電路正溫度係數特性自恢復保護裝置的製作方法
2023-07-29 03:10:26 1
專利名稱：電路正溫度係數特性自恢復保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路保護領域，特別涉及電路過載保護裝置技術領域，具體是指一種電路正溫度係數特性自恢復保護裝置。
背景技術：
正溫度係數(PTC， Positive Temperature Coe伍cient)特性熱敏電阻目前已廣泛用於各種電路中過流、過載或過熱等故障保護。當電路正常工作時，PTC熱敏電阻阻值Ro ( 0.1。以下)非常小不阻礙電流通過；而當電路出現過流、過載或過熱等故障時，熱敏電阻表面溫度迅速上升，超過開關溫度時其阻值瞬間升至Ri (100Q以上)，從而及時限制電路電流到很低水平保護電路；當故障排除後，PTC熱敏電阻迅速冷卻並恢復到原低阻狀態，電路恢復正常後此熱敏電阻可再次重複使用。但是，PTC熱敏電阻元件難以顯示工作狀態，而且在保護過程中往往需專業技術人員檢查才能判斷電路工作狀態，從而給排除電路故障造成較多的時耗和能耗。
另外，在現有技術中，目前具有指示功能的過流保護器件一般採用雙金屬片熱斷路器。但是，在電路故障未排除時雙金屬片熱斷路器會間隔性復位，導致其觸點易燒毀或焊死，這樣存在電路設備過電流損壞的危險，且復位時產生的電磁幹擾可能導致雙金屬熱斷路器與電子控制系統不相容，因而具有較大安全隱患
實用新型內容
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本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠明顯顯示工作狀態、
在故障期間保持關斷狀態不會復位、可重複使用、結構簡單、工作性能穩定可靠、適用範圍
較為廣泛的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置。
為了實現上述的目的，本實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置具有如下構成該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，包括外部殼體和設置於該外部殼體內的二個電
極，該二個電極均部分穿出該外部殼體，其主要特點是，所述的外部殼體中還設置有正溫度
係數特性熱敏電阻功能模塊，所述的正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊與所迷的二個電極均電連接。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊包括正溫度係數特性熱敏電阻、第一電阻、第一發光體和第二發光體，所述的第一發光體和第二發光體並聯，並與所述的第一電阻串聯後並聯跨接於該正溫度係數特性熱敏電阻兩端，所述的正溫度係數特性熱敏電阻與所述的二個電極均電連接。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊中還包括殼頂蓋，該殼頂蓋活動卡設於所述的外部殼體上，且該殼頂蓋兩端分別具有第一凹孔和第二凹孔，所述的第一電阻卡設於第一凹孔中，所述的第一發光體和第二發光體均卡設於第二凹孔中，所述的正溫度係數特性熱敏電阻嵌設於該殼頂蓋的底部定位框中。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的殼頂蓋的第 一 凹孔與第二凹孔之間設置有第一銅彈片，該殼頂蓋的底部設置有第二銅彈片和第三銅彈片，所述的第一銅彈片的兩末端分別延伸進入第 一凹孔和第二凹孔並分別抵靠於該第 一 凹孔和第二凹孔的內側壁，所述的第二銅彈片的末端延伸進入第一凹孔並分別抵靠於該第一凹孔的外側壁，所述的第三銅彈片的末端延伸進入第二凹孔並分別抵靠於該第二凹孔的外側壁，所述的第 一 電阻彈性卡設於第 一 凹孔中的第 一銅彈片末端與第二銅彈片末端之間，所述的第 一發光體和第二發光體均彈性卡設於第二凹孔中的第 一銅彈片末端與第三銅彈片末端之間，該第 一 電阻通過該第二銅彈片與所述的正溫度係數特性熱敏電阻相導通連接，且該第 一發光體和第二發光體均通過該第三銅彈片與所述的正溫度係數特性熱敏電阻相導通連接。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的殼頂蓋通過倒扣式卡鉤結構活動卡設於外部殼體上。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的正溫度係數特性熱敏電阻包括正溫度係數高分子聚合物層和壓合設置於該正溫度係數高分子聚合物層正反兩面的電極銅箔層，所述的各個電極銅箔層上均焊接貼合有銅電極板。