CN202602242U

CN202602242U - 一种自恢复过流过温保护器件

Info

Publication number: CN202602242U
Application number: CN201220210789.XU
Authority: CN
Inventors: 卫蔚; 刘统发; 何振申
Original assignee: SHANGHAI H-FAST ELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: Shanghai He Hong Electronic Polytron Technologies Inc
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-10

Abstract

本实用新型涉及一种自恢复过流过温保护器件，包括正温度系数热敏电阻和温度保险丝，正温度系数热敏电阻和温度保险丝热耦合且串联连接。较佳地，自恢复过流过温保护器件还包括温度保险丝基座，温度保险丝安装在温度保险丝基座中，正温度系数热敏电阻包括PTC导电性聚合物芯片、第一金属箔和第二金属箔，第一和第二金属箔分别贴合在PTC导电性聚合物芯片的上下表面上，温度保险丝基座叠放在第一金属箔上。本实用新型件设计巧妙，结构简洁，当正温度系数热敏电阻一旦出现潜在的失效模式后，其电路不会出现短路状态，只会出现断路状态，从而保护微型电机或电气电路设备，具有成本低、保护时间快、使用简单等优点，适于大规模推广应用。

Description

一种自恢复过流过温保护器件

技术领域

本实用新型涉及电子元件技术领域，特别涉及用于电路过流、过温及过载保护的电子元件技术领域，具体是指一种自恢复过流过温保护器件。

背景技术

正温度系数(PTC，Positive Temperature Coefficient)特性热敏电阻已广泛用于电脑、通讯、消费性电子、汽车、通路、数字内容等6C产业领域中的电路保护。其工作原理是：当电路正常工作时，PTC热敏电阻阻值R₀非常小不阻碍电流通过；而当电路出现过流、过载或过热等故障时，热敏电阻表面温度迅速上升，超过开关温度时瞬间升至高阻态，从而及时限制电路电流到很低水平保护电路；当故障排除后，PTC热敏电阻迅速冷却并恢复到原低阻状态，电路恢复正常后此热敏电阻可再次重复使用。

目前汽车电气电路中过流/过温保护装置一般采用双金属片热断路器或正温度系数热敏电阻，汽车上和小家电中使用的微型电机堵转保护装置同样采用双金属片热断路器或正温度系数热敏电阻。但是，在电路故障未排除时双金属片热断路器会间隔性复位，导致其触点易烧毁或焊死，这样存在电路设备过电流损坏的危险，且复位时产生的电磁干扰可能导致双金属热断路器与电子控制系统不相容，因而具有较大安全隐患；而正温度系数热敏电阻因电路故障未排除，长时间通电状态下，因其自身有残余电流通过而发热，导致热量累积，其潜在的失效模式为燃烧，因正温度系数热敏电阻特性决定，其自身高分子材料燃烧后，两端金属电极材料存在一定概率导通，形成短路，因而同样存在对电路设备过电流损坏的危险，从而具有较大安全隐患。故无论采用双金属热断路器还是正温度系数热敏电阻作为汽车电气电路中过流/过温保护装置，其一旦发生潜在的失效模式，都将会有一定几率造成电路短路，存在较大安全隐患。

因此，需要提供一种自恢复过流过温保护器件，当正温度系数热敏电阻一旦出现潜在的失效模式后，其电路不会出现短路状态，只会出现断路状态，从而保护微型电机或电气电路设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种自恢复过流过温保护器件，该自恢复过流过温保护器件设计巧妙，结构简洁，当正温度系数热敏电阻一旦出现潜在的失效模式后，其电路不会出现短路状态，只会出现断路状态，从而保护微型电机或电气电路设备，具有成本低、保护时间快、使用简单等优点，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型的自恢复过流过温保护器件，其特点是，包括正温度系数热敏电阻和温度保险丝，所述正温度系数热敏电阻和所述温度保险丝热耦合且串联连接。

