[发明专利]一种带双金属片温度开关的过流过压保护器

说明书

 

技术领域

本发明涉及过流过压保护器结构，尤其涉及一种在非线性电源的保护中能自动断电和自动上电的过压过流保护器件。

 

背景技术

PTC热敏电阻与压敏电阻在非线性电源的组合应用中一般有以下三种方式，如图1、图2、图3所示（附图中，PTCR表示PTC热敏电阻，RV表示压敏电阻）：

如图1所示的电路中，压敏电阻因为其优异的非线性特性应用于多种的电子线路中吸收雷电感应脉冲瞬态过电压等，但由于各种异常原因经常引起压敏电阻器失效甚至起火爆炸，设计者们为了解决这一问题不得不经常考虑提高压敏电阻的压敏电压值和直径，这样降低了压敏电阻的保护范围提高了使用成本。在如图1所示的PTC热敏电阻只有非线性电源开机瞬间有浪涌抑制作用，并在非线性电源内部出现故障或输出端负载发生重大变化时，电阻值才会升大呈高阻状态断开电源与电网的联系避免事故扩大。

如图2所示的电路中，PTC热敏电阻除了兼顾如图1所述的功能外，在线路异常过电压时，该热敏电阻也会因压敏电阻瞬态响应的大电流流过，因W=I²RT使PTC热敏电阻阻值上升呈高阻状态。由于没有PTC热敏电阻和压敏电阻之间的热量耦合，PTC热敏电阻对压敏电阻的保护速度偏慢，不敢降低压敏电阻的压敏电压来加强对非线性电源的保护，并且异常过电压使PTC热敏电阻保护后会因电压全部加在其两端而导致后级负载断电，而此时并不一定是非线性电源发生了故障。

如图3所示电路中，PTC热敏电阻和压敏电阻组合成复合型PTC热敏电阻，由于PTC热敏电阻能利用压敏电阻响应时热耦合的温度加快PTC热敏电阻的保护速度，该复合型PTC热敏电阻中压敏电阻的压敏电压有了大幅下降，更加有利于对后级电路的保护，如图3所示，在保护完成后，PTC热敏电阻因为不能自动退出保护状态而导致后级负载断电，此时并不一定是非线性电源发生了故障。特别不利于不能自动断电复位的工控场合和无人值守的现场环境。

 

发明内容

本发明的目的在于提出一种带双金属片温度开关的过流过压保护器，其能解决现有的复合型PTC热敏电阻不能应用于自动断电复位的工控场合和无人值守的现场环境的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种带双金属片温度开关的过流过压保护器，其包括PTC热敏电阻芯片、压敏电阻芯片以及双金属片温度开关；PTC热敏电阻芯片的一面电极与压敏电阻芯片的一面电极通过焊锡连接在一起，形成公共端，通过第一引脚引出；双金属片温度开关的金属外壳与PTC热敏电阻芯片的另一面电极通过焊锡连接在一起；双金属片温度开关的第一引出端与PTC热敏电阻芯片的另一面电极连接；双金属片温度开关的第二引出端通过第二引脚引出；压敏电阻芯片的另一面电极通过第三引脚引出。

作为优选的结构，PTC热敏电阻芯片、压敏电阻芯片以及双金属片温度开关均封装在一包封层内，所述包封层为酚醛树脂封装层。由于带双金属片的温度开关主要是由两种不同膨胀系数的金属片组成的不同的跳变点，当使其较长时间处于高温状态时会影响到其精确性，而酚醛树脂的固化温度为125-145℃之间，当这个固化温度越接近或越小于双金属片温度开关的跳变温度时，对双金属片温度开关的跳变点影响越小，因此本发明采用了固化温度较低的酚醛树脂。

作为优选的结构，PTC热敏电阻芯片的居里温度为95-135℃。由于电器产品使用的最高环境温度范围一般是小于或等于80℃，而PTC热敏电阻作过温或过电流保护时一般要求PTC热敏电阻的居里温度大于最高环境温度15℃以上，这样才不至于使热敏电阻误动作。另外，PTC热敏电阻保护后其表面平衡温度一般会超过居里温度25℃以上，而靠焊接连接的PTC热敏电阻当表面温度超过160℃时焊接会软化，影响焊点可靠性，因此PTC热敏电阻芯片的居里温度优选为95-135℃。

作为优选的结构，双金属片温度开关的跳变温度为90-125℃。当PTC热敏电阻的居里温度范围为95-135℃时，选择跳变温度为90-125℃的双金属片温度开关可以保证较快速度的动作，当保护器断电后，温度要降低到较低的温度范围才重新投入启动，避免了重复启动瞬间的冲击电流使保护器重新投入保护状态。因此双金属片温度开关的跳变温度优选为90-125℃。