CN105023676A - 电路保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路保护装置，该电路保护装置包含箱盒(10)、NTC热敏电阻(20)以及电阻元件(30)。该NTC热敏电阻(20)的输入线(23)与该电阻元件(30)的输入线通过输入连接器(50)相互连接，该NTC热敏电阻(20)的输出线(24)与该电阻元件的输出线(24)通过输出连接器相互连接。该NTC热敏电阻(20)整体上为板状，而该电阻元件(30)为杆状。该电阻元件(30)被设置于该NTC热敏电阻(20)的中心部分，并且该电阻元件(30)的长度方向上的中心线与该NTC热敏电阻(20)平行，从而在两者之间相互热影响，以减少热失衡。

Description

电路保护装置

技术领域

本发明涉及一种电路保护装置；特别是通过安排于箱盒内部的多个电阻加热元件彼此热影响从而减小多个电阻加热元件之间的热失衡的电路保护装置。

背景技术

当电力作用于电子装置时，大量的电流会瞬间流入，该电流被称为浪涌电流(Inrush Current)。当该浪涌电流重复地传入到安装在电子装置上的电路板时，该浪涌电流的传入会使得集成在电路基板上的电子元件或半导体装置因损坏、劣化而导致寿命减短或功能退化。为了此原因，额外的电路保护装置需要被安装于该电路板上。

其中一种被熟知的电路保护装置为热敏电阻。该热敏电阻是一种电阻器元件，其电阻会依照热能敏感地改变。更详细的说，该热敏电阻的电阻值会依照其自身的温度或环境温度而改变。在各种热敏电阻中，具有负温度系数的热敏电阻被称为NTC热敏电阻(Negative temperature coefficient Thermistor，负温度系数热敏电阻)。该NTC热敏电阻随着其自身的温度或环境温度上升而其电阻值降低。

因为NTC热敏电阻的上述特征，该NTC热敏电阻被当成保护装置来使用，以抑制浪涌电流。随着所使用的NTC热敏电阻的电阻值增加，该NTC热敏电阻抑制浪涌电流的效果增强。虽然运用高电阻值的NTC热敏电阻可达到很好的抑制浪涌电流的效果，但抑制浪涌电流后发生电力与热能持续损失。因此，当试图以NTC热敏电阻抑制浪涌电流时，优选地要使用具有低电阻值的NTC热敏电阻。

为了在抑制浪涌电流后减少电力与热能损失，优选地要使用表面区域大或散热性良好的NTC热敏电阻。

公开号为2012-9303号的韩国专利公开了改良散热性的电路保护装置。该电路保护装置将碟型散热电阻器插入在箱盒内并用填充料填充该箱盒以改良散热性。

此外，公开号为2007-103687号的日本专利公开了将热产生电子元件配置在箱盒内并用树脂型水泥填充该箱盒以改良散热性的电子元件。

诸如此类的电路保护装置在单独被使用时可展现出良好的散热性。然而，当多个上述的电路保护装置安装在电路板上时，这些电路保护装置之间发生热失衡，因此仍遭受电力与热能的损失。更具体地说，当浪涌电流传入安装有多个电路保护装置的该电路板时，因为这些电路保护装置具有不同的电阻值或热特性，电流仅集中流经其中特定电路保护装置或几乎没有电流流经该特定电路保护装置。结果，可能会发生该特定电路保护装置无法满足期望的电路保护功能的情况，且这些电路保护装置之间发生热失衡从而导致电力或热能的损失。举例来说，当浪涌电流传入安装有5欧姆(Ω)电阻值的NTC热敏电阻与安装有5.1欧姆(Ω)电阻值的NTC热敏电阻的电路板时，5欧姆(Ω)电阻值的NTC热敏电阻随着其电阻值降低至0.2欧姆(Ω)而温度增加至130℃，然而5.1欧姆(Ω)电阻值的NTC热敏电阻随着其电阻值略微降低至4欧姆(Ω)而温度增加至约45℃。因此，即使这些NTC热敏电阻间具有微小的电阻差异，但是会在这些NTC热敏电阻间发生显著的热失衡，且这种热失衡会随着时间而增强。

随着电子产品的增大，与高解析度的显示装置，比如OLED或UHD等等的出现，大量的电流流经此类电子产品，为此需要使用低电阻值的电路保护装置。但是使用现有的NTC热敏电阻的电路保护装置在降低电阻方面存在局限性。更具体地说，为了降低电阻需要增大NTC热敏电阻的尺寸，然而随着热敏电阻尺寸的增加，制造成本也会大幅度上升。因此，仅通过增大NTC热敏电阻以降低电阻的方式具有局限性。

[相关技术文件]

[专利文件]

(专利文件1)

公开号为10-2012-0009303的韩国专利

(专利文件2)

