CN104682128A - 过流及过热保护的充电接口 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过流及过热保护的充电接口，包含基座和导电部件，所述的导电部件固定在基座中，过流及过热保护元件与所述导电部件电气串联连接，所述导电部件至少包含第一导电部件和第二导电部件，其中：所述第一导电部件由第一嵌入端和第一连线端组成，且第一嵌入端和第一连线端不直接接触；所述第一嵌入端固定在基座内部，它通过所述的过流及过热保护元件与第一连线端电气串联连接；所述第二导电部件是由第二嵌入端和第二连线端直接电气连接形成的一个整体的导电部件。本发明充电接口可以在电流异常及接口温度过高时，及时截断电流至故障被解除，因此具有突出的安全性能。

Description

过流及过热保护的充电接口

技术领域

本发明涉及一种过流及过热保护的充电接口，特别是该充电接口可以在电流异常及接口温度过高时，及时截断电流，直至故障被解除，因此具有突出的安全性能。

背景技术

随着使用数据传输和充电接口的各种外围电子器件的发展，人们在日常生活中越来越频繁的用到各种连接线。然而，随着各种大电流电子器件的出现，充电电流越来越大，充电次数越来越频繁，各种连接线接口的插拔次数也越来越多，这使得各种连接线及与之相连接的电子设备可能会出现无法承受大的故障电流和发热而烧毁的隐患。目前，各种连接线没有采用有效的保护方式来应对这一隐患，因此一旦发生故障，将会导致严重后果。因此，在连接线接口部位安装具有过流及过热保护功能的元件可以使电子产品在数据传输和充电过充中更加安全。

目前充电保护主要在电池保护电路中实现过流、过温及短路等的保护。如：

申请号201310625278.3公开了一种电池监控电路，包括串联的充电接口、充电控制模块、蓄电池、输出接口，充电接口的负极接地，蓄电池的负极通过电池保护模块接地，输出接口的负极通过电子开关模块接地，MCU控制单元分别连接充电接口、充电控制模块、电子开关模块，并根据输入电压控制充电电流大小，还根据输出电流控制电子开关模块的通断。该发明通过对电池电路的保护功能，如过冲、过放、过流、过热保护等；可分析在充放电状态下，已经充放电时间、充放电电量、充放电电压、电池温度等，并将这些参数在屏幕上显示出来，还可通过蓝牙通讯模块将电池参数在智能终端上显示出来，使管理电源变得直观便捷。

申请号201210198360.8涉及一种智能充电器，包括充电器主体、充电器主体上的数据线、火线插头，所述充电器主体与数据线相连接，所述火线插头与充电器主体之间固定有智能开关，所述数据线与充电器主体连接端面固定有智能控制器，所述智能控制器与智能开关通过导线连接。本发明的有益效果是：结构简单，制作成本低。

又申请号201120012580.8公开了一种双向变换电池组,包括有至少两个电池单体,各个电池单体分别连接有充电接口、boost-buck升降压变换器,多路boost-buck升降压变换器同步工作,每路boost-buck升降压变换器分别接入到均流控制电路,均流控制电路外接有并联控制电路,并联控制电路与输出接口相连。该实用新型解决了电池组成组时对单体一致性的过度依赖问题,实现过流、过放、短路、过热保护功能,确保电池组安全使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种过流及过热保护的充电接口，可以通过卡入一过流及过温保护元件，在电流异常及接口温度过高时及时截断电流，直至故障被解除。

本发明目的通过下述方案实现：一种过流及过热保护的充电接口，包含基座和导电部件，所述的导电部件固定在基座中，过流及过热保护元件与所述导电部件电气串联连接，所述导电部件至少包含第一导电部件和第二导电部件，其中：

所述第一导电部件由第一嵌入端和第一连线端组成，且第一嵌入端和第一连线端不直接接触；

所述第一嵌入端固定在基座内部，它通过所述的过流及过热保护元件与第一连线端电气串联连接；

所述第二导电部件是由第二嵌入端和第二连线端直接电气连接形成的一个整体的导电部件。

在上述方案基础上，所述第一嵌入端和第一连线端通过弹簧片与所述的过流及过热保护元件电气连接。本发明它使用弹簧片卡入式方法安装过流及过热保护元件，简单方便；同时它从而保护电子设备和线路。