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的二個電極均為插片式銅電極，所述的正溫度係數特性熱敏電阻彈性夾持於該二個插片式銅電極之間。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的第一電阻為表面貼裝式電阻。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的第一發光體和第二發光體均為表面貼裝式發光二極體。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的第 一發光體可以為具有正負極的表面貼裝式第一發光二極體，第二發光體可以為具有正負極的表面貼裝式第二發光二極體，所述的第一發光二極體和第二發光二極體按電極相反方向並聯。
該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中的第一發光體和第二發光體也可以均為無正負極貼片式發光體。
採用了該實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，具有下迷優越的技術效果(1 ) LED燈指示電路工作，易檢查、分析當前電路工作狀態，便於及時排查故障，從
而為故障的排查減少大量時耗和能耗；
(2)PTC熱敏電阻工作時阻值Ro在0.1Q以下，不阻礙工作電流通過，當過流、過栽或
過熱等故障出現時，PTC熱敏電阻因發熱使自身溫度迅速上升至開關溫度，此時PTC熱敏電
阻為F^呈高阻狀態，及時限制電路中電流達到過流或過栽保護目的；
(3 )PTC熱敏電阻動作時間短，能及時防止電路中電子元件因過流、過栽或過熱而損壞；(4) PTC熱敏電阻初始電阻很小(O.IQ以下)，整個保護裝置在正常電路中產生的能耗
極少；
(5 )在故障未排除期間PTC熱敏電阻始終不會復位而保持高阻狀態，因此起限流作用，該保護裝置不會出現如雙金屬片熱短路器內觸點間歇性復位現象，其不易出現被燒損或炫焊等不良缺陷，其使用壽命相對較長，從而能長期、有效、安全地保護電路；
(6) 產品尺寸小、易安裝且相對雙金屬片熱斷路器價格低廉，可直接取代各類汽車及工程機械電氣電路中總保險盒內保護裝置，具有良好的經濟效益；
(7) 產品整體固體構架，具有高抗振動、抗衝擊性能，在高振動、高沖擊環境下其性能保持不變；
(8) 產品可廣泛應用於各類汽車(轎車、客用汽車及栽貨卡車等)、工程機械(起重機、施工機械等)及船舶內電氣電路中總保險盒的過流、過載或過熱等故障保護裝置。
圖1為本實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置的內部結構剖視圖。圖2為本實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置的側面局部剖視圖。圖3為圖1中A-A向剖視示意圖。圖4為圖3中B-B向剖^見示意圖。
圖5為本實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置的俯視圖。
圖6為本實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置的整體外形示意圖。
圖7為本實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置中正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊的電路原理圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。
請參閱圖1至圖7所示，該電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，包括外部殼體和設置於該外部殼體8內的二個電極7，該二個電極7均部分穿出該外部殼體8，其中，所述的外部殼體8中還設置有正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊，所述的正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊與所述的二個電極7均電連接。