公开号为2007-103687的日本专利

发明内容

本发明因上述问题而被提出，本发明的一目的是提供一种将多个电阻加热元件设置于箱盒内以使其相互热影响从而能够减少因热失衡而导致的热损失的电路保护装置。

本发明的另一目的是提供一种电路保护装置，该电路保护装置在箱盒内连接配置NTC热敏电阻与一般的电阻元件，从而使得该电阻元件产生的热影响该NTC热敏电阻从而减少因热失衡而引起的热损失。

本发明的另一目的是提供一种电路保护装置，该电路保护装置在箱盒内连接配置NTC热敏电阻与一般的电阻元件，从而在无负载状态下一般的电阻元件成为主电流路径，在有负载状态下NTC热敏电阻成为主电流路径，因而改善了稳定度并且延长了使用寿命。

本发明的另一目的是提供一种电路保护装置，通过在箱盒内有效地连接配置多个电阻加热元件，从而获得合并电阻值较小的电路保护装置。

本发明的另一目的是提供一种电路保护装置，通过在箱盒内有效地连接并配置多个电阻加热元件，从而能够减少在电路保护装置上设置所需的空间。

用于实现上述目的的一种电路保护装置，包括：箱盒；热敏电阻，容置于该箱盒中，该热敏电阻包含板状的第一电阻加热元件、设置于该第一电阻加热元件的两侧的一对电极、以及从该对电极各自延伸出的输入线和输出线；电阻元件，容置于该箱盒中，该电阻元件包含电流输入线和输出线；输入连接器，用于连接该热敏电阻的输入线和该电阻元件的输入线；输出连接器，用于连接该热敏电阻的输出线和该电阻元件的输出线；第一引线，该第一引线的一末端连接到该输入连接器，并且该第一引线的另一末端延伸至该箱盒之外；以及第二引线，该第二引线的一末端连接到该输出连接器，并且该第二引线的另一末端延伸至该箱盒之外，其中，该热敏电阻包含NTC热敏电阻，该电阻元件包含电阻值低于该NTC热敏电阻的电阻值的绕线电阻，该NTC热敏电阻与该绕线电阻相邻放置以相互热影响，在无负载状态下，在该NTC热敏电阻和绕线电阻中电阻值较小的该绕线电阻成为主电流路径，而电阻值较大的该NTC热敏电阻成为次电流路径，并且在有负载状态下，从该绕线电阻接收热转移而导致电阻值低于该绕线电阻的电阻值的该NTC热敏电阻成为主电流路径，而该绕线电阻成为次电流路径，消除该绕线电阻与该NTC热敏电阻间的热失衡。

其中该绕线电阻形成为杆状并且设置于该NTC热敏电阻的中央部分，使该绕线电阻的长度方向上的中心线与该NTC热敏电阻实质上平行。

根据本发明的电路保护装置将多个电阻加热元件设置在箱盒内以使其相互热影响从而能够减少因热失衡而导致的热损失。

并且，根据本发明的电路保护装置，该电路保护装置在箱盒内连接配置NTC热敏电阻与一般的电阻元件，从而使得该电阻元件产生的热影响该NTC热敏电阻从而减少因热失衡而引起的热损失。

并且，根据本发明的电路保护装置，该电路保护装置在箱盒内连接配置NTC热敏电阻与一般的电阻元件，从而在无负载状态下一般的电阻元件成为主电流路径，在有负载状态下NTC热敏电阻成为主电流路径，因而改善了稳定度并且延长了使用寿命。

并且，根据本发明，通过在箱盒内有效地连接配置多个电阻加热元件，从而获得合并电阻值较小的电路保护装置。

并且，根据本发明的电路保护装置，通过在箱盒内有效地连接并配置多个电阻加热元件，从而能够减少在电路保护装置上设置所需的空间。

附图说明

图1为根据本发明的第一实施例的电路保护装置的立体图。

图2为图1沿A-A线的截面图。

图3为图1沿B-B线的截面图。

图4示出了根据本发明的第一实施例将保护装置容置于箱盒中的状态立体图。

图5示出了根据本发明的第一实施例将保护装置容置于箱盒中之后用填充料予以填充的状态立体图。

图6示出了根据本发明的第一实施例在无负载状态下的电流流动的示意图。

图7示出了根据本发明的第一实施例在有负载状态下的电流流动的示意图。

图8示出了根据本发明的第二实施例的电路保护装置的立体图。

图9为图8沿A-A线的截面图。

图10为图8沿B-B线的截面图。

图11示出了根据本发明的第二实施例将保护装置容置于箱盒中的状态立体图。

图12示出了根据本发明的第二实施例将保护装置容置于箱盒中之后用填充料予以填充的状态立体图。

主要部件附图标记：

10     箱盒

20     热敏电阻

30     电阻元件

40     输入连接器

50     输出连接器

60     第一引线

60’   第一引线

70     第二引线

70’   第二引线

80     填充料

具体实施方式

在下文中，对本发明一些实施例将参照附图进行说明：

本发明的第一实施例包含箱盒10、热敏电阻20以及电阻元件30。

如图1所示，箱盒10包含一对侧壁11、后壁12、前壁13、以及底壁14，通过这些元件定义出容置该热敏电阻20以及该电阻元件30的接收空间15，并且其顶部被开放。该前壁13形成有多个导引槽16以导引出将要后述的引线。