较佳地，所述自恢复过流过温保护器件还包括温度保险丝基座，所述温度保险丝安装在所述温度保险丝基座中，所述正温度系数热敏电阻包括PTC导电性聚合物芯片、第一金属箔和第二金属箔，所述第一金属箔和所述第二金属箔分别贴合在所述PTC导电性聚合物芯片的上表面和下表面上，所述温度保险丝基座叠放在所述第一金属箔上。

更佳地，所述第一金属箔和所述第二金属箔为单毛面金属箔。

更佳地，所述PTC导电性聚合物芯片的厚度为0.05~5mm。

更佳地，所述温度保险丝基座包括绝缘层、第一导电层、第二导电层和第三导电层，所述第一导电层和所述第二导电层贴合在所述绝缘层的上表面上并通过所述温度保险丝相互连接，所述第三导电层贴合在所述绝缘层的下表面上并与所述第一导电层导电连接，且所述第三导电层贴合在所述第一金属箔上。

更进一步地，所述绝缘层上竖向设置有通孔，所述通孔的侧壁设置有导电壁，所述第三导电层通过所述导电壁与所述第一导电层导电连接。

更进一步地，所述第三导电层与所述第一金属箔焊接。

更进一步地，所述绝缘层是半固化片，所述第一导电层、所述第二导电层和所述第三导电层是铜板。

更进一步地，所述自恢复过流过温保护器件还包括绝缘弹性胶体层，所述第二金属箔上连接有第一电极，所述第二导电层上连接有第二电极，所述绝缘弹性胶体层包覆在所述温度保险丝、所述温度保险丝基座和所述正温度系数热敏电阻的外部，所述第一电极和所述第二电极穿设出所述绝缘弹性胶体层。

尤其更佳地，所述第一电极焊接在所述第二金属箔上，所述第二电极焊接在所述第二导电层上。

本实用新型的有益效果具体在于：本实用新型的自恢复过流过温保护器件包括正温度系数热敏电阻和温度保险丝，所述正温度系数热敏电阻和所述温度保险丝热耦合且串联连接，从而正温度系数热敏电阻一旦出现潜在的失效模式，将会完全切断电路中电流，对电路形成保护，提高安全性能，设计巧妙，结构简洁，当正温度系数热敏电阻一旦出现潜在的失效模式后，其电路不会出现短路状态，只会出现断路状态，从而保护微型电机或电气电路设备，具有成本低、保护时间快、使用简单等优点，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理示意图。

图2a是本实用新型的一具体实施例的俯视局部剖视示意图。

图2b是图2a所示的具体实施例的侧视剖视示意图。

图2c是图2a所示的具体实施例的正温度系数热敏电阻的立体示意图。

图2d是图2a所示的具体实施例的温度保险丝基座的立体示意图一。

图2e是图2a所示的具体实施例的温度保险丝基座的立体示意图二。

图2f是图2e所示的温度保险丝基座叠放在图2c所示的正温度系数热敏电阻上的立体示意图。

图2g是在图2f所示的结构上安装第一电极和第二电极的俯视示意图。

图2h是在图2f所示的结构的侧视示意图。

图2i是在图2g所示的结构上安装温度保险丝的俯视示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。其中相同的部件采用相同的附图标记。

请参见图1-图2i所示，本实用新型的自恢复过流过温保护器件包括正温度系数热敏电阻1和温度保险丝2，所述正温度系数热敏电阻1和所述温度保险丝2热耦合且串联连接。

所述自恢复过流过温保护器件可以具有任何合适的结构，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述自恢复过流过温保护器件还包括温度保险丝基座3，所述温度保险丝2安装在所述温度保险丝基座3中，所述正温度系数热敏电阻1包括PTC导电性聚合物芯片11、第一金属箔12和第二金属箔13，所述第一金属箔12和所述第二金属箔13分别贴合在所述PTC导电性聚合物芯片11的上表面和下表面上，所述温度保险丝基座3叠放在所述第一金属箔12上。

所述第一金属箔12和所述第二金属箔13可以是任何合适的金属箔。请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述第一金属箔12和所述第二金属箔13为单毛面金属箔。