其中，該正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊包括正溫度係數特性熱敏電阻11、第一電阻Rl、第一發光體和第二發光體，所迷的第一發光體LED1和第二發光體LED2並聯，並與所述的第一電阻R1串聯後並聯跨接於該正溫度係數特性熱敏電阻1兩端，所述的正溫度係數特性熱敏電阻1與所述的二個電極7均電連接，其中，該二個電極7均為插片式銅電極7,所述的正溫度係數特性熱敏電阻1彈性夾持於該二個插片式銅電極7之間；該第一電阻Rl為表面貼裝式電阻，該第一發光體可以為具有正負極的表面貼裝式第一發光二極體LED1，第二發光體可以為具有正負極的表面貼裝式第二發光二極體LED2,所述的第一發光二極體LED1和第二發光二極體LED2按電極相反方向並聯；同時，該第一發光體和第二發光體也可以均為無正負41貼片式發光體。
而且，該正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊中還包括殼頂蓋5，該殼頂蓋5活動卡設於所述的外部殼體8上，且該殼頂蓋6兩端分別具有第一凹孔和第二凹孔，所述的第一電阻R1卡設於第一凹孔中，所述的第一發光體和第二發光體均卡設於第二凹孔中，所述的正溫度係數特性熱敏電阻1嵌設於該殼頂蓋5的底部定位框中。
其中，所述的殼頂蓋5的第一凹孔與第二凹孔之間設置有第一銅彈片4，該殼頂蓋的底部設置有第二銅彈片6和第三銅彈片，所述的第一銅彈片4的兩末端分別延伸進入第一凹孔和第二凹孔並分別"^氐靠於該第一凹孔和第二凹孔的內側壁，所述的第二銅彈片6的末端延伸進入第一凹孔並分別抵靠於該第一凹孔的外側壁，所迷的第三銅彈片的末端延伸進入第二凹孔並分別抵靠於該第二凹孔的外側壁，所迷的第一電阻Rl彈性卡設於第一凹孔中的第一銅彈片4末端與第二銅彈片6末端之間，所述的第一發光體和第二發光體均彈性卡設於第二凹孔中的第一銅彈片4末端與第三銅彈片末端之間，該第一電阻Rl通過該第二銅彈片6與所述的正溫度係數特性熱敏電阻1相導通連接，且該第一發光體和第二發光體均通過該第三銅彈片與所述的正溫度係數特性熱敏電阻1相導通連接。同時，該殼頂蓋5通過倒扣式卡鉤結構活動卡設於外部殼體8上，所迷的正溫度係數特 性熱敏電阻1包括正溫度係數高分子聚合物層和壓合設置於該正溫度係數高分子聚合物層正 反兩面的電極銅箔層，所述的各個電極銅箔層上均焊接貼合有銅電極板。在實際使用當中，本實用新型的正溫度特性自恢復保護裝置直接串聯於電路中使用，其 主要由正溫度係數(PTC, Positive Temperature Coe伍cient)特性熱敏電阻1和包含兩隻表面 貼裝式發光二極體(LED, Light Emitting Diode) 3、 一個表面貼裝式電阻2的組合件並聯於 一起，所述兩隻LED燈按電極相反方向並聯於一起，具體請參閱圖7所示。在電路正常工作時，內部PTC熱敏電阻1阻值Ro很小(O.IQ以下)，另貼裝式電阻2阻 值很大(相當於PTC熱敏電阻動作後R,使得絕大部分電流通過PTC線路，整個單元組件 不阻礙電流通過，同時，通過LED燈3電流極小使其不發光；當電路因出現過流、過載或過 熱等故障時，PTC熱敏電阻1瞬間動作使其阻值變至Ri (100Q以上)，使整個單元組件內總 阻值亦很大，從而及時限流保護電路，另外，電路中ab端壓降很大使得通過LED燈3電流 達到發光電流值使其發光；當故障排除後，PTC熱敏電阻1可迅速恢復至低阻值狀態，該保 護裝置不阻礙電流通過，此時通過LED燈3電流值降至極小使其不再發亮，即此保護裝置可 再次重複使用。本實用新型的正溫度特性自恢復保護裝置具體由殼頂蓋組件> 插片式銅電極7、以及外 形殼體8 (耐高溫絕緣工程塑料)等結構件組成。其中殼頂蓋組件由PTC熱敏電阻1、貼裝 式電阻2、兩隻LED燈3、銅彈片4、殼頂蓋5 (耐高溫絕緣工程塑料)、及左右各一銅彈片 6等結構件組成。所述的保護裝置結構組成如下通過固定在殼頂蓋5的銅彈片4將貼裝式電阻2與LED燈(按電極相反方向安裝)3相 連，並依靠銅彈片4和固定在殼頂蓋5底左右各一銅彈片6的預張力分別將貼裝式電阻2與 LED燈3夾緊裝於在殼頂蓋5兩端孔內；PTC熱敏電阻1在嵌入殼頂蓋5底定位框，並通過 左右各一銅彈片6預張力夾緊，通過右側銅彈片6將LED燈3與PTC熱敏電阻1連通，左 側銅彈片6將貼裝式電阻2與PTC熱敏電阻連通。所述兩隻插片式銅電極7插裝並固定於外 形殼體8底部左右兩孔內；殼頂蓋組件插裝入外形殼體內並通過插片式銅電極7的預張力夾 緊PTC熱敏電阻1 ，使其保持充分接觸具有良好的導電性'所述殼頂蓋5通過倒扣式卡鉤將 外形殼體8固定連接，保持整個保護裝置固定連為一體。其中，PTC熱敏電阻結構組成由PTC高分子聚合物、電極銅箔以及銅電極板等材料組 成，電極銅箔與PTC高分子聚合物以層狀排列彼此疊壓合在一起'兩層電極板經回流焊焊後緊密貼合在電極銅箔上下兩側。整個正常工作時的PTC熱敏電阻具有良好的導熱導電性。