BR112018013636B1 - Fusível térmico que pode ser ativado, método para fabricar uma placa de circuito impresso, circuito eletrônico e método para monitorar o estado de um fusível térmico que pode ser ativado - Google Patents

Fusível térmico que pode ser ativado, método para fabricar uma placa de circuito impresso, circuito eletrônico e método para monitorar o estado de um fusível térmico que pode ser ativado Download PDF

Info

Publication number
BR112018013636B1
BR112018013636B1 BR112018013636-0A BR112018013636A BR112018013636B1 BR 112018013636 B1 BR112018013636 B1 BR 112018013636B1 BR 112018013636 A BR112018013636 A BR 112018013636A BR 112018013636 B1 BR112018013636 B1 BR 112018013636B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
thermal fuse
activated
electrical
fuse
activation
Prior art date
Application number
BR112018013636-0A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112018013636A2 (pt
Inventor
Guido SIGNER
Peter Straub
Benjamin SCHIBLI
Original Assignee
Schurter Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/EP2016/050596 external-priority patent/WO2017121474A1/en
Application filed by Schurter Ag filed Critical Schurter Ag
Publication of BR112018013636A2 publication Critical patent/BR112018013636A2/pt
Publication of BR112018013636B1 publication Critical patent/BR112018013636B1/pt

Links

Abstract

Um fusível térmico que pode ser ativado (10) compreendendo ? um primeiro (1) e um segundo terminal elétrico, - um elemento de ponte eletricamente condutor (3) estando em um primeiro contato elétrico com o dito primeiro terminal e estando em um segundo contato elétrico com o dito segundo terminal, - pelo menos uma parte (4) do dito elemento de ponte podendo ser deslocada a partir de uma primeira posição, na qual o dito primeiro contato é estabelecido até uma segunda posição, na qual o dito primeiro contato é aberto, - um membro termicamente sensível (5) mantendo a dita parte na dita primeira posição e liberando a dita parte assim que o dito membro termicamente sensível é exposto a um valor de temperatura predeterminado, - um membro de propensão (6) tendendo a dita parte em direção à dita segunda posição, e ? um elemento de ativação que pode ser mecanicamente deslocado (7) bloqueando a capacidade de deslocamento da dita parte na dita primeira posição em uma primeira posição do dito elemento de ativação e permitindo a dita capacidade de deslocamento da dita parte em uma segunda posição do dito elemento de ativação. A invenção é adicionalmente direcionada para um método para fabricar uma placa de circuito impresso com um fusível térmico que pode ser (...).

Description

[001] A invenção endereçada neste documento se relaciona com um fusível térmico que pode ser ativado. Sob aspectos adicionais, a invenção se relaciona com um método para fabricar uma placa de circuito impresso com um fusível térmico que pode ser ativado, um método para monitorar um fusível térmico que pode ser ativado e com um circuito eletrônico compreendendo um fusível térmico que pode ser ativado.
[002] Um fusível térmico é um dispositivo de segurança elétrica que interrompe um circuito elétrico quando uma condição predeterminada de sobrecarga térmica ocorre. Comparado com um fusível de limitação de corrente, o qual é ativado pela corrente fluindo através do mesmo, um fusível térmico principalmente tem efeito sobre a temperatura. Em várias aplicações, por exemplo, automotiva ou em aplicações de ar condicionado, dispositivos de proteção são necessários, os quais interrompem um circuito de corrente, se a temperatura no dispositivo exceder um dado limite. Desse modo, dano subseqüente após uma falha, por exemplo, de um elemento semicondutor de alta potência é impedido. Em contraste com uma chave a elemento térmico, um fusível térmico irá manter o circuito de corrente interrompido mesmo após a temperatura ter caído abaixo do limite novamente. Um típico limite de temperatura é 2000 C. Acima deste limite, frequentemente existe o perigo de danificar o material de base das placas de circuito impresso, desunião dos componentes e mesmo a ocorrência de incêndio.
[003] Um modo comum e muito eficiente para montar dispositivos eletrônicos compreende as etapas de colocar os componentes montáveis na superfície em uma placa de circuito impresso por um robô de inserção automática ("pegar e colocar") e uma etapa de soldagem por refusão para estabelecer os contatos elétricos. Temperaturas de soldagem normalmente utilizadas para a soldagem por refusão estão na faixa de 2400 C até 2650 C durante um período de 30 até 60 segundos (norma JEDEC). Fusíveis térmicos comuns com temperaturas limite abaixo de 2400 C podem, portanto, não ser montados durante um processo de montagem envolvendo soldagem por refusão, à medida que tal fusível térmico pode apenas ser reiniciado após ter reagido à sobrecarga. A colocação manual seguida por um procedimento de soldagem especial é necessária nestes casos. Isto leva a etapas adicionais onerosas e propensas a erro na produção.
[004] A partir do documento WO 2015 096 853 A1, um fusível térmico na forma de montagem SMD (componente de montagem em superfície) é conhecido, o qual pode ser soldado por refusão. O fusível é ativado por uma combinação de temperatura e corrente fluindo através do fusível. À medida que o fusível térmico está livre de corrente durante o processo de soldagem por refusão, ele não é ativado durante a soldagem. Devido a sua curva característica de temperatura - corrente, ele pode não ser adequado para todas as aplicações.
[005] A partir do documento WO 2010 110 877 A1, um fusível térmico que pode ser refundido é conhecido. Após a soldar tal fusível térmico, ele precisa ser ativado. Através de contatos elétricos adicionais, uma corrente de alta intensidade é enviada através de um fio para fusível auxiliar que derrete nesta etapa de ativação. Antes da etapa de ativação ser realizada, o fio de fusível auxiliar impede a ativação do fusível térmico. Entretanto, o contato elétrico adicional ocupa espaço em um caminho condutor precisa ser proporcionado na placa de circuito somente para a etapa de ativação. Além disso, uma fonte de corrente deve estar disponível.
[006] O objetivo da presente invenção é proporcionar um fusível térmico alternativo.
[007] Este objetivo é alcançado por um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a reivindicação 1.
[008] O fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção compreende um primeiro e um segundo terminal elétrico e um elemento de ponte eletricamente condutor. O elemento de ponte está em um primeiro contato elétrico com o primeiro terminal e está em um segundo contato elétrico com o segundo terminal. Deste modo, um caminho eletricamente condutor a partir do primeiro terminal até o segundo terminal é proporcionado.
[009] Pelo menos uma parte do elemento de ponte pode ser deslocada a partir de uma primeira posição na qual o primeiro contato é estabelecido até uma segunda posição na qual o primeiro contato é aberto. Quando a parte do elemento de ponte está na segunda posição, o caminho eletricamente condutor entre os terminais é interrompido. Isto corresponde ao estado do fusível após ele ter sido acionado pela sobrecarga térmica.
