CN105977728A

CN105977728A - 过流及过热保护的数据线接口

Info

Publication number: CN105977728A
Application number: CN201610571970.6A
Authority: CN
Inventors: 范荣; 刘玉堂; 刘正平; 杨铨铨; 吴国臣
Original assignee: Shanghai Changyuan Wayon Circuit Protection Co Ltd
Current assignee: Shanghai Changyuan Wayon Circuit Protection Co Ltd
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2016-09-28

Abstract

本发明公开了一种过流及过热保护的数据线接口,包括与数据线线缆连接的数据线接口和电源，在数据线接口和电源中电气串联一过流及过热保护元件构成过流及过热保护电路，或者，将所述过流及过热保护元件焊接在该数据接口的印刷线路板上。该过流及过热保护的数据线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。

Description

过流及过热保护的数据线接口

技术领域

本发明涉及一种过流及过热保护的数据线接口，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数据线。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，各种数据线接口的插拔次数也越来越多，这使得各种数据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，各种数据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，在数据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。

申请号：200620052388.0该实用新型公开了一种RS-485通信接口保护电路,包括分别串接于RS-485通信接口A、B数据线上的压敏电阻,A、B数据线之间并接瞬态电压抑制器,A、B数据线与地之间分别并接稳压二极管。该实用新型中的瞬态电压抑制器在热敏电阻还没有起到保护作用时先起到保护的作用,为瞬态电流提供通路,使通信电路不会因为超额电压而击穿或超额电流而过热烧毁。

申请号：201480004388.0本发明涉及一种用于使用充电器(101)经由数据接口(103)给电子设备(102)充电的方法。数据接口(103)至少包括连接充电器(101)和电子设备(102)的第一数据线(D+)以及第二数据线(D-)。根据该方法，经由第一数据线(D+)和第二数据线(D-)连接充电器(101)和电子设备(102)。在充电器(101)处，第一数据线(D+)和第二数据线(D-)被短路(301)。电子设备(102)检测第一数据线(D+)和第二数据线(D-)是否被短路，并且响应于在充电器(101)处所检测到的短路(301)，电子设备(102)短路(401)第一数据线(D+)和第二数据线(D-)。然后，充电器(101)打开第一数据线(D+)和第二数据线(D-)的短路(301)，并且检测在电子设备(102)处第一数据线(D+)和第二数据线(D-)是否被短路。响应于在电子设备(102)处所检测到的短路(401)，充电器(101)向第一数据线(D+)和第二数据线(D-)中的至少一个提供充电电流。

发明内容

本发明的目的是：提供一种过流及过热保护的数据线接口，过流及过热保护元件通过回流焊接的方式与印刷线路板连接，简单方便；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。

本发明目的通过下述方案实现：一种过流及过热保护的数据线接口，包括与数据线线缆连接的数据线接口和电源，其特征在于：包括一过流及过热保护元件，电源、数据线接口和过流及过热保护元件电气串联连接构成过流及过热保护电路。

在上述方案基础上，所述印刷线路板上至少包含第一电源正端、第一电源负端、第一数据正端、第一数据负端，第二电源正端、第二电源负端、第二数据正端、第二数据负端，所述的第一电源正端和第二电源正端之间不电气连接，通过一过流及过热保护元件串联连接，其中，

所述第一电源正端与数据线线缆正极电气连接，所述第一电源负端与数据线线缆负极电气连接，所述第一数据正端与数据线线缆数据正极电气连接，所述第一数据负端与数据线线缆数据负极电气连接；

所述第二电源正端与电源及数据接口正极电气连接，所述第二电源负端与电源及数据接口负极电气连接，所述第二数据正端与电源及数据接口正极电气连接，所述第二数据负端与电源及数据接口负极电气连接；

所述第一电源负端与第二电源负端通过印刷线路板铜箔电气连接，所述第一数据正端与第二数据正端通过印刷线路板铜箔电气连接，所述第一数据负端与第二数据负端通过印刷线路板铜箔电气连接。

