CN104008919A - 一种非短路式ptc断电复位温控器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非短路式PTC断电复位温控器，包括外壳、感温软磁、硬磁、静触点、动触片、动作杆、第一弹簧、第一端子片和第二端子片；感温软磁底部设置有PTC芯片，第一弹簧一端与PTC芯片的一个电极导电连接，第一弹簧另一端与第一端子片导电连接；动作杆设置有第二弹簧，第二弹簧与PTC芯片另一个电极导电连接；当温度升高时，动作杆与动触片接触，形成PTC发热回路，PTC芯片发热加热感温软磁使温控器保持在断开状态。本发明结构巧妙实用，各部件生产简单，组装方便，其内部PTC发热电路连接安全稳定，温控器的使用寿命长，工作安全稳定性高，灵敏性高，普遍适用于电暖器、电磁炉、电水壶、电烫斗等多种家用产品。

Description

一种非短路式PTC断电复位温控器

技术领域

本发明涉及一种温控器，尤其涉及的是一种非短路式PTC断电复位温控器。

背景技术

为保护制热装置的安全，需要在制热装置中设置限温式温控器。当制热装置超过限定温度时，限温式温控器的触点会断开，从而停止制热装置中的电热体的发热，并继续保持触点断开状态，直至人工干预才能使限温式温控器触点重新闭合复位。目前人工干预复位有两种方式，一种是直接手动按压限温式温控器复位钮使其复位；另一种是由于在限温式温控器中设置PTC发热体(PTC：Positive Temperature Coefficient，正温度系数)。当触点断开时，PTC发热体发热使温控器中的热双金属片保持反转形状顶住触点不会复位。直至人工切断制热装置的电源，PTC发热体不再发热并降温后，双金属片才回复至反转前的状态，从而使温控器触点复位。

传统的采用PTC发热体的温控器结构一般是并联短路式电路结构，即温控器的触点电路（主电路）与PTC发热体的工作电路并联设置，如图1所示（图中，10为PTC元件，20为动作开关，30为用电器，40为温控器），当温控器的动作开关触点接触时，温控器工作，这时PTC发热体处于短路状态，不工作；当温控器的动作开关触点断开时，PTC发热体工作发热，使温控器的动作开关保持在触点断开的状态，直到人工断电。这种并联短路式电路结构由于长期对PTC发热体短路，造成PTC发热体工作寿命短，安全稳定性较低。同时，由于PTC发热体的电路是接通的，在实际使用中，也会有微小的电流通过PTC发热体，使其产生微弱的热量，这容易影响温控器中感温双金属片的正常工作，降低其感温的灵敏性。