[0010] O fusível térmico que pode ser ativado adicionalmente compreende um membro termicamente sensível retendo a parte endereçada na primeira posição e liberando a parte assim que o membro termicamente sensível é exposto a um valor predeterminado de temperatura.
[0011] O fusível térmico que pode ser ativado adicionalmente compreende um membro de propensão induzindo a parte em direção à segunda posição, isto é, a posição "acionada".
[0012] O fusível térmico que pode ser ativado adicionalmente compreende um elemento de ativação que pode ser mecanicamente deslocado bloqueando a capacidade de deslocamento da parte na primeira posição em uma primeira posição do elemento de ativação e permitindo a capacidade de deslocamento da parte em uma segunda posição do elemento de ativação.
[0013] O membro de propensão garante que uma vez que o fusível térmico seja acionado, a parte do elemento de ponte é deslocada para sua segunda posição e o caminho de corrente é interrompido. Contudo, isto somente é possível se a parte não for retida em sua primeira posição pelo membro termicamente sensível nem a capacidade de deslocamento da parte seja bloqueada pelo membro de ativação. O membro termicamente sensível pode liberar a parte do elemento de ponte, por exemplo, por abrir uma conexão de travamento para o elemento de ponte ou por derreter uma conexão metalurgicamente unida.
[0014] O bloqueio da capacidade de deslocamento da parte do elemento de ponte pode, por exemplo, ser estabelecido por contato mecânico direto entre o elemento de ativação e a parte ou ele pode ser estabelecido, por exemplo, por indiretamente atuar sobre a parte, por exemplo, por bloquear uma deformação ou movimento do membro termicamente sensível ou por neutralizar a propensão do membro de propensão.
[0015] O fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção, portanto, possui um estado desativado ou seguro, no qual o fusível térmico não será acionado mesmo se o valor predefinido de temperatura for alcançado ou excedido. Neste estado, ele pode suportar um processo de soldagem por refusão sem ser acionado. Este estado desativado é definido pelo elemento de ativação estabelecido em sua primeira posição. O fusível térmico possui um estado habilitado ou ativado, no qual o fusível térmico é acionado pela ultrapassagem do valor predefinido de temperatura. Este estado habilitado é definido pelo membro de ativação estando em sua segunda posição.
[0016] O fusível térmico de acordo com a presente invenção possui a vantagem de que ele pode ser montado por soldagem por refusão e é fácil de ativar.
[0017] O fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção é levado para o estado ativado por meio meramente mecanicamente movido.
[0018] O fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, no estado desativado pode suportar processos que requerem uma temperatura que de outro modo acionária o fusível térmico. Por exemplo, a soldagem por refusão pode ser tal processo.
[0019] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas, a não ser que em contradição, o fusível térmico compreende um elemento de orientação definindo um caminho de movimento do elemento de ativação. Tal caminho de movimento pode ser pelo menos um dentre um movimento de translação, de rotação ou de parafusar.
[0020] A vantagem desta concretização é que ativação mecânica do fusível é facilmente executada, por exemplo, por utilizar uma ferramenta de aperto ou chave de fenda.
[0021] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações anteriormente endereçadas e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas, a não ser que em contradição, o fusível térmico compreende um mecanismo de encaixe impedindo o retorno do elemento de ativação da segunda posição do elemento de ativação para a primeira posição do elemento de ativação.
[0022] Com esta concretização, uma desativação errônea de um fusível térmico anteriormente ativado é impedida.
[0023] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações anteriormente endereçadas e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o valor predeterminado de temperatura está na faixa de até 2400 C, de preferência, na faixa de 1500 C até 2400 C, com ambos os limites incluídos.
[0024] Um valor predeterminado de temperatura na faixa de 1500 C até 2400 C é particularmente útil. Esta faixa de temperaturas é selecionada abaixo da região de temperaturas onde existe o perigo de destruição de um circuito eletrônico, por exemplo, devido à desunião de componentes que foram soldados em um típico processo de soldagem. O fusível térmico que pode ser ativado de acordo com esta concretização no estado desativado sobrevive a um típico processo de soldagem sem ser acionado prematuramente e fica atuando como um dispositivo protetor assim que ele é ativado.
[0025] Em uma concretização, do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o membro termicamente sensível compreender uma solda.
[0026] Nesta concretização, a liberação da parte do elemento de ponte ocorre quando a solda derrete. Por selecionar uma solda apropriada possuindo um ponto de fusão abaixo ou no valor predeterminado de temperatura, uma temperatura de acionamento precisamente definida pode ser alcançada.
[0027] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o membro termicamente sensível compreende uma lâmina bimetal ou um disco bimetal.
[0028] Um mecanismo de soltura confiável dependente da temperatura pode ser construído utilizando bimetal. Em particular, discos bimetal podem ser formados de modo que eles rapidamente se movam de um estado de curvatura para outro estado em uma estreita faixa de temperaturas bem definida.
[0029] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser em contradição, o membro termicamente sensível compreende uma liga com memória de forma.
[0030] As ligas com memória de forma permitem criar elementos mecânicos que alteram sua forma significativamente em suas temperaturas de transformação. Isto é vantajoso para obter um mecanismo de soltura mecânico altamente confiável.
[0031] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o fusível térmico compreende um invólucro possuindo um lado de baixo no qual o primeiro e o segundo terminais elétricos são dispostos.
[0032] O primeiro e o segundo terminais elétricos podem ser conexões de solda adequadas para montagem em superfície. Esta concretização permitindo montagem em superfície do fusível térmico é vantajosa, devido ao posicionamento de dispositivos por montagem em superfície ser muito preciso. Portanto, o efeito de um dispositivo de sobreaquecimento sobre a temperatura do fusível térmico em sua proximidade é bem previsível e reproduzível. O invólucro, por exemplo, consiste de um material plástico resistindo a uma temperatura de 2600 C, o que o torna adequado para um processo de refusão. Um tamanho típico do invólucro pode ser, por exemplo, 10 mm x 12 mm visto em vista de cima.
[0033] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o elemento de ativação é integrado dentro do invólucro, em particular, projetado como uma peça com o invólucro, e é acessível a partir do lado de cima e/ou a partir de um lado de baixo e/ou a partir de um lado lateral do invólucro.
[0034] Nesta concretização, ainda é fácil mecanicamente ativar o fusível térmico após o mesmo ter sido soldado junto a uma placa de circuito impresso. Uma concretização proporcionando acessibilidade do elemento de ativação a partir do lado de baixo pode ser utilizada em combinação com uma placa de circuito impresso possuindo um furo ou uma fenda na região onde o fusível térmico é para ser colocado, de modo que o elemento de ativação seja operável através da placa de circuito impresso.