在上述方案基础上，所述导电部件可包含用于数据传输的其它导电部件。

在上述方案基础上，所述过流及过热保护元件至少包含一具有电阻正温度系数效应的芯片。

在上述方案基础上，所述具有电阻正温度系数效应的芯片包含：

(a) 具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层，有相对的上下表面；

(b) 第一导电电极，置于上导电复合材料基层的上表面；

(c) 第二导电电极，置于下导电复合材料基层的下表面。

在上述方案基础上，所述的具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层至少由聚合物和导电填料组成，聚合物基材占所述聚合物基导电复合材料的体积分数的20%-75%，优选为25%-70%之间，更优为30%-65%之间；所述导电填料的粒径优选为0.05μm~50μm，更优为0.1μm～20μm；体积电阻率不大于0.03Ω.m，优选为不大于0.02Ω.m，更优为不大于0.01Ω.m。所述导电填料占所述导电复合材料基层体积分数的25%～80%，优选为30%-75%之间，更优为35%-70%之间，分散于所述聚合物中。

所述的聚合物选自聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛树脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种及其混合物。

所述的导电填料选自碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、金属粉末、导电陶瓷粉末中的一种及其混合物。

所述的金属粉末选自：铜、镍、钴、铁、钨、锡、铅、银、金、铂或其合金中的一种及其混合物。

所述的导电陶瓷粉末选自：金属氮化物、金属碳化物、金属硼化物、金属硅化物之中的一种或几种的混合物。

所述具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层可含有其他组分，如抗氧剂、辐射交联剂（常称为辐照促进剂、交联剂或交联促进剂，例如三烯丙基异氰脲酸酯）、偶联剂、分散剂、稳定剂、非导电性填料（如氢氧化镁，碳酸钙）、阻燃剂、弧光抑制剂或其他组分。这些组分通常不大于导电复合材料总体积的15%，例如5%体积百分比。

本发明提供的过流及过热保护的充电接口，优越性在于：它使用弹簧片卡入式方法安装过流及过热保护元件，简单方便，避免使用复杂且过程难以控制的回流焊或其它焊接工艺来安装过流及过热保护元件；同时它可以在电流异常及接口温度过高时及时截断电流，直至故障被解除，从而保护电子设备和线路。

附图说明

图1本发明的具有电阻正温度系数效应的芯片示意图；

图2本发明第1实施例的结构示意图；

图3本发明第2实施例的结构示意图；

图4本发明第3实施例的结构示意图；

图5本发明第4实施例的结构示意图；

图6本发明第3实施例的功能曲线。

具体实施方式

实施例1

如图1本发明的具有电阻正温度系数效应的芯片示意图和图2本发明第1实施例的结构示意图所示：一种过流及过热保护的充电接口1，包含基座2和导电部件，所述的导电部件固定在基座2中，过流及过热保护元件4与所述导电部件电气串联连接，所述导电部件至少包含第一导电部件和第二导电部件，其中：

所述第一导电部件31由第一嵌入端311和第一连线端312组成，且第一嵌入端311和第一连线端312不直接接触；

所述第一嵌入端311固定在基座2内部，它通过所述的过流及过热保护元件4与第一连线端312电气串联连接；

所述第二导电部件32是由第二嵌入端321和第二连线端322直接电气连接形成的一个整体的导电部件，第二嵌入端321嵌入基座2中。

第一嵌入端311和第一连线端312通过自身的弹簧片与过流及过热保护元件4电气连接，且置于过流及过热保护元件4的同一侧。

如图1所示，为本发明具有电阻正温度系数效应的芯片20的结构示意图，制作步骤如下：

将聚合物、导电填料、加工助剂按合适的配方配料。将密炼机温度设定为180度，转速为30转/分钟，先加入聚合物密炼3分钟后，然后加入导电填料和加工助剂，加料在3分钟内完成，继续密炼15分钟后出料，得到具有电阻正温度系数效应的导电复合材料。

将上述熔融混合好的具有电阻正温度系数效应的导电复合材料通过开炼机压延，得到厚度为0.20～0.25毫米的具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层22，如图1。

将具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层22，按图1所示置于二层导电电极21a和21b之间，导电电极21a和21b的粗糙面与具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层22紧密结合。通过热压合的方法将上述三层叠好紧密结合在一起。热压合的温度为180摄氏度，压力为12兆帕，时间为10分钟，最后在冷压机上冷压10分钟，得到图1所示的具有电阻正温度系数效应的芯片20。