当前PTC断电复位温控器中，PTC元件一般是印制在陶瓷安装架上或紧贴放置在安装架的一端，通过与感温双金属片接触间接加热，维持双金属片一直在断开温度点不反转，直至断开电源，双金属片反转带动推杆使得动触点与静触点接通电源复位。这种结构需要设置安装架，增加温控器的部件和组装工序，结构复杂；同时PTC片通过间接传热的方式对双金属片进行加热，其加热效率低，热量损耗大。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非短路式PTC断电复位温控器，旨在解决传统的PTC温控器安全稳定性低，寿命短，灵敏性差的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种非短路式PTC断电复位温控器，包括外壳、置于外壳内部配合工作的感温软磁和硬磁、静触点和动触片、与硬磁连接并推动动触片的动作杆、与硬磁套接设置的第一弹簧、与静触点连接的第一端子片和与动触片连接的第二端子片；所述第一端子片和第二端子片外接电源，动作杆与动触片分开，静触点与动触片导电接触形成温控器工作回路，其中，所述感温软磁底部设置有PTC芯片，所述第一弹簧一端与PTC芯片的一个电极导电连接，所述第一弹簧另一端与第一端子片导电连接；所述动作杆设置有第二弹簧，所述动作杆通过第二弹簧导电连接PTC芯片的另一个电极；当温度升高时，感温软磁失去磁性，第一弹簧和第二弹簧推动动作杆向下动作，动作杆推动动触片，使动触片与静触点分开，温控器回路断开，动作杆与动触片导电接触，形成PTC发热回路，PTC芯片发热加热感温软磁使温控器的动触片与静触点保持在断开状态。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述感温软磁底部设置有固定第一弹簧的第一凹槽，所述第一弹簧顶部卡入第一凹槽中固定，第一弹簧顶部与PTC芯片导电连接。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述感温软磁底部中心设置有固定第二弹簧的第二凹槽，所述第二弹簧顶部插入第二凹槽中固定，第二弹簧顶部导电连接PTC芯片。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述PTC芯片印刷在感温软磁底面，PTC芯片的两个电极分别置于第一凹槽和第二凹槽中。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述动作杆包括绝缘壳和导电杆，所述绝缘壳设置有安装通孔，所述导电杆插入安装通孔中固定，导电杆从绝缘壳底部穿出与动触片配合动作，所述第二弹簧插入安装通孔中，第二弹簧顶部顶住感温软磁，底部顶住导电杆，第二弹簧导电连接PTC芯片和导电杆。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述安装通孔包括固定放置第二弹簧的第一通孔和固定放置导电杆的第二通孔，所述第一通孔和第二通孔连通设置，在其连接处设置有凹台；所述导电杆插入第二通孔中，导电杆从第二通孔底部穿出，导电杆头部卡在凹台上；所述第二弹簧置于第一通孔中，第二弹簧顶端从第一通孔中穿出顶住感温软磁，第二弹簧底部压住导电杆头部，与导电杆导电连接。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述绝缘壳顶部设置有卡扣。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述硬磁底部设置有硬磁托盘，所述硬磁托盘中心设置有通孔，所述动作杆穿过通孔与动触片配合动作；所述硬磁托盘边缘设置有导电铆钉，所述第一弹簧底部通过导电铆钉与第一端子片导电连接。

所述的非短路式PTC断电复位温控器，其中，所述导电铆钉顶部设置成锯齿状结构。

本发明的有益效果：本发明通过对传统的PTC温控器的结构进行优化，提出了一种非短路式的PTC温控器结构，在常温时，动触点（该动触点安装在动触片上）和静触点接触形成温控器回路，在温度过高时，动作杆向下推动动触片，使动触点与静触点分开，动作杆导电接触动触片形成PTC发热回路，使温控器保持在断开状态。本发明的PTC温控器结构，在温控器电路正常工作时，PTC发热电路处于断路状态，区别于传统的短路式并联电路的PTC温控器，本发明安全性高，使用寿命长。

本发明直接在感温软磁的一面（非感温面）设置PTC芯片，在感温软磁到达动作温度，静触点与动触点断开后，动作杆接触动触片形成PTC发热回路，PTC芯片发热直接加热感温软磁，相比于传统的间接传热加热的方式，既减少了热传递消耗，提高加热的效率，使温控器更加稳定、迅速、可靠的工作，又减少了部件（现有双金属片断电复位温控器中需要多一个安装架作为PTC元件载体），提高了温控器的生产组装效率，降低其成本。

本发明提出了一种结构巧妙的动作杆结构，设置在动作杆中的第二弹簧既作为配合动作杆和硬磁实现动作的部件，又可作为导电连接PTC芯片与导电杆（动触片）的电连接件。第二弹簧的设置，一方面实现了本发明的非短路式并联电路，另一方面，第二弹簧所具有的弹力可以使硬磁更加迅速的与软磁分开（即温控器的动作速度更快），使温控器的安全性更高。