本實用新型的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置主要用於各類汽車(轎車、客用汽車 及載貨卡車等)、工程機械(起重機、施工機械等)及船舶內電氣電路中總保險盒的過流、過 載或過熱等故障保護裝置，依據各實際使用電路中額定電流選取適當維持電流之正^度係數 特性自恢復保護裝置型號，其保護裝置維持電流大小與外殼顏色為一一對應(備註正溫度 係數特性自恢復保險器之插片式電極尺寸、與維持電流一一對應的外殼顏色參照SAE( Society of Automotive Engineers) J2077設計)。下面結合具體電路特徵說明具體實施情況 實施例1用於轎車電路中總保險盒過流、過載或過熱等故障保護裝置。本實施例中根據實際使用 電路中額定電流選取適當維持電流之正溫度係數特性自恢復保險器型號，依過流、過栽或過 熱等故障條件及其電路特徵選擇:PTC熱敏電阻在動作溫度為90~ 160。C、最大電壓12~58V、 額定電流2 35A、初始電阻0.001範圍內選取；貼裝式電阻1選擇阻值R = 1000Q, 外形尺寸規格為0603; LED燈3額定電流Imm = 1 ~ 10mA,外形尺寸規格為0603。實施例2用於工程機械之一起重機電氣電路中總保險盒過流、過載或過熱等故障保護裝置。本 實施例中根據實際使用電路中額定電流選取適當維持電流之正溫度係數特性自恢復保險器型 號，依過流、過載或過熱等故障條件及其電路特徵選擇PTC熱每文電阻在動作溫度為90 ~ 160°C、最大電壓12~58V、額定電流2-35A、初始電阻0.001 ~0.1Ci範圍內選取；貼裝式 電阻2選擇阻值R= IOOOQ，外形尺寸規格為0603; LED燈3額定電流Imin = 1 ~ lOmA，夕卜 形尺寸規格為0603。實施例3 用於輪渡客輪電氣電路中總保險盒過流、過栽或過熱等故障保護裝置。本實施例中根據 實際使用電路中額定電流選取適當維持電流之正溫度係數特性自恢復保險器型號，依過流、 過載或過熱等故障條件及其電路特徵選擇PTC熱敏電阻在動作溫度為90~16(TC、最大電 壓12 58V、額定電流2 35A、初始電阻0.001 ~ 0.1Q範圍內選取；貼裝式電阻2選4奪阻值 R= 1000Q,外形尺寸規格為0603; LED燈3額定電流Imin = 1 ~ 10mA,外形尺寸規格為0603。採用了上述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，具有下述優越的技術效果 (l)LED燈指示電路工作，易檢奎、分析當前電路工作狀態，便於及時排查故障，從 而為故障的排查減少大量時耗和能耗；(2) PTC熱敏電阻工作時阻值Ro在O.lQ以下，不阻礙工作電流通過，當過流、過載或 過熱等故障出現時，PTC熱敏電阻因發熱使自身溫度迅速上升至開關溫度，此時PTC熱敏電 阻為R,呈高阻狀態，及時限制電路中電流達到過流或過載保護目的；(3 )PTC熱敏電阻動作時間短，能及時防止電if各中電子元件因過流、過載或過熱而損壞； (4) PTC熱敏電阻初始電阻很小(o.m以下)，整個保護裝置在正常電路中產生的能耗極少；(5 )在故障未排除期間PTC熱敏電阻始終不會復位而保持高阻狀態，因此起限流作用， 該保護裝置不會出現如雙金屬片熱短路器內觸點間歇性復位現象，其不易出現被燒損或熔焊 等不良缺陷，其使用壽命相對較長，從而能長期、有效、安全地保護電路；(6) 產品尺寸小、易安裝且相對雙金屬片熱斷路器價格低廉，可直接取代各類汽車及工 程機械電氣電路中總保險盒內保護裝置，具有良好的經濟效益；(7) 產品整體固體構架，具有高抗振動、抗衝擊性能，在高振動、高衝擊環境下其性能 保持不變；(8) 產品可廣泛應用於各類汽車(轎車、客用汽車及載貨卡車等)、工程機械(起重機、 施工機械等)及船舶內電氣電路中總保險盒的'過流、過栽或過熱等故障保護裝置。在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和範圍。因此，說明書和附
權利要求1、一種電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，包括外部殼體和設置於該外部殼體內的二個電極，該二個電極均部分穿出該外部殼體，其特徵在於，所述的外部殼體中還設置有正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊，所述的正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊與所述的二個電極均電連接。