将具有电阻正温度系数效应的芯片20经过冲压或划片，制成设计要求尺寸的芯片，芯片的大小取决于过流及过热保护元件的尺寸。将冲压或划片好的具有电阻正温度系数效应的芯片过流及过热保护功能的元件4卡入如图2的基座2中。

实施例2

如图3本发明第2实施例的结构示意图所示，本实施例结构与实施例1主体结构相同，包括第一、第二导电部件31’、32’，第二导电部件32’结构与实施例1相同，只是第一嵌入端311’和第一连线端312’通过自身的弹簧片与过流及过热保护元件4电气连接，且分别置于过流及过热保护元件4的两侧。

实施例3

本实施例与实施例1主体结构相同，只是在实施例1结构基础上，在第一、第二导电部件之间增加了第三导电部件5和第四导电部件6，第三导电部件5和第四导电部件6的结构与第二导电部件32相同，即都是由嵌入端和连线端直接电气连接形成一个整体，嵌入端固定在基座2的内部。第三导电部件5和第四导电部件6可以起传输数据信号的作用。

图6是本实施例3所述充电接口的功能曲线，当线路中有较大电流通过时，常规的充电接口处会持续大量发热，直到充电接口的基座部分熔融，器件被破坏。而实施例3所述充电接口中安装了过流及过热保护元件，当线路中有较大电流通过时，过流及过热保护元件截断电路，使充电接口表面温度稳定维持在一个比较安全的区域（如50℃左右）。

实施例4

本实施例与实施例2主体结构相同，只是在实施例2基础上，在所述的过流及过热保护的充电接口上增加了第三导电部件5’和第四导电部件6’，位置是在第一、第二导部件31’、32’之间。第三导电部件5’和第四导电部件6’的结构与第二导电部件32’相同，即都是由嵌入端和连线端直接电气连接形成一个整体，嵌入端固定在基座2的内部。第三导电部件5’和第四导电部件6’可以起传输数据信号的作用。

本发明的内容和特点已揭示如上，然而前面叙述的本发明仅仅简要地或只涉及本发明的特定部分，本发明的特征可能比在此公开的内容涉及的更多。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应该包括在不同部分中所体现的所有内容的组合，以及各种不背离本发明的替换和修饰，并为本发明的权利要求书所涵盖。

Claims (10)

1.一种过流及过热保护的充电接口，包含基座和导电部件，所述的导电部件固定在基座中，其特征在于：过流及过热保护元件与所述导电部件电气串联连接，所述导电部件至少包含第一导电部件和第二导电部件，其中：

所述第一导电部件由第一嵌入端和第一连线端组成，且第一嵌入端和第一连线端不直接接触；

所述第一嵌入端固定在基座内部，它通过所述的过流及过热保护元件与第一连线端电气串联连接；

所述第二导电部件是由第二嵌入端和第二连线端直接电气连接形成的一个整体的导电部件。

2.根据权利要求1所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于：所述第一嵌入端和第一连线端通过弹簧片与所述的过流及过热保护元件电气连接。

3.根据权利要求1所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于：所述导电部件包含用于数据传输的其它导电部件。

4.根据权利要求1所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于：所述过流及过热保护元件至少包含一具有电阻正温度系数效应的芯片。

5.根据权利要求5所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于：所述具有电阻正温度系数效应的芯片包含：

(a) 具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层，有相对的上下表面；

(b) 第一导电电极，置于上导电复合材料基层的上表面；

(c) 第二导电电极，置于下导电复合材料基层的下表面。

6.根据权利要求5所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于所述的具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层至少由聚合物和导电填料组成，聚合物基材占所述聚合物基导电复合材料的体积分数的20%-75%，所述的导电填料的粒径优选为0.05μm～50μm，体积电阻率不大于0.03Ω.m。

7.根据权利要求6所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于所述的聚合物选自聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛树脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种及其混合物。

8.根据权利要求6所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于所述的导电填料选自碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、金属粉末、导电陶瓷粉末中的一种及其混合物。

9.根据权利要求8所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于所述的金属粉末选自：铜、镍、钴、铁、钨、锡、铅、银、金、铂或其合金中的一种及其混合物。

10.根据权利要求8所述的过热及过流保护的充电接口，其特征在于所述的导电陶瓷粉末选自：金属氮化物、金属碳化物、金属硼化物、金属硅化物之中的一种或几种的混合物。