本发明的使用寿命更长，断电回复能力更强，感温软磁的灵敏性更高，动作迅速，安全性高，普遍适用于电暖器、电磁炉、电水壶、电烫斗等多种家用产品。

附图说明

图1是传统的短路式并联电路PTC温控器的电路简图。

图2是本发明中PTC温控器的正面剖视图。

图3是本发明中PTC温控器的侧面剖视图。

图4是本发明中PTC温控器的内部结构示意图。

图5是感温软磁的结构示意图。

图6是动作杆的结构示意图。

图7是本发明的电路简图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

本发明公开了一种非短路式PTC断电复位温控器，如图2所示，包括外壳100、置于外壳100内部配合工作的感温软磁210和硬磁220、静触点310和动触片320（动触片320上设置有与静触点310配合的动触点321）、与硬磁220连接并推动动触片320的动作杆400、与硬磁220套接设置的第一弹簧500、与静触点310连接的第一端子片610和与动触片320连接的第二端子片620（参见图3）。实际应用中，外壳100内部设置有静触片（图中没画出），静触点310是铆接在静触片上的，而第一端子片610则与静触片导电连接。具体的，感温软磁210设置在外壳100顶部，感温软磁210上表面露出外壳100外部感温，在外壳100顶部还设置有固定感温软磁210和提高其导热效率的感温盖800。硬磁220设置在外壳100内部，置于感温软磁210的下面，第一弹簧500套接硬磁220设置，动作杆400穿过硬磁220与动触片320配合动作。在温控器正常工作时，第一端子片610和第二端子片620外接电源，感温软磁210吸附硬磁220，静触点310与动触片320上的动触点321接触形成温控器回路（此时，动作杆400与动触片320不接触）。实际应用中，感温软磁210底面设置有PTC芯片（图中没画出），第一弹簧500一端与PTC芯片的一个电极电连接，第一弹簧500另一端与第一端子片610导电连接；动作杆400设置有第二弹簧700，该第二弹簧700与PTC芯片另一个电极导电连接；当温度升高时，感温软磁210失去磁性，硬磁220在重力和弹力（包括第一弹簧和第二弹簧的弹力）的共同作用下向下运动，动作杆400向下推动动触片320，使动触点321与静触点310分开，温控器的工作回路断开，此时动作杆400与动触片320导电接触，形成PTC发热回路（即第一端子片610—第一弹簧500—PTC芯片—第二弹簧700—动作杆400—动触片320—第二端子片620回路），PTC芯片发热加热感温软磁210，使感温软磁210保持在居里温度状态下，温控器保持在断开状态，直到人工切断电源。

通过上述这种设置方式，本发明实现了一种非短路式的PTC温控器电路结构，其电路图如图7所示（其中1为温控器，2为家用电器，图中箭头为动作杆400和动触片320动作的方向）。从图7中可以看出，当温控器正常工作时，PTC电路是断路设置的；当温度过高时，动作杆400向下运动将动触片320向下推动，使动触点321与静触点310分开（即温控器工作回路断开），此时动作杆400与动触片导电接触，PTC发热回路接通，PTC芯片发热，阻值增大（PTC芯片的特性），使温控器的静触点和动触点保持在断开状态，温控器不工作。本发明的这种温控器结构安全实用，工作稳定性高，实用寿命长，在温控器工作回路正常工作时，PTC发热回路不会对其产生影响。

以下，对本发明的温控器的各部件进行详细的说明。

参见图2、图3和图4所示，硬磁220底部设置有硬磁托盘230，硬磁托盘230中心设置有通孔，动作杆400穿过通孔与动触片320配合动作；硬磁托盘230边缘设置有导电铆钉240，导电铆钉240上端电连接第一弹簧（与第一弹簧底部接触），下端电连接第一端子片610（与第一端子片接触）。如图3所示，导电铆钉240与第一端子片固定连接（其实是静触片与第一端子片610电接触，并通过导电铆钉将两者固定），即导电铆钉具有两个作用，第一是固定铆接静触片与第一端子片610，第二是将第一端子片610与第一弹簧500导电连接。实际应用中，为了缩小温控器的体积，同时便于导电铆钉240的安装，硬磁托盘一侧设置有容纳导电铆钉240的孔槽，导电铆钉240置于该孔槽中设置。如图4所示，导电铆钉240的顶部设置成锯齿状结构241，这种锯齿状的结构更加有利于导电铆钉240与第一弹簧500的导电连接，保证两者电连接的稳定性。