[0035] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, a posição do elemento de ativação é visível a partir de um lado de cima do invólucro.
[0036] Nesta concretização, a posição do elemento de ativação apresenta a condição de ativação de um modo que pode ser visto por uma pessoa ou que pode ser detectado por meios óticos. Com esta concretização, pode ser rapidamente verificado que todos os fusíveis térmicos em uma impressão estão ativados. Esta concretização é particularmente bem adequada para controle de processo visual automático executado pela aquisição de uma imagem digital e por subsequente análise de imagem.
[0037] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o elemento de propensão é um elemento elástico comprimido, estirado, curvado ou torcido.
[0038] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o membro de propensão compreende uma seção elástica do elemento de ponte.
[0039] Nesta concretização, a seção elástica do elemento de ponte proporciona ou pelo menos contribui para uma força de propensão entre a parte que pode ser deslocada do elemento de ponte e o restante do elemento de ponte.
[0040] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o membro de propensão possui a forma de uma mola helicoidal, de uma mola espiral ou de um feixe de molas.
[0041] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, na segunda posição da parte do elemento de ponte, o primeiro e o segundo contatos estão abertos, onde, de preferência, o dito elemento de ponte é um elemento substancialmente rígido.
[0042] Esta concretização permite construções simétricas simples. O primeiro e o segundo terminais são intercambiáveis neste caso.
[0043] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o fusível térmico é adaptado para transportar corrente elétrica mais alta do que 5 Ampères, de preferência, mais alta do que 30 Ampères e até 100 Ampères.
[0044] Esta concretização adaptada para aplicações de corrente de alta intensidade pode, por exemplo, possuir um elemento de ponte possuindo uma grande seção transversal condutora levando à baixa queda de tensão elétrica e à baixa dissipação de energia no fusível térmico.
[0045] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, um elemento de fusível de limitação de corrente é disposto em um caminho condutor entre o dito primeiro e o dito segundo terminais elétricos.
[0046] Esta concretização adiciona uma funcionalidade de limitação de corrente para o fusível térmico. Com esta concretização, um fusível térmico que pode ser ativado é proporcionado, o qual possui as características de um fusível fundível para temperaturas abaixo do valor de temperatura predeterminado. A corrente em excesso pode acionar o fusível, mesmo se o valor de temperatura predeterminado não for excedido. Nesta concretização, por exemplo, o elemento de ponte compreende um elemento fusível de limitação de corrente.
[0047] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o elemento fusível de limitação de corrente é formado como constrição em um caminho condutor, em particular, como constrição em um caminho condutor em um substrato eletricamente isolante.
[0048] Esta concretização é um modo muito simples e de custo compensador para implementar um elemento fusível de limitação de corrente. Este tipo de elemento fusível de limitação de corrente pode ser implementado no elemento de ponte. A constrição em um caminho condutor pode, por exemplo, ser formada como uma constrição em um fio ou como uma constrição em um traço de placa de circuito impresso em um substrato eletricamente isolante. A corrente em excesso através de uma seção estreita do caminho condutor funde esta seção e interrompe a conexão elétrica entre os terminais do fusível.
[0049] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, pelo menos o elemento de ponte compreende uma liga possuindo um coeficiente de resistência à temperatura, o valor absoluto do coeficiente de resistência à temperatura sendo abaixo de 500 partes por milhão por Kelvin em temperatura ambiente.
[0050] Esta concretização é particularmente útil, se o fusível térmico que pode ser ativado for pretendido para uso em um método para monitorar a corrente fluindo através do fusível térmico. Com esta concretização, a resistência entre os terminais do fusível não altera de forma significativa com a alteração de temperatura. Comparado com metais normais utilizados como condutores elétricos, tal como cobre, os quais tipicamente possuem um coeficiente de resistência à temperatura na ordem de magnitude de 5000 ppm/K, uma redução da dependência da temperatura por um fator de 10 é alcançada com esta concretização. Uma tensão elétrica medida entre os terminais pode, portanto, ser interpretada como indicador para a corrente pela aplicação da lei de Ohm e amplamente ignorar a influência da temperatura. Ligas possíveis que possuem um coeficiente de temperatura α de resistência (TCR) que atende à condição |α| < 500 ppm/k em temperatura ambiente são, por exemplo: - uma liga de 75% até 76% de Cu, 23% de Ni, 1% até 2% de Mn (conhecida como (ISAZIN), - uma liga de 89% de Cu, 9% de Ni, 2% de Sn (conhecida como CW351H), - uma liga de 85% de Cu, 15% de Ni, 0,3% de Mn (conhecida como "Legierung 127").
[0051] Estas ligas são de custo compensador e adequadas para aplicações eletrotécnicas. O primeiro e segundo terminais podem compreender uma liga que também atende a esta condição.
[0052] Ligas atendendo a uma condição igualmente mais forte de |α| ≤ 50 ppm/K em temperatura ambiente, de modo que a dependência da temperatura se comparada com o cobre é reduzida por um fator de 100 são, por exemplo: - uma liga de 60% de Cu, 40% de Ni (conhecida como Constantan), - uma liga de 84% de Cu, 12% de Mn, 4% e Ni (conhecida como Manganin) ou - uma liga de 84% de Cu, 13% de Mn, 3% de Al (conhecida como Isabellin).
[0053] Para medições de alta precisão, uma liga com 90,7% de Cu, 7% e Mn e 2,3% de Sn (conhecida como ZERANIN 30) atendendo a uma condição |α| < 3 ppm/k em temperatura ambiente está comercialmente disponível.
[0054] Para obter dependência de temperatura muito baixa da resistência do fusível térmico, o caminho condutor de corrente completo incluindo ambos os terminais são fabricados de uma liga atendendo a uma das condições acima. Uma liga pode ser selecionada, a qual atenda a uma das condições acima em uma grande faixa de temperaturas, em particular, em toda a faixa entre a temperatura ambiente e o valor de temperatura predeterminado no qual o fusível térmico é acionado.
[0055] Em uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção, a qual pode ser combinada com qualquer uma das concretizações endereçadas anteriormente e com qualquer uma das concretizações ainda a serem endereçadas a não ser que em contradição, o fusível térmico que pode ser ativado possui terminais elétricos adicionais em adição ao primeiro e ao segundo terminais elétricos.
