

由蓄电池半导体充电控制装置SCCB、汽车半导体控制接线盒SCJB、及副接线盒Sub-SCJB组成；汽车发电机供电端分别接SCCB的输入端A和SCJB的输入端C、汽车蓄电池正极分别接SCCB的输出端B和SCJB的另一输入端D、SCCB和SCJB的接地端子h和H分别接地；汽车起动时，蓄电池经SCCB和SCJB向发电机和用电设备(含副接线盒Sub-SCJB)提供电力，起动后发电机经SCCB向蓄电池充电，并与蓄电池一同经SCJB和SCCB向用电设备提供电力；SPCS可实现车用蓄电池充电附加(延寿)控制、蓄电池反向连接及整车电路过压、过载、短路、蓄电池过放电等异常现象的保护与控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为常用的汽车电路多级保护***，其中的主副两个接线盒分别位于发动机仓内和驾驶室仪表板底下。主副接线盒内布置有各类熔断器、断路器和/或继电器，部分车型在蓄电池与主接线盒之间还布置有易熔线(Fuse-link)。图1中的100A主熔断器，满足双向通电需要，某些车型也将其置于主接线盒内。图1的主要问题，一是对电子控制设备保护能力不足，存在潜在威胁；其二是大电流熔断器或断路器对局部线路间歇短路反应迟钝，这也会构成安全威胁；其三是电磁机械继电器触点易烧蚀、寿命短。

图2给出了控制电路SD07、半导体断路继电器SBR内部结构和***元件，以及电路连接方法。SBR控制功能与SD07相对应，过流控制部分，各元件的选择与调整，应使SD07内晶闸管T1工作点位于由导通变截止转折点前一定范围内，出现短路等异常情况即使工作点移向转折点，进而使场效应管M切断电路；过压控制部分，各元件的选择与调整，应使SD07内晶闸管T3工作点位于由截止变导通转折点前一定范围内，当e端电压达到第一设定值16V时，T4导通(T3仍截止)，T5截止，M截止，电路断开(降压后可恢复导通)；当e端电压大于18V时，T3工作点移向转折点并导通，进而T4导通，电路断开，此时只有排除故障后电路方可恢复导通；当SBR用来取代汽车熔断器或断路器时，其a端与b端间可正向串联一个发光二极管LED(含电阻)用于短路时故障诊断。

蓄电池过放电控制对应二种情况，一是停机时，如果忘关电源开关或其它原因造成蓄电池漏电，当蓄电池电量下降到剩余约88％(对应铅酸蓄电池开路电压约12.5V)，通过T1的电流降低到不能维持导通时，T1、T2截止，M栅极高电位漏源极截止，漏电电路断开，断电后既是蓄电池电压恢复到正常值，仍不足以使T1自动导通，此时，需起动发动机给蓄电池充电，电路才会再接通；另一种情况是起动时，如果因供油或点火***故障难以起动，当司机反复起动造成蓄电池电量下降到剩余约75％时(对应铅酸蓄电池开路电压约12.4伏)，通过选择合适的电阻Rd，使司机不能再起动发动机，从而防止反复无效起动对蓄电池的损害。

短路控制机理是根据电流连续性原理，当负载电路短路时会造成通往晶闸管T1的电流瞬间减小，减小量超过限度，使T1、T2截止，M栅极高电位漏源极截止，负载电流随即断开。

过载控制是利用热敏二极管高温时压降减小原理，单个热敏二极管在0℃时压降约680mV，压降温度变化系数约-2.1mV/℃，当M温度异常升高时，热敏二极管组Di压降减小使通往D1、T1的电流下降，在M的设定温度或极限许可温度(150~175℃)前，使T1截止，M栅极高电位漏源极截止，电路断开；根据实际测试结果，当铜线温度达到150℃时，其胶皮已有熔化并露出铜线现象，为确保线路安全，断电温度应比M的极限许可温度更低些；若过载量幅度较大，上述短路控制机理也会起作用，并迅速切断负载电流。另外，热敏二极管组Di也可起到蓄电池低温补偿作用，低温时Di压降和电阻值增大，可使断电电压适当降低，与蓄电池低温性能下降相对应，从而避免SBR影响寒带地区正常起动发动机。

按实施例分立元件制作的SBR控制电路，其静态工作电流约为45mA，功耗约0.58W，该耗电量对车用而言是不能接受的，因一辆车要用到数十个的SBR，因此必需采用集成电路技术制作SBR，减小耗电量，使控制电路总的耗电量不影响车辆正常工作；也可以在驾驶室内安置一个接地总开关，当司机离开或较长时间不用车时打开该开关，防止蓄电池漏电损耗。