2、 根據權利要求1所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在於，所述的正 溫度係數特性熱敏電阻功能模塊包括正溫度係數特性熱敏電阻、第一電阻(Rl)、第一發光 體和第二發光體，所述的第一發光體和第二發光體並聯，並與所述的第一電阻(Rl )串聯後 並聯跨接於該正溫度係數特性熱敏電阻兩端，所述的正溫度係數特性熱敏電阻與所述的二個 電極均電連接。
3 、根據權利要求2所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在於，所述的正 溫度係數特性熱敏電阻功能模塊中還包括殼頂蓋，該殼頂蓋活動卡設於所述的外部殼體上， 且該殼頂蓋兩端分別具有第一凹孔和第二凹孔，所述的第一電阻(Rl)卡設於第一凹孔中， 所述的第一發光體和第二發光體均卡設於第二凹孔中，所述的正溫度係數特性熱敏電阻嵌設 於該殼頂蓋的底部定位框中。
4、 根據權利要求3所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在於，所述的殼 頂蓋的第一凹孔與第二凹孔之間設置有第一銅彈片，該殼頂蓋的底部設置有第二銅彈片和第 三銅彈片，所述的第一銅彈片的兩末端分別延伸進入第一凹孔和第二凹孔並分別抵靠於該第 一凹孔和第二凹孔的內側壁，所述的第二銅彈片的末端延伸進入第一凹孔並分別抵靠於該第 一凹孔的外側壁，所述的第三銅彈片的末端延伸進入第二凹孔並分別抵靠於該第二凹孔的外 側壁，所述的第一電阻(Rl)彈性卡設於第一凹孔中的第一銅彈片末端與第二銅彈片末端之 間，所述的第 一發光體和第二發光體均彈性卡設於第二凹孔中的第一銅彈片末端與第三銅彈 片末端之間，該第一電阻(Rl)通過該第二銅彈片與所述的正溫度係數特性熱敏電阻相導通 連接，且該第一發光體和第二發光體均通過該第三銅彈片與所述的正溫度係數特性熱敏電阻 相導通連接。
5、 根據權利要求3所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在於，所述的殼頂蓋通過倒扣式卡鉤結構活動卡設於外部殼體上。
6、 根據權利要求2至5中任一項所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在 於，所述的正溫度係數特性熱敏電阻包括正溫度係數高分子聚合物層和壓合設置於該正溫度係數高分子聚合物層正反兩面的電極銅箔層，所述的各個電極銅箔層上均焊接貼合有銅電極 板。
7、 根據權利要求2至5中任一項所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在 於，所述的二個電極均為插片式銅電極，所述的正溫度係數特性熱敏電阻彈性夾持於該二個 插片式銅電極之間。
8、 根據權利要求2至5中任一項所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在 於，所述的第一電阻(Rl )為表面貼裝式電阻。
9、 根據權利要求2至5中任一項所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵在 於，所述的第一發光體為具有正負極的表面貼裝式第一發光二極體(LED1 )，第二發光體為 具有正負極的表面貼裝式第二發光二極體(LED2)，所述的第一發光二極體(LED1 )和第二 發光二極體(LED2)按電極相反方向並聯。
10、 根據權利要求2至5中任一項所述的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，其特徵 在於，所述的第一發光體和第二發光體均為無正負極貼片式發光體。
專利摘要本實用新型涉及一種電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，包括外部殼體和設置於該外部殼體內的二個電極，該二個電極均部分穿出該外部殼體，其中外部殼體中還設置有正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊，正溫度係數特性熱敏電阻功能模塊與所述的二個電極均電連接。採用該種結構的電路正溫度係數特性自恢復保護裝置，為故障的排查減少大量時耗和能耗，及時限制了電路中電流達到過流或過載從而有效防止了電路中電子元件因過流、過載或過熱而損壞，同時在正常電路中產生的能耗極少，不易出現被燒損或熔焊等不良缺陷，使用壽命相對較長，具有良好的經濟效益，在高振動、高衝擊環境下性能穩定，可廣泛應用於各類汽車、工程機械及船舶內電氣電路中。
文檔編號H01C7/13GK201387777SQ200820157139
公開日2010年1月20日 申請日期2008年12月16日 優先權日2008年12月16日
發明者史宇正, 王鵬興, 黃金華 申請人:上海科特高分子材料有限公司