[0056] Esta concretização permite, por exemplo, eletricamente contatar o caminho condutor de corrente através do fusível térmico em pontos intermediários entre o primeiro e o segundo terminais elétricos. Terminais adicionais também podem proporcionar contato elétrico com outros elementos no invólucro do fusível térmico, em particular, com elementos sensores utilizados para monitorar o estado do fusível.
[0057] A invenção é adicionalmente direcionada para um método para fabricar uma placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 19.
[0058] Este método para fabricar uma placa de circuito impresso com um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção e possivelmente uma ou mais do que uma de suas concretizações endereçadas, compreende as etapas de - cobrir ilhas de soldagem condutoras da placa de circuito impresso com uma solda, - posicionar o primeiro e segundo terminais elétricos do fusível térmico nas ilhas de soldagem condutoras cobertas com a dita solda, - garantir que o elemento de ativação do fusível térmico esteja na primeira posição do elemento de ativação, - aquecer a placa de circuito impresso até uma temperatura acima do ponto de fusão da solda, - resfriar a placa de circuito impresso abaixo do ponto de fusão da solda, - mover o elemento de ativação do fusível térmico para a segunda posição do elemento de ativação.
[0059] O movimento do elemento de ativação é executado por aplicar uma força ou um torque para o elemento de ativação.
[0060] A invenção é adicionalmente direcionada para um circuito eletrônico de acordo com a reivindicação 20.
[0061] Tal circuito eletrônico compreende um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção sendo conectado em série com um caminho condutor de corrente de um dispositivo semicondutor de alta potência.
[0062] Em uma concretização do circuito eletrônico, o fusível térmico que pode ser ativado e o dispositivo semicondutor de alta potência são dispostos em um invólucro comum.
[0063] Esta concretização tem a vantagem de que a temperatura do fusível térmico fica próxima da temperatura do semicondutor de alta potência. Adicionalmente, em uso prático, a combinação de dispositivos semicondutores de alta potência frequentemente pode ocorrer em pares, portanto, pré-embalar os mesmos em um invólucro comum leva a processo de montagem mais eficientes.
[0064] A invenção é adicionalmente direcionada para um método de acordo com a reivindicação 22.
[0065] Este método é um método para monitorar o estado de um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção ou um circuito eletrônico de acordo com a presente invenção, o estado incluindo um estado de acionamento e/ou uma corrente e/ou uma temperatura, onde uma tensão elétrica entre dois terminais elétrico do dito fusível térmico que pode ser ativado é medida.
[0066] Este método utiliza o fusível térmico que pode ser ativado como sensor. O estado do fusível térmico que pode ser ativado pode ser caracterizado pelo fato de que ele foi acionado ou não acionado, respectivamente. O estado pode ser caracterizado pela corrente fluindo através do mesmo ou pela temperatura do fusível térmico. A medição da tensão elétrica pode ser executada entre quaisquer dois terminais, incluindo o primeiro e o segundo terminais elétricos, bem como um ou dois dos terminais adicionais, no caso de terminais adicionais estarem presentes na concretização em mãos. Para a medição da tensão elétrica, um voltímetro possuindo alta resistência de entrada pode ser utilizado. Para uso com este método, elementos especificamente adaptados podem estar presentes no fusível térmico que pode ser ativado, tal como um elemento resistor com resistência predefinida, um elemento com dependência de temperatura predefinida da resistência ou um elemento termopar.
[0067] Em uma concretização do método - uma tensão elétrica entre o primeiro e o segundo terminais elétricos é medida e - a corrente fluindo através do fusível térmico que pode ser ativado é determinada a partir da tensão elétrica medida na última etapa e de um valor de resistência predeterminado do fusível térmico que pode ser ativado.
[0068] Nesta concretização, o fusível térmico que pode ser ativado é utilizado como um resistor de medição. O monitoramento de uma corrente, por exemplo, através de um dispositivo semicondutor de alta potência que precisa proteção térmica por um fusível térmico pode ser feito de modo muito simples com esta concretização do método, sem precisar de um resistor em derivação adicional ou coisa parecida, assim levando a um projeto compacto do sistema de circuitos. Para uso com esta concretização do método, o fusível térmico que pode ser ativado pode ser projetado para possuir uma resistência predeterminada tal como 500 μQ ou 1 mfi. Deste modo, a resistência é baixa o suficiente de modo que não muita energia é dissipada, mas alta o suficiente para permitir uma medição precisa da corrente fluindo através do fusível. A resistência predeterminada inclui a contribuição dos terminais elétricos para a resistência. Para esta concretização do método, é particularmente útil fazer uso de um fusível térmico que pode ser ativado que aplica uma liga possuindo coeficiente de resistividade de baixa temperatura em seu caminho condutor de corrente. Deste modo, um erro de medição devido a uma dependência de temperatura da resistência é mantido pequeno.
[0069] O fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção pode, por exemplo, ser aplicado para salvaguardar um transistor em uma aplicação de alta potência, tal como em automóvel, aquecimento ou ventilação, bem como em aplicações de energia renovável.
[0070] Para várias aplicações, transistores são operados no modo pulsado. A carga térmica máxima que pode ser permitida não é excedida durante operação pulsada. Entretanto, se no caso de uma falha o transistor for acionado por um sinal CC ou se o transistor for danificado, uma corrente pode fluir, a qual se situa abaixo do limite de corrente que aciona um fusível padrão, mas é alta o suficiente para aquecer o transistor até temperaturas perigosamente altas. Em particular, a assim chamada falha resistiva de um transistor pode levar a tal situação. Um transistor quente então pode levar a dano subsequente em seus arredores ou pode igualmente causar um incêndio. Para impedir dano subseqüente, um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção pode ser colocado próximo, por exemplo, termicamente acoplado, do transistor de alta potência e pode ser conectado em série com o caminho de corrente através do transistor de alta potência. Quando o limite de temperatura é excedido, o fusível térmico interrompe o caminho da corrente e impede aquecimento adicional.
[0071] A invenção agora deve ser adicionalmente exemplificada com a ajuda de figuras. As figuras apresentam:
[0072] A Figura 1.a) até a Figura 1.d) são uma vista esquemática do fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção em quatro estados diferentes;
[0073] A Figura 2.a) até a Figura 2.d) são uma seção transversal através de uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado em uma placa de circuito impresso em quatro estados diferentes.
[0074] A Figura 3.a) até a Figura 3.d) são uma vista esquemática de uma concretização adicional do fusível térmico que pode ser ativado em quatro estados diferentes.
[0075] A Figura 4.a) é uma vista em perspectiva de um circuito elétrico com um fusível térmico que pode ser ativado;
[0076] A Figura 4.b) é a vista em perspectiva da Figura 4.b) com a temperatura de superfície indicada por níveis de cinza.