图3给出了蓄电池充电半导体控制装置SCCB及其它负载电路的连接方法。该图包含四方面信息，第一：SCCB内部两个SBR的接线方法；第二：蓄电池、发电机、SCCB及各负载线路SBD之间的连接方法；第三：每条负载线路均安置有SBR，负载可分别从蓄电池正极或从发电机供电端引出；负载线路上的SBR，既可作为具有电路保护功能的继电器(图中的SBR4)，也可作为取代熔断器或断路器的保护装置(图中的SBR3、SBR5)；第四：当SBR用来取代汽车熔断器或断路器时，其a端与b端间可正向串联一个发光二极管LED(含电阻)用于短路时故障诊断。

SCCB置于蓄电池侧面壳体中部，以便于感应蓄电池温度变化；停机或发电机供电不足时蓄电池经SCCB向连接在发电机供电端的设备提供电力；SBR2的过流控制调整电阻R1的选择应保证起动时SBR2内场效应管不会截止，其过压控制调整电阻R2的选择依据蓄电池充电至14.2V时其内部场效应管截止、蓄电池电压降至13.6V可自动恢复导通为标准选定；当发电机输出电压小于14.2V，发电机通过SCCB对蓄电池进行等压充电，当蓄电池正极电压达到14.2V且发电机输出电压大于14.2V时，SBR2内M的漏源极截止，此时发电机通过M自带的二极管降压后以较小的电流到蓄电池正极；SBR1各有关元件的选择应保证正常工作时SBR1内场效应管不会截止；SBR2内控制电路SD07中热敏二极管组Dv应使充电电压随蓄电池温度的升高而下降，以25℃时14.2V为基准，温度变化系数-3~-5mV/℃；针对出租车平常使用时，蓄电池端充电电压设定为13.5~14.2V，出租车按此电压每行驶5000Km时，调整SBR2的电阻R2使充电断电电压约为16V，蓄电池按发电机调压器输出电压进行充电，行驶500Km后，再调回到13.5~14.2V充电电压，按此规律循环调整；其它车辆，夏季蓄电池端按13.5~14.2V充电电压运行，其它季节按发电机调压器输出电压运行；对于发电机调压器输出电压在13.5~14.2V范围的车辆，调整SBR2的电阻R2使断电电压约为16V，由发电机直接对蓄电池充电。

通过在汽车发电机调压器基础上对蓄电池充电过程进行二次补充控制，可以较好地解决车用蓄电池使用寿命短的问题。另外，SCCB还有双向保护作用，即运行中蓄电池内发生短路，SBR1会切断通往蓄电池的电路；若发电机内发生短路，SBR2会切断通往发电机的电路。

图4给出了蓄电池反向半导体保护装置SPBR及电路连接简图，SPBR由两个对置串联的SBR组成的，具有防止蓄电池反向连接控制功能；SPBR用于保护用电设备免遭蓄电池反向连接的损害，考虑实际需要和降低成本，SPBR仅用于各电子控制设备的保护，也可将SPBR置于电子控制单元ECU的电源输入端，对ECU进行全方位安全保护。

图5给出了半导体控制接线盒SCJB内部结构和整车电源电路及用电设备半导体保护控制***电路简图，该图是传统电路保护***图1的电子化改进结构，图5中，如果直接设备1、2、3，或仅直接设备3包含电子控制元器件，为预防蓄电池反向对电子元件可能造成的损害，用蓄电池反向半导体保护装置SPBR1取代图1的熔断器F1；用SBR1取代继电器RL1、SBR2取代RL2、SBR3与场效应管M3(其栅极接保护用嵌位稳压二极管D8)取代五脚继电器RL3与F2、SBR4取代F3、SPBR2取代通往副接线盒的60A熔断器、SPBR3取代F4(电子设备线路)、SBR5取代F5、SBR6取代RL4。图1中100A主熔断器，由根据图3方案置于蓄电池壳体表面的SCCB取代；SCJB内所有非继电器功能的SBR和SPBR的接地端子连接一起，并经一个肖特基二极管D9接地；所有继电器功能的SBR的h端子分别经一个肖特基二极管通往继电器开关；公共驱动线Sd连接于点火开关起动端下游线路，并通往起动时不能断电的SBRf端；副接线盒由半导体控制副接线盒Sub-SCJB代替，Sub-SCJB除不含SPBR外(因前置有SPBR2)，其它组成部分与SCJB类似。SCJB和Sub-SCJB各对外接线端子保持与其取代的传统汽车接线盒和副接线盒相同。

具体实施方式

本发明核心元件半导体断路继电器SBR需采用集成电路技术制作，***调试时可用分立元件制作，分立元件的选择参考如下：

1、控制电路SD07

晶闸管T1、T3选用MCR100-B；D1、D2、D4选用BZX-83C(6.4V)，D3选用2CW103(4.0~5.8V)；T2、T4、T5选用三极管C1815；R3、R4、R6、R7、R8阻值均为1000Ω；R5、R9阻值均为2200Ω；控制电路SD07热敏二极管组Di、Dv所用热敏二极管个数，电阻Rd阻值，制作集成电路时根据试验确定。