如图2与图3所示，该热敏电阻20包含电阻加热元件21、设置于该电阻加热元件21的两侧上的一对电极22、以及从该对电极22各自延伸出的输入线23与输出线24，这些元件均被涂层材料25所覆盖。

该电阻元件30包含电阻器元件31以及设置于该电阻器元件31的两侧上的一对电极32，从该对电极32延伸出的输入线33与输出线34，所有元件均被涂层材料35所覆盖。

如图1至图3所示，该热敏电阻20的输入线23以及该电阻元件30的输入线33通过输入连接器40相互连接。该输入连接器40可由夹持装置所组成，或该热敏电阻20的输入线23以及该电阻元件30的输入线33可被形成为一体并连接。

类似地，该热敏电阻20的输出线24以及该电阻元件30的输出线34通过输出连接器50相互连接。该输出连接器50可由夹持装置所组成，或该热敏电阻20的输出线24以及该电阻元件30的输出线34可被形成为一体并连接。

同时，该电路保护装置具有把电力供应给该热敏电阻20以及该电阻元件30的第一引线60，该第一引线60的一末端连接到该输入连接器40，另一末端通过该箱盒10的其中一个导引槽16延伸至外部。此外，该电路保护装置进一步具有用于导引从该热敏电阻20以及该电阻元件30流出的电流的第二引线70。该第二引线70一末端连接到该输出连接器50，另一末端通过该箱盒10的其中另一个导引槽16延伸至外部。

当该热敏电阻20以及该电阻元件30容置于该箱盒10后，填充料80被充填至该箱盒10中，该填充料80不仅具有在该接收空间15中支撑该热敏电阻20与该电阻元件30的功能而且确保从该热敏电阻20与该电阻元件30的热有效率的发散。因此，该填充料80优选地使用具有优秀地散热性的材料。

图4与图5为根据本发明第一实施例的制造该电路保护装置的过程示意图。首先，准备该箱盒10、该热敏电阻20、以及该电阻元件30。该热敏电阻20与该电阻元件30通过该输入连接器40与该输出连接器50相互连接。该输入连接器40与该输出连接器50分别连接至该第一引线60与该第二引线70。

在此状态下，如图4所示，该热敏电阻20与该电阻元件30容置于该箱盒10的接收空间15。该第一引线60的末端以及该第二引线70的末端通过导引槽16延伸至外部。

接下来，该箱盒10的接收空间15填满该填充物80，从而完成该电路保护装置。所完成的电路保护装置安装在电路板上起到抑制浪涌电流的作用。

在本实施例中，该热敏电阻20整体上为板状的NTC热敏电阻，该电阻元件为杆状的绕线电阻元件。优选地，该NTC热敏电阻与该绕线电阻元件元件之间的配置关系最好能够提升该NTC热敏电阻与该绕线电阻元件之间的热转移效能并减少整体尺寸。在更佳的配置中，该NTC热敏电阻与绕线电阻元件彼此紧密地放置并且增加在该NTC热敏电阻与该绕线电阻元件之间的面对区域。更具体的说，该绕线电阻元件设置于该NTC热敏电阻的中央部分，使该绕线电阻元件的长度方向上的中心线与该NTC热敏电阻实际上平行。这是因为此配置不仅可减少该电路保护装置的尺寸，并通过该热敏电阻20与该电阻元件30的相互影响能减少该热敏电阻20与该电阻元件30间的热失衡。换句话说，电流流经该热敏电阻20与该电阻元件30将导致该热敏电阻20与该电阻元件30产生热。在此时，热会从产生较大量的热的一方转移到产生较小量的热的另一方，因此消除两者间的热失衡。

该热敏电阻20与该电阻元件30可具有相同或不同的电阻值。无论该热敏电阻20与该电阻元件30的电阻值，由于两者为并联关系，所以两者并联电阻值会低于该热敏电阻20和该电阻元件30的电阻值。因此，该电路保护装置具有相对低的电阻值，该相对低的电阻值很难以用单独的该热敏电阻20或该电阻元件30所实现。广泛地说，该NTC热敏电阻的电阻值随着尺寸的提高而降低，而该NTC热敏电阻的制造成本随着尺寸的提高而增加。根据本实施例，通过两个NTC热敏电阻的并联降低了两者间的热失衡，且以较低的成本实现了具有相对低的合并电阻值电路保护装置。随着电子产品的增大，与高解析度的显示装置，比如OLED或UHD等等的出现，大量的电流流经此类电子产品，为此需要使用电阻值较低的电路保护装置，而本发明刚好能够满足此类需求。