[0077] A Figura 5 apresenta uma concretização de um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção em três vistas em perspectiva 5.a) até 5.c) e uma seção transversal 5.d) através da concretização.
[0078] A Figura 6 apresenta uma concretização de um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção em uma vista em perspectiva 6.a), onde o invólucro é removido e em uma vista em perspectiva em corte 6.b).
[0079] A Figura 7 apresenta diagramas de circuito 7.a) até 7.c) de três configurações de medição aplicáveis para o método para monitorar o estado de um fusível térmico que pode ser ativado.
[0080] A Figura 1 apresenta esquematicamente e de forma simplificada, o fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a invenção em quatro estados diferentes.
[0081] A Figura 1.a) apresenta o fusível térmico que pode ser ativado no estado desativado. A temperatura T do fusível se situa abaixo do valor de temperatura predeterminado TL, o qual é característico para o fusível térmico. TL poderia, por exemplo, ser 2000 C. Uma conexão elétrica é estabelecida a partir de um primeiro terminal 1 através de um elemento de ponte eletricamente condutora 3 até um segundo terminal 2. Uma parte 4 do elemento de ponte está em uma primeira posição, de modo que o contato elétrico com o primeiro terminal 1 é estabelecido. Um membro termicamente sensível 5 retém a parte 4 do elemento de ponte na primeira posição. Um membro de propensão 6, aqui simbolicamente representado como uma mola espiral estirada, está tendendo a parte 4 na direção B indicada pela seta. Um elemento de ativação 7 bloqueia a capacidade de deslocamento da parte 4 do elemento de ponte.
[0082] A Figura 1.b) apresenta o fusível térmico que pode ser ativado ainda no estado desativado, mas a temperatura T do fusível agora se situa acima do valor de temperatura predeterminado TL. O elemento termicamente sensível 5 libera a parte 4. Esta liberação é indicada pelas linhas tracejadas. Entretanto, a parte 4 não está deslocada para sua segunda posição, devido ao elemento de ativação 7 estar bloqueando a capacidade de deslocamento. A tal temperatura pode ocorrer devido ao primeiro e ao segundo terminais 1, 2 estarem conectados com os condutores 14, 15 apresentados à esquerda e à direita por um processo de soldagem por refusão.
[0083] A Figura 1.c) apresenta o fusível térmico que pode ser ativado em seu estado ativado e operado em uma temperatura T abaixo de TL. Pela aplicação de uma ação de ativação na direção A indicada por uma seta, o elemento de ativação foi movido para a segunda posição do elemento de ativação. Somente o membro termicamente sensível 5 mantém a parte 4 do elemento de ponte em sua primeira posição.
[0084] A Figura 1.d) apresenta o fusível térmico que pode ser ativado em seu estado ativado e em uma temperatura T acima de TL. O membro termicamente sensível 5 liberou a parte 4. A parte 4 foi deslocada para sua segunda posição sob o efeito de propensão do membro de propensão 6. Desse modo, o contato elétrico entre a parte 4 do elemento de ponte 3 e o primeiro terminal foi aberto. O membro de propensão aqui é simbolicamente representado como a mola em espiral contraída.
[0085] A Figura 2 apresenta uma seção transversal através de uma concretização do fusível térmico que pode ser ativado e através de uma parte de uma placa de circuito impresso.
[0086] A Figura 2.a) até a Figura 2.c) ilustram etapas do método para fabricar uma placa de circuito impresso com um fusível térmico que pode ser ativado. A Figura 2.d) apresenta o estado do mesmo fusível térmico após ele ter sido ativado.
[0087] A Figura 2.a) apresenta a concretização do fusível térmico no estado desativado. A temperatura T do fusível se situa abaixo do valor de temperatura predeterminado TL. O primeiro e o segundo terminais 1, 2 estão dispostos abaixo de uma placa de base 12. A parte que pode ser deslocada 4 do elemento de ponte possui a forma de um chapéu. Ele poderia ser produzido, por exemplo, por repuxamento profundo de uma placa de cobre. O membro termicamente sensível 5 construído como o ponto de solda, no qual o elemento de ponte é soldado para uma conexão elétrica levando ao primeiro terminal 1. Um membro termicamente sensível adicional 5' é formado como um ponto de solta similar e estabelece a conexão elétrica a partir da parte 4 do elemento de ponte até o segundo terminal 2. A solda utilizada para os elementos termicamente sensíveis possui um ponto de fusão na temperatura TL, o valor de temperatura predeterminado. Uma mola em espiral comprimida se situa na forma de chapéu do elemento de ponte e exerce uma força de propensão direcionada para cima sobre a parte que pode ser deslocada 4 do elemento de ponte. Um invólucro 11 inclui o fusível térmico. O invólucro, por exemplo, consiste de uma material plástico resistindo a uma temperatura de 2600 C, o que o torna adequado para um processo de refusão. No interior do invólucro, um elemento de orientação para o elemento de ativação 7 é formado, o qual permite uma translação horizontal do elemento de ativação. O elemento de ativação está em sua primeira posição e bloqueia a capacidade de deslocamento, neste caso, um movimento para cima, da parte 4. O elemento de ativação possui um furo passante 16 em uma parte do meio. O elemento de ativação se projeta para fora do lado direito do invólucro. Deste modo, é claramente visível a partir do exterior, particularmente a partir de cima, que o fusível térmico está no estado desativado. O fusível térmico é posicionado em uma placa de circuito impresso 20. Pontos de soldagem 21, 22 são cobertos com solda 23. Cada um dentre o primeiro e o segundo terminais 1, 2 é colocado na parte de cima de um dos pontos de solda.
[0088] A Figura 2.b) apresenta a concretização do fusível térmico ainda no estado desativado, O fusível térmico é aquecido até uma temperatura acima do ponto de fusão da solda 23. A temperatura T do fusível agora se situa acima do valor de temperatura predeterminado TL. Apesar de o membro termicamente sensível 5 derreter nesta temperatura e perder sua habilidade em manter a parte 4 no local, a parte 4 é bloqueada pelo elemento de ativação 7 e não se move.
[0089] A Figura 2.c) apresenta o fusível térmico após ser resfriado até uma temperatura T abaixo de TL. Um contato de solda entre os pontos de solda 21, 22 e o primeiro e o segundo terminais 1, 2 é estabelecido. O membro termicamente sensível 5 está sólido novamente e readquiriu a habilidade de manter a parte 4 no local. Por uma ação de ativação na direção A, o elemento de ativação se moveu para a segunda posição do elemento de ativação. Tal ação de ativação consistindo em empurrar a parte que se projeta do elemento de ativação 7 para dentro do invólucro 11 pode ser executada por um agarrador que é também utilizado para a atividade de pegar e colocar. Agora, o furo 16 do elemento de ativação se situa acima da parte 4 do elemento de ponte permitindo um movimento para cima da parte 4. Somente o membro termicamente sensível 5 neutraliza a propensão da parte 4 na direção B. O fusível térmico está no estado ativado.