2、半导体断路继电器SBR

电路调试时，用上述SD07控制电路，场效应管M选用P沟道MOS场效应管SUB75P03-07(75A)；二极管D5、D6均选用肖特基二极管1N5819；稳压二极管D选用2CW141(16~19V)；***元件R1、R2分别用2k可调电阻；SBR各端子间外接保护电容情况根据控制需要确定；制作集成电路SBR模块时，电流输出端可以采用多路输出形式，以便于用一个SBR取代多个熔断器时选用。

3、蓄电池充电半导体控制装置SCCB及蓄电池反向半导体保护装置SPBR

选上述SBR及***元件，按图3、图4接线方式分别制作SCCB和SPBR。

4、半导体控制接线盒SCJB

半导体控制接线盒SCJB内主要元件是SBR、SPBR及其***元件，以及用于取代5脚继电器时用到的P沟道场效应管和嵌位稳压二极管。若用分立元件制作SCJB，因元件数量过多，不便于安装布置，因此，半导体控制接线盒SCJB内的SBR需采用集成电路制作，其中用到的P沟道场效应管M3，可选择SUB75P03-07，或根据电流大小选择相对应产品，嵌位稳压二极管D8选用2CW141；用于保护SBR和SPBR本身及电子设备，防止蓄电池反向连接的二极管D9选用肖特基二极管1N5819。

本发明的理论基础是电流连续性原理，其短路控制时间标度是微妙数量级，可以有效保护汽车电子设备的安全，避免汽车因电路短路引起的自燃现象发生。汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***SPCS，可实现车用蓄电池充电附加(延寿)控制、蓄电池反向连接及整车电路过压、过载、短路、蓄电池过放电等异常现象的保护与控制；该半导体保护控制技术，不但适合车用，也适合其它直流电源电路***的保护与控制；任何参照本发明电路或在本发明基础上的改进或延伸均在本发明保护范围之内。

Claims

1. 一种直流电源电路保护控制电路SD07，其特征是：由结构类似的两个控制电路(过流和过压控制)组成，两个电路共用信号端子e和接地端子h；过流控制部分，由电阻R3、R4、R5和Rd，稳压二极管D1、D2，单向晶闸管T1，三极管T2和热敏二极管组Di组成；信号从端子e经R3、R4分两路引入；R4与串联正向Di的R5之间引出控制电流线，该线一端接入起动控制电阻Rd后，作为过流控制调整端子f引出，另一端经反偏连接的D1接T1的阳极；T1的阳极与门极间反偏接入D2，T1的阴极接T2的基极；T2的集电极输出控制信号到端子c、另经R3接信号端子e；T2的发射极与R5的另一端连接后到接地信号端子h；过压控制部分，由电阻R6、R7、R8、R9，稳压二极管D3、D4，单向晶闸管T3，三极管T4、T5和热敏二极管组Dv组成；控制信号从端子e经电阻R6、R7和R8分三路引入；R8串联Dv后与R9之间引出控制电流线，该线一端作为过压控制调整端子g引出，另一端经反偏连接的D3，接T3的阳极；T3的阳极与门极间反偏接入D4，T3的阴极接T4的基极；T4的集电极输出转换电压信号，另经R7接信号端子e；T4集电极输出的转换电压信号输入到T5的基极；T5的集电极输出控制信号到端子d、另经R6接信号端子e；T4和T5的发射极与R9另一端联接后到接地信号端子h。

2. 一种直流电源电路半导体断路继电器SBR，其特征是：由权利要求1的控制电路SD07、一个P沟道MOS场效应管M与两个肖特基二极管D5、D6采用集成电路技术制成；场效应管M的源极作为SBR的a端、漏极为b端，具体输入输出方式视其用途而定；SD07的输出端c和d分别经二极管D5和D6同时接M的栅极；SD07的引出端子e、f、g、h作为SBR的同名对应端子引出。

3. 根据权利要求2所述半导体断路继电器SBR用于电路过流控制(包括短路、过载和蓄电池过放电控制)和过压控制时，其电路制作特征是：SBR的a端接电源(发电机或蓄电池)正极、b端接用电设备；信号端子e连接a端；e端与f端之间接入过流控制调整电阻R1、与g端之间接入过压控制调整电阻R2、与h端之间接入电路过压保护稳压二极管D；h端接地或连接继电器开关，f端接公共驱动线Sd(仅对起动时不能断电的设备)；过流控制部分，各元件的选择与调整，应使SD07内晶闸管T1工作点位于由导通变截止转折点前一定范围内，出现短路等异常情况即使T1工作点移向转折点并截止，进而使场效应管M切断电路；过压控制部分，各元件的选择与调整，应使SD07内晶闸管T3工作点位于由截止变导通转折点前一定范围内，当e端电压达到第一设定值16V时，T4导通(T3仍截止)，T5截止，M截止，电路断开(降压后可恢复导通)；当e端电压大于18V时，T3工作点移向转折点并导通，进而T4导通，电路断开，此时只有排除故障后电路方可恢复导通。