参见图3和图6，动作杆400包括固定连接硬磁220和硬磁托盘230的绝缘壳410和导电杆420，绝缘壳410设置有安装通孔430。具体的，安装通孔430包括固定放置第二弹簧700的第一通孔431和固定放置导电杆420的第二通孔432，第一通孔431和第二通孔432连通设置，在其连接处设置有凹台433。实际应用中，为了便于导电杆420的安装，导电杆420设置成T形，导电杆420插入第二通孔432中，导电杆420底部从第二通孔432底部穿出，导电杆420头部卡在凹台433上固定。第二弹簧700置于第一通孔431中，第二弹簧700顶端从第一通孔431中穿出顶住感温软磁210，第二弹簧700底部压住导电杆420头部，与导电杆420导电连接。这种设置方式，一方面可以通过第二弹簧700和导电杆420实现了PTC芯片电极与动触片320之间的电连接，形成PTC加热回路，另一方面，第二弹簧700可以利用其弹力紧压固定导电杆420，避免导电杆420在温控器动作过程中晃动，同时使第二弹簧700与PTC芯片电极和导电杆420紧密接触，保证三者导电连接的稳定性。另外第二弹簧700可以为感温软磁210和硬磁220提供一个缓冲力作用，避免两者吸合时发生碰撞；最后第二弹簧可以为硬磁和动作杆的整体动作提供一个动力（弹力），使硬磁更加迅速的与软磁分离，有利于提高温控器的动作速度，使其在温度达到设定温度时，可以迅速动作，极大的提高了温控器的安全性能。动作杆400的各部件生产简单，组装方便，绝缘壳410起保护绝缘的作用，可以保证PTC发热电路工作的安全稳定性。

实际应用中，绝缘壳410顶部设置有卡扣411，硬磁220设置一凹坑，卡扣411卡住凹坑，使动作杆400与硬磁220相对固定。同时，在实际生产中，绝缘壳410可以与硬磁托盘230一体化成型设置，以保证硬磁、硬磁托盘和动作杆三者相对固定设置（达到整体一起稳定动作的效果）；或者，在硬磁托盘底部设置一个卡扣，利用卡扣卡住硬磁托盘，同样可以实现硬磁、硬磁托盘和动作杆三者相对固定设置。

在一个优选的实施方式中，为了提高温控器的生产组装效率，绝缘壳410、硬磁托盘230和导电杆420一体化注塑成型设置（其中，绝缘壳410和硬磁托盘230为塑料件，导电杆420为金属件）。具体操作为，先生产导电杆420，然后在注塑模具中放置好导电杆420，注入塑料浆料，冷却成型，即可得到绝缘壳410、硬磁托盘230和导电杆420一体化的部件。此时，只需要从硬磁220底部将卡扣411扣入硬磁220内部的凹坑中固定，即可完成对硬磁和动作杆的组装。这种设置方式，可以省去单独的绝缘壳410和硬磁托盘230的生产工序，可以省去组装绝缘壳410、硬磁托盘230和导电杆的组装工序，使温控器的生产组装效率得到较大的提高。

实际应用中，为了使第一弹簧500和第二弹簧700与感温软磁210稳固连接，如图5所示，感温软磁210底部设置有固定第一弹簧500的第一凹槽211和固定第二弹簧700的第二凹槽212。PTC芯片紧贴感温软磁底面设置（以印刷电路的形式印刷在感温软磁底面），PTC芯片的一个电极置于第一凹槽211中，另一个电极置于第二凹槽212中。第一弹簧500顶部卡入第一凹槽211中固定，第一弹簧顶部与PTC芯片导电连接；第二弹簧700顶部插入第二凹槽212中固定，第二弹簧700顶部导电连接PTC芯片。通过这种设置方式，一方面可以很好的固定第一弹簧和第二弹簧，避免其在温控器动作过程中发生位移，另一方面可以保证第一弹簧和第二弹簧与PTC芯片电连接的稳定性，保证PTC发热回路的正常稳定工作。PTC芯片紧贴感温软磁底面设置，在PTC发热回路工作时，PTC芯片可以直接对感温软磁进行加热，其加热效率高，可靠性高，能确保感温软磁保持在居里温度状态下（即确保温控器保持断路状态）。