[0090] A Figura 2.d) apresenta o fusível térmico ativado após a temperatura T ter elevado acima de TL. A solda formando o membro termicamente sensível derreteu e a parte 4 do elemento de ponte foi deslocada para sua segunda posição. A mola em espiral 6 está expandida comparada com a Figura 2.c) e mantém a parte 4 em sua segunda posição. Os contatos elétricos entre o elemento de ponte e o primeiro e o segundo terminais e, portanto, também o contato elétrico entre os terminais, está interrompido.
[0091] A Figura 3 apresenta uma vista esquemática e simplificada de uma concretização adicional do fusível térmico que pode ser ativado em quatro estados diferentes. Nesta concretização, a parte que pode ser deslocada 4 do elemento de ponte é formada como a seção eletricamente condutora de um bloco móvel 17 sendo não condutor separado da seção condutora. O contato elétrico com cada um dentre o primeiro e o segundo terminais 1, 2 está estabelecido via um contato deslizante. Nesta concretização, o membro termicamente sensível 5 é uma tira bimetal possuindo uma conexão de engate com o bloco móvel 17.
[0092] A Figura 3.a) apresenta o fusível térmico no estado desativado na temperatura T < TL. A tira bimetal é reta de modo que a conexão de engate com o bloco móvel 17 é estabelecida e a parte 4 é mantida em sua primeira posição.
[0093] A Figura 3.b) apresenta o fusível térmico no estado desativado em T > TL. A tira bimetal curva para cima e a conexão de engate é liberada. O elemento de ativação 7 neutraliza a força de propensão na direção B do elemento de propensão 6, o qual nesta concretização é uma mola em espiral comprimida.
[0094] A Figura 3.c) apresenta o fusível térmico no estado ativado na temperatura T < TL. Por aplicar uma força na direção A, o elemento de ativação 7 foi empurrado para um furo servindo como elemento de orientação. O elemento de ativação 7 agora está em sua segunda posição, de modo que a capacidade de deslocamento do bloco móvel 17 e com o mesmo, da parte 4, está habilitada. Um mecanismo de encaixe 13 impede um retorno do elemento de ativação de sua segunda posição para sua primeira posição.
[0095] A Figura 3.d) apresenta o fusível térmico no estado ativado na temperatura T > TL. A conexão de engate foi liberada devido à curvatura para cima da tira bimetal atuando como o membro termicamente sensível 5. A parte 4 está na sua segunda posição. O contato deslizante em conexão com o primeiro terminal 1 está somente em contato com a parte não condutora do bloco móvel 17 e o caminho eletricamente condutor a partir do primeiro terminal 1 até o segundo terminal 2 está interrompido.
[0096] A Figura 4.a) apresenta um circuito eletrônico 40 com um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção. O fusível térmico 10 está montado próximo de um dispositivo semicondutor de alta potência elétrica 41 e está conectado em série com um caminho condutor de corrente do dispositivo semicondutor. O fusível térmico e o dispositivo semicondutor são montados em superfície em uma placa de circuito impresso. O dispositivo semicondutor pode, por exemplo, ser um transistor de efeito de campo (FET). O fusível térmico é do tipo apresentado na Figura 2.a) até 2.d). O fusível térmico é apresentado no estado ativado, correspondendo à seção transversal apresentada na Figura 2.c). O elemento de ativação está na segunda posição, a qual nesta concretização é dentro do invólucro do fusível térmico que pode ser ativado e, portanto, o elemento de ativação não está visível. Com linhas tracejadas, um possível invólucro comum 42 do fusível térmico e do dispositivo semicondutor de alta potência elétrica é indicado.
[0097] A Figura 4.b) apresenta o circuito eletrônico 40 da Figura 4.a). A temperatura da superfície é indicada por níveis de cinza correspondendo aos valores de temperatura. A distribuição de temperatura apresentada é típica para uma condição operacional normal, na qual o fusível térmico não é ativado.
[0098] A Figura 5 apresenta uma concretização de um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção em quatro vistas diferentes. Em cada uma destas quatro vistas, o fusível térmico está no estado desativado.
[0099] A Figura 5.a) é uma vista em perspectiva a partir de um ponto de vista acima do fusível térmico. Esta concretização é ativada por uma força aplicada a partir do lado de cima na direção indicada pela seta A. Uma ranhura 51 no invólucro 11 orienta o elemento de ativação 7 ao longo de um caminho de movimento linear.
[00100] A Figura 5.b) é uma vista em perspectiva do mesmo fusível térmico e a partir do mesmo ponto de vista da Figura 5.a), mas o invólucro está removido para apresentar as partes dentro do invólucro. O elemento de ponte 4 estabelece um contato elétrico entre o primeiro terminal 1 e o segundo terminal 2. Membros termicamente sensíveis 5, 5' são formados como camadas finas de solda nas interfaces entre o elemento e ponte 4 e o primeiro e o segundo terminais 1, 2 nas posições indicadas pelos sinais de referência.
[00101] A Figura 5.c) é uma vista em perspectiva a partir de um ponto de vista abaixo do fusível térmico permitindo uma vista direta sobre o primeiro e o segundo terminal 1, 2. A linha de ponto e traço C indica a posição da seção transversal apresentada na Figura 5.d).
[00102] A Figura 5.d) é uma seção transversal através do fusível térmico. A seção transversal através do fusível térmico é ao longo de um plano que se situa no meio entre o primeiro e o segundo terminais 1, 2. Uma ponta 52 formada como parte do elemento de ativação 7 mantém o elemento de ponte 4 em sua posição. Ela adicionalmente proporciona um mecanismo de encaixe, similar a um botão de pressão. O elemento de ativação 7 pode ser empurrado para baixo para sua segunda posição, por meio do que uma resistência mecânica é superada e por meio do que uma ligeira deformação do elemento de ativação 7 ocorre. Com o elemento de ativação 7 estando em sua segunda posição, o elemento de ponte 4 não é mantido mais na posição, à medida que existe espaço suficiente acima do elemento de ponte para o elemento de ponte ser movido para fora de sua primeira posição pelo elemento de propensão 6 uma vez que a solda formando os membros termicamente sensíveis 5, 5' derrete. O elemento de propensão 6 é construído como uma mola em espiral. Ela exerce uma força direcionada para cima sobre o elemento de ponte 4. Esta força é mais fraca do que a força necessária para encaixar a ponta 52 através do elemento de ponte 4. Para ativação do fusível térmico de acordo com esta concretização, uma força maior do que esta força da mola tem que ser aplicada a partir do lado de cima do fusível térmico sobre o elemento e ativação. O elemento de ativação 7 está diretamente acessível e visível a partir do lado de cima.