4. 根据权利要求2所述半导体断路继电器SBR用于短路故障诊断时，其电路制作特征是：SBR的a端与b端间正向串联一个发光二极管LED(含电阻)，正常工作时LED熄灭，短路时LED点亮。

5. 根据权利要求2所述半导体断路继电器SBR用于车用蓄电池充电附加(延寿)控制，其电路制作特征是：两个SBR串联组成蓄电池半导体充电控制装置SCCB，其中SBR1的a端(作为SCCB的输入端A)接发电机供电端、SBR1的b端接SBR2的b端、SBR2的a端(作为SCCB的输出端B)接蓄电池正极；SBR1和SBR2各自的信号端子e均连接各自的a端，SBR1与SBR2的端子h连接一起经一个肖特基二极管接地(作为SCCB的接地端h)，其它***元件连接方式与权利要求3相同；SBR2的过流控制调整电阻R1及内部元件的选择应保证起动电流不会造成SBR2内场效应管截止，其过压控制调整电阻R2及内部元件的选择依据蓄电池被充电至14.2V时其内部场效应管截止、蓄电池电压降至13.6V可自动恢复导通为标准选定；SBR1各有关元件的选择应保证正常工作时SBR1内场效应管不会截止；SBR2内控制电路SD07中热敏二极管组Dv应使充电电压随蓄电池温度(SCCB置于蓄电池侧面壳体中部)的升高而下降，以25℃时14.2V为基准，温度变化系数-3~-5mV/℃。

6. 根据权利要求2所述半导体断路继电器SBR用于防止蓄电池反向连接控制时，其电路制作特征是：两个SBR串联组成蓄电池反向半导体保护装置SPBR，其中SBR1的a端(作为SPBR的输入端A)接电源(发电机或蓄电池)正极、SBR1的b端接SBR2的b端、SBR2的a端(作为SPBR的输出端B)接用电设备；SBR1的信号端子e连接其a端、SBR2的信号端子e连接其b端，SBR1与SBR2的接地端子连接一起经一个肖特基二极管后接地(作为SPBR的接地端h)，其它***元件连接方式与权利要求3相同。

7. 一种汽车电源电路及电器电子设备的半导体保护控制***SPCS，其特征是：由权利要求5的蓄电池半导体充电控制装置SCCB、汽车半导体控制接线盒SCJB、及副接线盒Sub-SCJB组成；汽车发电机供电端分别接SCCB的输入端A和SCJB的输入端C、汽车蓄电池正极分别接SCCB的输出端B和SCJB的另一输入端D、SCCB和SCJB的接地端子h和H分别接地；汽车起动时，蓄电池经SCCB和SCJB向发电机和用电设备(含副接线盒Sub-SCJB连接设备)提供电力，起动后发电机经SCCB向蓄电池充电，并与蓄电池一同经SCJB和SCCB向用电设备提供电力；副接线盒Sub-SCJB(不含SPBR)，与SCJB电路连接形式相同。

8. 根据权利要求7所述汽车半导体控制接线盒SCJB，其特征是：由不同规格的半导体断路继电器SBR及***元件、蓄电池反向半导体保护装置SPBR、以及P沟道MOS场效应管(需要时)等元件组成；SCJB的电源输入端C和D分别接发电机供电端和蓄电池正极、其电源输出端分别同向用电负载；SCJB内的SBR用于过流、过压控制及用作仅一个电源输出端的继电器时，其电源输入输出端及***元件接线方法，按权利要求3过流和过压控制接线方法连接；对于有一个输入端和一通一断两个输出端继电器电路，用一个SBR和一个与该SBR同输入端的P沟道MOS场效应管M3实现一通一断两端输出继电器功能，M3栅极连接该SBR的输出端，并接入过压保护嵌位用稳压二极管D8，其它***元件接线方法与权利要求3相同；SCJB内的SPBR用于保护用电设备免遭蓄电池反向连接的损害，其输入端A接电源正极、输出端接用电设备(考虑实际需要和降低成本，SPBR仅安置于各电子控制设备线路)；SCJB内所有非继电器功能的SBR和SPBR(取消SPBR原接地二极管)的接地端子连接一起，并经一个肖特基二极管D9接地；所有继电器功能的SBR的h端子分别经一个肖特基二极管通往各继电器开关；公共驱动线Sd连接于点火开关起动端下游线路，并通往起动时不能断电各SBR的f端。