通过上述设置方式，在微型的温控器中形成了一个安全稳定性高的PTC发热回路（即第一端子片610—第一弹簧500—PTC芯片—第二弹簧700—动作杆400—动触片320—第二端子片620回路），参见图3，A、B、C、D、E、F是该PTC发热回路的6个导电连接位，其中A为导电铆钉与第一端子片连接位，B为导电铆钉与第一弹簧连接位，C为第一弹簧与PTC芯片电极连接位，D为PTC芯片电极与第二弹簧连接位，E为第二弹簧与导电杆连接位，F为导电杆与动触片连接位。在温控器正常工作时，该PTC发热回路断开，不对温控器工作回路造成影响，在温度过高时，温控器工作回路断开，PTC发热回路接通对感温软磁加热，使其保持居里温度，维持温控器的断开状态，直到人工断电，感温软磁温度下降，与硬磁再次吸合，动触片与静触点再次接触，温控器工作回路再次接通。

本发明结构巧妙实用，各部件生产简单，组装方便，其内部PTC发热电路连接安全稳定，温控器的使用寿命长，工作安全稳定性高，灵敏性高，普遍适用于电暖器、电磁炉、电水壶、电烫斗等多种家用产品。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种非短路式PTC断电复位温控器，包括外壳、置于外壳内部配合工作的感温软磁和硬磁、静触点和动触片、与硬磁连接并推动动触片的动作杆、与硬磁套接设置的第一弹簧、与静触点连接的第一端子片和与动触片连接的第二端子片；所述第一端子片和第二端子片外接电源，动作杆与动触片分开，静触点与动触片导电接触形成温控器工作回路，其特征在于，所述感温软磁底部设置有PTC芯片，所述第一弹簧一端与PTC芯片的一个电极导电连接，所述第一弹簧另一端与第一端子片导电连接；所述动作杆设置有第二弹簧，所述动作杆通过第二弹簧导电连接PTC芯片的另一个电极；当温度升高时，感温软磁失去磁性，第一弹簧和第二弹簧推动动作杆向下动作，动作杆推动动触片，使动触片与静触点分开，温控器回路断开，动作杆与动触片导电接触，形成PTC发热回路，PTC芯片发热加热感温软磁使温控器的动触片与静触点保持在断开状态。

2.根据权利要求1所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述感温软磁底部设置有固定第一弹簧的第一凹槽，所述第一弹簧顶部卡入第一凹槽中固定，第一弹簧顶部与PTC芯片导电连接。

3.根据权利要求2所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述感温软磁底部中心设置有固定第二弹簧的第二凹槽，所述第二弹簧顶部插入第二凹槽中固定，第二弹簧顶部导电连接PTC芯片。

4.根据权利要求3所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述PTC芯片印刷在感温软磁底面，PTC芯片的两个电极分别置于第一凹槽和第二凹槽中。

5.根据权利要求1所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述动作杆包括绝缘壳和导电杆，所述绝缘壳设置有安装通孔，所述导电杆插入安装通孔中固定，导电杆从绝缘壳底部穿出与动触片配合动作，所述第二弹簧插入安装通孔中，第二弹簧顶部顶住感温软磁，底部顶住导电杆，第二弹簧导电连接PTC芯片和导电杆。

6.根据权利要求5所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述安装通孔包括固定放置第二弹簧的第一通孔和固定放置导电杆的第二通孔，所述第一通孔和第二通孔连通设置，在其连接处设置有凹台；所述导电杆插入第二通孔中，导电杆从第二通孔底部穿出，导电杆头部卡在凹台上；所述第二弹簧置于第一通孔中，第二弹簧顶端从第一通孔中穿出顶住感温软磁，第二弹簧底部压住导电杆头部，与导电杆导电连接。

7.根据权利要求5所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述绝缘壳顶部设置有卡扣。

8.根据权利要求1所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述硬磁底部设置有硬磁托盘，所述硬磁托盘中心设置有通孔，所述动作杆穿过通孔与动触片配合动作；所述硬磁托盘边缘设置有导电铆钉，所述第一弹簧底部通过导电铆钉与第一端子片导电连接。

9.根据权利要求8所述的非短路式PTC断电复位温控器，其特征在于，所述导电铆钉顶部设置成锯齿状结构。