[00103] A Figura 6 apresenta uma concretização de um fusível térmico que pode ser ativado de acordo com a presente invenção em duas vistas diferentes da Figura 6.a) e da Figura6.b). Nesta concretização, o elemento de ponte compreende um elemento fusível de limitação de corrente (61). Em ambas as vistas, o fusível térmico está no estado desativado.
[00104] A Figura 6.a) é uma vista em perspectiva do fusível térmico que pode ser ativado com o invólucro sendo removido para melhor visibilidade dos componentes no interior. Na concretização apresentada aqui, a parte 4 do elemento de ponte é construída como o substrato eletricamente isolante 63 contendo um caminho condutor 62, o qual é soldado junto ao primeiro e ao segundo terminais elétrico 1, 2 pelos membros termicamente sensíveis 5, 5'. Uma constrição no caminho condutor 62 forma um elemento fusível de limitação de corrente 61. Devido à menor seção transversal na região da constrição, o caminho de corrente derrete aqui, se uma corrente maior do que a corrente nominal do fusível fluir através do caminho condutor. O elemento fusível de limitação de corrente 61 não precisa ser ativado. Se uma força de ativação for aplicada para o elemento de ativação 7 na direção de A, o elemento de ativação 7 pode ser movido para a segunda posição do elemento de ativação 7 e desse modo permitindo uma capacidade de deslocamento para cima da parte 4 do elemento de ponte. O membro de propensão 6 na forma de uma mola em espiral aplica uma força de propensão atuando para cima sobre a parte 4.
[00105] A Figura 6.b) é uma vista em perspectiva de metade do fusível térmico que pode ser ativado, a outra metade sendo removida. Na Figura 6.b) o invólucro 11 está presente. O plano de corte corta através do cominho condutor 62 em uma posição onde o elemento fusível de limitação de corrente 61 é formado por uma constrição no caminho condutor. A camada fina do caminho condutor é proporcionada por um substrato eletricamente isolante 63. Na primeira posição do elemento de ativação 7 apresentado nesta figura, duas pontas 52 do elemento de ativação 7 bloqueiam a capacidade de deslocamento da parte 4 do elemento de ponte com respeito ao invólucro 11. Uma ranhura 51 no invólucro orienta o elemento de ativação 7 quando o elemento de ativação é movido para sua segunda posição. O elemento de ativação 7 é deformável até certo grau, de modo que a ponta superior 52 pode ser empurrada sobre o obstáculo formado pela parte 4 e a parte adjacente do invólucro 11. O invólucro 11 mantém o membro de propensão 6 no local.
[00106] As Figuras 7.a) até 7.c) apresentam diagramas esquemáticos do circuito das configurações de medição compreendendo um fusível térmico que pode ser ativado 10 e um voltímetro 70 utilizado para medir uma tensão elétrica V como aplicada no método para monitorar o estado do fusível térmico.
[00107] A Figura 7.a) apresenta um fusível térmico que pode ser ativado 10 com uma corrente I fluindo para o primeiro terminal 1 e fluindo para fora do segundo terminal elétrico 2. Quando acionado, o fusível térmico que pode ser ativado 10 interrompe a corrente I. Um voltímetro 70 mede uma tensão elétrica V entre o terminal 1 e o terminal 2. Com a resistência do fusível térmico conhecida como possuindo um valor R, a corrente I pode ser calculada como I = V/R.
[00108] A Figura 7.b) apresenta um fusível térmico que pode ser ativado 10, o qual possui um terminal elétrico adicional 71. Um voltímetro 70 é disposto para medir a tensão elétrica entre os terminais 2 e 71. Deste modo, por exemplo, é possível medir uma tensão elétrica termicamente induzida através de um contato termopar formado ao longo do caminho condutor do fusível térmico 10. Outra possibilidade nesta configuração de medição é detectar se o elemento de ponte ainda está em contato elétrico com o terminal 2, isto é, se o fusível térmico está em um estado acionado ou não.
[00109] A Figura 7.c) apresenta um fusível térmico que pode ser ativado 10 possuindo dois terminais elétricos adicionais 71, 72. Um voltímetro 70 é disposto para medir a tensão elétrica entre os terminais 71 e 72. Nesta configuração de medição, por exemplo, uma queda de tensão elétrica através de uma seção definida do caminho condutor de corrente do fusível térmico é possível. Lista de Sinais de Referência 1 primeiro terminal 2 segundo terminal 3 elemento de ponte 4 parte do elemento de ponte 5 membro termicamente sensível 5' membro termicamente sensível adicional 6 membro de propensão 7 membro de ativação 10 fusível térmico que pode ser ativado 11 invólucro 12 placa de base 13 mecanismo de encaixe 14,15 condutores 16 furo (no elemento de ativação) 17 bloco móvel 20 placa de circuito impresso 21, 22 pontos de solda 23 solda 40 circuito eletrônico com um fusível térmico que pode ser ativado 41 dispositivo semicondutor de alta potência 42 invólucro comum (de 10 e 41) 51 ranhura (no invólucro) 52 ponta 61 elemento fusível de limitação de corrente 62 caminho condutor 63 substrato eletricamente isolante 70 voltímetro 71, 72 terminais elétricos adicionais A direção de ação de ativação B direção de propensão I corrente T temperatura TL valor de temperatura predeterminado V tensão elétrica

Claims (23)

1. Fusível térmico que pode ser ativado (10) compreendendo: - um primeiro (1) e um segundo (2) terminal elétrico, - um elemento de ponte eletricamente condutor (3), - pelo menos uma parte (4) do dito elemento de ponte podendo ser deslocada a partir de uma primeira posição, na qual um primeiro contato elétrico entre o elemento de ponte eletricamente condutor (3) e o dito primeiro terminal elétrico (1) é estabelecido e na qual primeira posição o referido elemento de ponte eletricamente condutor (3) está em um segundo contato elétrico com o referido segundo terminal (2), para uma segunda posição na qual o referido primeiro contato é aberto,, - um membro termicamente sensível (5) retendo a dita parte na dita primeira posição e liberando a dita parte assim que o dito membro termicamente sensível é exposto a um valor predeterminado de temperatura, - um membro de propensão (6) tendendo a dita parte em direção à dita segunda posição, e - um elemento de ativação que pode ser mecanicamente deslocado (7) bloqueando a capacidade de deslocamento da dita parte na dita primeira posição em uma primeira posição do dito elemento de ativação e permitindo a dita capacidade de deslocamento da dita parte em uma segunda posição do dito elemento de ativação, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro contato elétrico e o referido segundo contato elétrico são abertos na segunda posição da referida parte (4) do elemento de ponte.
2. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um elemento de orientação definindo um caminho de movimento do dito elemento de ativação (7), o caminho de movimento podendo ser pelo menos um dentre um movimento de translação, de rotação ou de parafusar.
3. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender um mecanismo de encaixe (13) impedindo um retorno do dito elemento de ativação (7) da segunda posição do dito elemento de ativação para a primeira posição do dito elemento de ativação.
4. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o valor predeterminado de temperatura (TL) está na faixa de até 2400 C, de preferência, na faixa de 1500 C até 2400 C, com ambos os limites incluídos.
5. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o membro termicamente sensível (5) compreende uma solda.
6. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o membro termicamente sensível (5) compreende pelo menos um dentre uma tira bimetal, um disco bimetal e uma liga com memória de forma.
7. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender um invólucro (11) possuindo um lado de baixo no qual o dito primeiro (1) e o dito segundo (2) terminais elétricos são dispostos.
8. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de ativação (7) é integrado dentro do invólucro (11), em particular, projetado como uma peça com o invólucro, e é acessível a partir do lado de cima e/ou a partir de um lado de baixo e/ou a partir de um lado lateral do invólucro.
9. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a posição do elemento de ativação (7) é visível a partir de um lado de cima do invólucro (11).
10. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de propensão (6) é um elemento elástico comprimido, estirado, curvado ou torcido.
11. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o membro de propensão (6) compreende uma seção elástica do elemento de ponte (3).
12. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o membro de propensão (6) possui a forma de uma mola helicoidal, de uma mola espiral ou de um feixe de molas.
13. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de ponte é um elemento substancialmente rígido.
14. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o fusível térmico é adaptado para transportar corrente elétrica mais alta do que 5 Ampères, de preferência, mais alta do que 30 Ampères e até 100 Ampères.
15. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que um elemento de fusível de limitação de corrente (61) é disposto em um caminho condutor (62) entre o dito primeiro e o dito segundo (2) terminais elétricos.
16. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dito o elemento fusível de limitação de corrente (61) é formado como constrição em um caminho condutor (62), em particular, como constrição em um caminho condutor (62) em um substrato eletricamente isolante (63).
17. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que pelo menos o elemento de ponte (3) compreende uma liga possuindo um coeficiente de resistência à temperatura, o valor absoluto do coeficiente de resistência à temperatura sendo abaixo de 500 partes por milhão por Kelvin em temperatura ambiente.
18. Fusível térmico que pode ser ativado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o fusível térmico que pode ser ativado possui terminais elétricos adicionais (71, 72) em adição ao dito primeiro (1) e ao dito segundo (2) terminais elétricos.
19. Método para fabricar uma placa de circuito impresso (20) com um fusível térmico que pode ser ativado (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - cobrir ilhas de soldagem condutoras (21, 22) da placa de circuito impresso com uma solda (23), - posicionar o primeiro (1) e segundo (2) terminais elétricos do fusível térmico nas ilhas de soldagem condutoras cobertas com a dita solda (23), - garantir que o elemento de ativação (7) do fusível térmico esteja na dita primeira posição do elemento de ativação, - aquecer a placa de circuito impresso até uma temperatura acima do ponto de fusão da solda, - resfriar a placa de circuito impresso abaixo do ponto de fusão da solda, e - mover o elemento de ativação (7) do fusível térmico (10) para a segunda posição do elemento de ativação.
20. Circuito eletrônico (40), caracterizado pelo fato de compreender um fusível térmico que pode ser ativado (10), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, estando conectado em série com um caminho condutor de corrente de um dispositivo semicondutor de alta potência (41).
21. Circuito eletrônico (40), de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o fusível térmico que pode ser ativado (10) e o dispositivo semicondutor de alta potência (41) são dispostos em um invólucro comum.
22. Método para monitorar o estado de um fusível térmico que pode ser ativado (10), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, ou um circuito eletrônico (40), como definido na reivindicação 20 ou 21, o dito estado incluindo um estado de ativação e/ou uma corrente e/ou uma temperatura, caracterizado pelo fato de que uma tensão elétrica entre dois terminais elétricos do dito fusível térmico que pode ser ativado é medido.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que - uma tensão elétrica entre o dito primeiro (1) e o dito segundo (2) terminal elétrico é medido e - uma corrente fluindo através do fusível térmico que pode ser ativado é determinada a partir da dita tensão elétrica e de um valor de resistência predeterminado do fusível térmico que pode ser ativado.
BR112018013636-0A 2016-01-14 2016-05-27 Fusível térmico que pode ser ativado, método para fabricar uma placa de circuito impresso, circuito eletrônico e método para monitorar o estado de um fusível térmico que pode ser ativado BR112018013636B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EPPCT/EP2016/050596 2016-01-14
PCT/EP2016/050596 WO2017121474A1 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Mechanically activatable thermal fuse
PCT/EP2016/062038 WO2017121498A1 (en) 2016-01-14 2016-05-27 Activatable thermal fuse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112018013636A2 BR112018013636A2 (pt) 2019-01-22
BR112018013636B1 true BR112018013636B1 (pt) 2023-07-04

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10784065B2 (en) Activatable thermal fuse
EP2411994B1 (en) Reflowable thermal fuse
HRP20201357T1 (hr) Moduli prenaponske zaštitne naprave uključujući integrirane mehanizme termalnog isključenja i metode koje ih uključuju
ES2638297T3 (es) Dispositivo de protección de circuito de reflujo de triple función
EP2671242B1 (en) Three-function reflowable circuit protection device
KR20080041636A (ko) 전기 복합 소자
US20090184797A1 (en) Fuse assembly with integrated current sensing
US8941461B2 (en) Three-function reflowable circuit protection device
US20110140827A1 (en) Circuit protection device
US9960000B2 (en) Protective device
BR112018013636B1 (pt) Fusível térmico que pode ser ativado, método para fabricar uma placa de circuito impresso, circuito eletrônico e método para monitorar o estado de um fusível térmico que pode ser ativado
WO2004003950A3 (en) Multiple conductor indicator
EP3518256A1 (en) Reflowable thermal fuse
JP6717973B2 (ja) バリスタ素子およびバリスタ素子の保護方法
JP2015153718A (ja) 表面実装型過熱電流遮断器
CN116344135A (zh) 具有微型热电偶的实时温度自感电气装置
JP2001345152A (ja) 接点構造