所述的过流及过热保护的数据线接口不仅可以进行电力传输还可以进行数据传输。

在上述方案基础上，所述的过流及过热保护元件，包含第一导电电极、第二导电电极，所述第一导电电极与所述印刷线路板第一电源正端电气连接，所述第二导电电极与第二电源正端电气连接。

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；

所述聚合物占所述导电复合材料基层的体积分数介于20%-75%之间，优选为25%-70%之间，更优为30%-65%之间，所述的导电复合材料基层至少由聚合物和导电填料组成，所述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。

在上述方案基础上，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。

在上述方案基础上，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。

在上述方案基础上，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。

在上述方案基础上，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。这些组分通常至多占高分子基导电复合材料总体积的15%，例如5%体积百分比。

本发明优越性在于：它通过回流焊接的方式，把过流及过热保护元件安装在印刷线路板上，加工方式简单，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。

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。

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实施例的功能曲线。

具体实施方式

实施例1

如图1所示：一种过流及过热保护的数据线接口，包含数据线接口1、过流及过热保护元件3和印刷线路板2。印刷线路板2包含第一电源正端21、第一电源负端22、第二电源正端24、第二电源负端23。第一电源正端21和第二电源正端24无电气连接，它们通过一过流及过热保护元件3电气串联连接。第一电源正端21和第二电源正端24通过焊接的方式与过流及过热保护元件3电气连接。第一电源负端22和第二电源负端23通过印刷工线路板上铜箔电气连接，作为充电接口。

本实施例中，过流及过热保护元件3的制备按照下述方式：

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32，如图1。

将具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层32，按图1所示置于二层导电电极31a和31b之间，导电电极31a和31b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30。

将具有电阻正温度系数效应的芯片30经过冲压或划片，制成合适大小的芯片，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经过一系列的工艺制备成具有过流及过热保护功能的元件3。

实施例2

本实施例与实施例1主体结构相同，只是在实施例1所述的过流及过热保护的数据线接口上增加了第一数据正端25、第一数据负端26、第二数据正端27和第二数据负端28。第一数据正端25和第二数据正端27通过印刷线路板上的铜箔电气连接。第一数据负端和第二数据负端通过印刷线路板上的铜箔电气连接。第一数据正端25、第一数据负端26、第二数据正端27和第二数据负端28可以起传输数据信号的作用。

图4是实施例1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1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）。

Claims

1.一种过流及过热保护的数据线接口，包括与数据线线缆连接的数据线接口和电源，其特征在于：在数据线接口和电源中电气串联一过流及过热保护元件构成过流及过热保护电路，或者，将所述过流及过热保护元件焊接在该数据接口的印刷线路板上。

2.根据权利要求1所述的过流及过热保护的数据线接口，其特征在于：所述印刷线路板上至少包含第一电源正端、第一电源负端、第一数据正端、第一数据负端，第二电源正端、第二电源负端、第二数据正端、第二数据负端，所述的第一电源正端和第二电源正端之间不电气连接，通过一过流及过热保护元件串联连接，其中，

3.根据权利要求1或2所述的过流及过热保护的数据线接口，其特征在于：所述的过流及过热保护元件，包含第一导电电极、第二导电电极，所述第一导电电极与所述印刷线路板第一电源正端电气连接，所述第二导电电极与第二电源正端电气连接。

4.根据权利3所述的过流及过热保护的数据线接口，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4所述的过流及过热保护的数据线接口，其特征在于：所述具有电阻正温度系数效应的芯片包含：

(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；

所述聚合物占所述导电复合材料基层的体积分数介于20%-75%之间，所述的导电复合材料基层至少由聚合物和导电填料组成，所述的导电填料粒径0.05μm～50μm，体积电阻率不大于0.03Ω.m，占所述导电复合材料基层体积分数的25%～80%，分散于所述聚合物中。。

6.根据权利要求5所述的过流及过热保护的数据线接口，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。

7.根据权利要求5所述的过流及过热保护的数据线接口，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。

8.根据权利要求7所述的过流及过热保护的数据线接口，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。

9.根据权利要求7所述的过流及过热保护的数据线接口，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。