所述PTC导电性聚合物芯片11的厚度可以为任何合适的厚度，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述PTC导电性聚合物芯片11的厚度为0.05~5mm。

所述温度保险丝基座3可以具有任何合适的结构，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述温度保险丝基座3包括绝缘层31、第一导电层32、第二导电层33和第三导电层34，所述第一导电层32和所述第二导电层33贴合在所述绝缘层31的上表面上并通过所述温度保险丝2相互连接，所述第三导电层34贴合在所述绝缘层31的下表面上并与所述第一导电层32导电连接，且所述第三导电层34贴合在所述第一金属箔12上。

所述第三导电层34与所述第一导电层32导电连接可以采用任何合适的结构，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述绝缘层31上竖向设置有通孔35，所述通孔35的侧壁设置有导电壁（未示出），所述第三导电层34通过所述导电壁与所述第一导电层32导电连接。

所述第三导电层34贴合在所述第一金属箔12上可以采用任何合适的结构，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述第三导电层34与所述第一金属箔12焊接。

所述绝缘层31、所述第一导电层32、所述第二导电层33和所述第三导电层34可以是任何合适的部件，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述绝缘层31是半固化片，所述第一导电层32、所述第二导电层33和所述第三导电层34是铜板。

为了实现优良的绝缘性能，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述自恢复过流过温保护器件还包括绝缘弹性胶体层4，所述第二金属箔13上连接有第一电极5，所述第二导电层33上连接有第二电极6，所述绝缘弹性胶体层4包覆在所述温度保险丝2、所述温度保险丝基座3和所述正温度系数热敏电阻1的外部，所述第一电极5和所述第二电极6穿设出所述绝缘弹性胶体层4。

所述第二金属箔13上连接有第一电极5，所述第二导电层33上连接有第二电极6，可以采用任何合适的结构，请参见图2a-图2i所示，在本实用新型的具体实施例中，所述第一电极5焊接在所述第二金属箔13上，所述第二电极6焊接在所述第二导电层33上。

上述引出脚型结构的自恢复过流过温保护器件的制造简述如下：

首先，将一种或多种晶体聚合物、导电填充料以及加工助剂等原料混合后通过双螺杆挤出压延等加工方式制成上下表面为第一金属箔12、下面为第二金属箔13、中间为厚度为0.05~5mm的PTC特性导电性聚合物芯片11的叠压式薄片，然后通过冲切或划切等机械加工方式形成如图2c所示的正温度系数热敏电阻1；

其后，通过在绝缘层31上表面覆第一导电层32和第二导电层33，在下表面覆第三导电层34，经蚀刻、钻孔、沉铜、表面处理及裁切或冲切等PCB制造工艺加工出制造出温度保险丝基座3，温度保险丝基座3的下表面图形如图2d所示，其上表面图形如图2e所示，其外形尺寸与上述正温度系数热敏电阻1外形尺寸一致，第三导电层34和第一导电层32通过通孔35中导电壁而相互导通；

而后，将如图2c所示的正温度系数热敏电阻1与如图2e所示的温度保险丝基座3通过回流焊等方式连接成一体如图2f所示的叠加体，第三导电层34贴合在第一金属箔12上；

接着，在上述结合体上下两面的第二金属箔13和第二导电层33上分别通过插入第一电极5和第二电极6并通过浸焊等锡焊方式与如图2f所示的叠加体连接成一体如图2g及图2h所示；

接着，在上述结合体上将温度保险丝2通过回流焊等锡焊方式与第一导电层32和第二导电层33焊接好如图2i所示；

最后，通过刷涂、喷涂、浸涂、淋涂等方式，将上述带有引出电极即第一电极5和第二电极6的叠加体外部包裹一层绝缘弹性胶体层4，最后将上述已包裹绝缘弹性胶体层4的薄片固化即如图2a及图2b所示。

这里，只是针对于产品具体结构说明其制造工序，没有对各工序具体参数作细致说明，对于本领域技术人员来说，各工序具体参数是熟知的或通过简单劳动即可获得，且对于本领域技术人员来说，其中的辐照交联、热处理、涂胶等工序可根据具体元件的电气性能（如电阻-温度特性、电流特性、电压-电流特性）要求，顺序可适当部分互换，故不赘述。

而上述正温度系数热敏电阻1和温度保险丝基座3亦可做成其他如圆柱形、正方体形及其他不规则状。

本实用新型采用正温度系数热敏电阻1和温度保险丝2利用热耦合的方式串连在一起的组合元件来实现微型电机堵转或电气电路中过流及过载保护。本实用新型结构中采用的正温度系数热敏电阻1一旦出现潜在的失效模式状态（即正温度系数热敏电阻1自身温度将超过240℃才会出现燃烧状态），故选择温度保险丝2的热熔断温度略低于使正温度系数热敏电阻1出现潜在的失效模式时的温度240℃，这样既能使本实用新型组合元件在低于温度保险丝2的热熔断温度环境下能正常使用，一旦正温度系数热敏电阻1出现潜在的失效模式状态下，温度保险丝2通过正温度系数热敏电阻1燃烧产生的热量来熔断温度保险丝2，完全切断电路电流，对电路形成保护。

这样，对比于单纯采用正温度系数热敏电阻1作为微型马达堵转或电气电路中过流/过载保护装置，本实用新型如下优点：

（1）、正温度系数热敏电阻1一旦出现潜在的失效模式，将会完全切断电路中电流，对电路形成保护，提高安全性能；

（2）、成本低、使用简单等。

综上，本实用新型的自恢复过流过温保护器件设计巧妙，结构简洁，当正温度系数热敏电阻一旦出现潜在的失效模式后，其电路不会出现短路状态，只会出现断路状态，从而保护微型电机或电气电路设备，具有成本低、保护时间快、使用简单等优点，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种自恢复过流过温保护器件，其特征在于，包括正温度系数热敏电阻和温度保险丝，所述正温度系数热敏电阻和所述温度保险丝热耦合且串联连接。

2.根据权利要求1所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述自恢复过流过温保护器件还包括温度保险丝基座，所述温度保险丝安装在所述温度保险丝基座中，所述正温度系数热敏电阻包括PTC导电性聚合物芯片、第一金属箔和第二金属箔，所述第一金属箔和所述第二金属箔分别贴合在所述PTC导电性聚合物芯片的上表面和下表面上，所述温度保险丝基座叠放在所述第一金属箔上。

3.根据权利要求2所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述第一金属箔和所述第二金属箔为单毛面金属箔。

4.根据权利要求2所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述PTC导电性聚合物芯片的厚度为0.05~5mm。

5.根据权利要求2所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述温度保险丝基座包括绝缘层、第一导电层、第二导电层和第三导电层，所述第一导电层和所述第二导电层贴合在所述绝缘层的上表面上并通过所述温度保险丝相互连接，所述第三导电层贴合在所述绝缘层的下表面上并与所述第一导电层导电连接，且所述第三导电层贴合在所述第一金属箔上。

6.根据权利要求5所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述绝缘层上竖向设置有通孔，所述通孔的侧壁设置有导电壁，所述第三导电层通过所述导电壁与所述第一导电层导电连接。

7.根据权利要求5所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述第三导电层与所述第一金属箔焊接。

8.根据权利要求5所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述绝缘层是半固化片，所述第一导电层、所述第二导电层和所述第三导电层是铜板。

9.根据权利要求5所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述自恢复过流过温保护器件还包括绝缘弹性胶体层，所述第二金属箔上连接有第一电极，所述第二导电层上连接有第二电极，所述绝缘弹性胶体层包覆在所述温度保险丝、所述温度保险丝基座和所述正温度系数热敏电阻的外部，所述第一电极和所述第二电极穿设出所述绝缘弹性胶体层。

10.根据权利要求9所述的自恢复过流过温保护器件，其特征在于，所述第一电极焊接在所述第二金属箔上，所述第二电极焊接在所述第二导电层上。