特别地，当该热敏电阻20与该电阻元件30具有不同的电阻值时，从该热敏电阻20和该电阻元件30中电阻值较小的电路保护装置中产生的热会转移到电阻值较大的电路保护装置，因此促进另一个具有较高电阻值的电路保护装置的电阻值改变。

举例来说，当浪涌电流作用于安装有具有5欧姆(Ω)的电阻值的NTC热敏电阻以及具有1欧姆(Ω)的电阻值的电阻元件的电路板时，如图6所示，该合并电阻值为0.833欧姆(Ω)。在初始状态下(该状态为本说明书中提及的[无负载状态])，具有较低电阻值的一方成为主电流路径(图6中以粗的箭头表示)，而具有较高电阻值的该NTC热敏电阻成为次电流路径(图6中以细的箭头表示)。因此，瞬间地热失衡发生于该NTC热敏电阻与该电阻元件之间，但随着时间的推移这种热失衡减少或消除。更具体地说，从该电阻元件产生的热转移到该NTC热敏电阻，因此大幅降低了该NTC热敏电阻的电阻值。结果，流经于该NTC热敏电阻的电流量也增加了，从而使得该NTC热敏电阻产生更多的热，因此减少或消除该NTC热敏电阻与该电阻元件的热失衡。在本发明中热平衡状态为该NTC热敏电阻与该电阻元件的热失衡已减少或消除的状态，即[有负载状态]。事实上，有负载状态(热平衡状态)的合并电阻值为0.375欧姆(Ω)。

如图7所示，在有负载状态下(热平衡状态)，该电阻元件的电阻值降低至1欧姆(Ω)，该NTC热敏电阻的电阻值降低至0.6欧姆(Ω)。因此，电阻值较低的该NTC热敏电阻成为主电流路径(图7中以粗的箭头表示)，而电阻值较高的该电阻元件成为次电流路径(图7中以细的箭头表示)，从而可以确认该电流路径之间的变换。承上所述，把该NTC热敏电阻与该电阻元件连接配置于该箱盒内，在无负载状态下使该电阻元件成为主电流路径，而在有负载状态下使该电阻元件成为次电流路径。因此，能够实现具有增加稳定性与使用寿命的电路保护装置。

现就配合附图说明本发明第二实施例。

与第一实施例类似，本发明第二实施例包含箱盒10、热敏电阻20、以及电阻元件30。因此，针对相同的元件使用了相同的符号并省略了相应的说明。第一实施例与第二实施例之间的不同处在于该热敏电阻20与该电阻元件30之间的连接结构。

如图8至图12所示，根据本发明第二实施例，该电路保护装置包含连接器40'用于连接该电阻元件30的输出线34至该热敏电阻20的输入线23。此外，根据第二实施例，该电路保护装置包含第一引线60'以及第二引线70'，该第一引线60'的一末端连接到该电阻元件30的输入线33，该第一引线60'的另一末端通过该箱盒10的其中一个导引槽16延伸至外部，该第二引线70'的一末端连接到该热敏电阻20的输出线24，该第二引线70'的另一末端通过该箱盒10的其他导引槽16延伸至外部。其中，电阻元件30与输入线33之间的连接以及热敏电阻20与输出线24之间的连接可以通过额外的夹具来实现，或者可以连接为一体。

此外，在第二实施例中该热敏电阻20整体上为板状的、电阻值较大的NTC热敏电阻20，该电阻元件为电阻值较小的绕线电阻元件，并且优选地，该绕线电阻元件的长度方向上的中心线与该NTC热敏电阻实质上平行。从而可以消除NTC热敏电阻20和电阻元件30之间的热失衡。

此外，热敏电阻和电阻元件可以具有相同的电阻值，也可以具有不同的电阻值。

Claims (2)

1.一种电路保护装置，包括：

箱盒；

热敏电阻，容置于该箱盒中，该热敏电阻包含板状的第一电阻加热元件、设置于该第一电阻加热元件的两侧的一对电极、以及从该一对电极各自延伸出的输入线和输出线；

电阻元件，容置于该箱盒中，该电阻元件包含电流输入线和输出线；

输入连接器，用于连接该热敏电阻的输入线和该电阻元件的输入线；

输出连接器，用于连接该热敏电阻的输出线和该电阻元件的输出线；

第一引线，该第一引线的一末端连接到该输入连接器，并且该第一引线的另一末端延伸至该箱盒之外；以及

第二引线，该第二引线的一末端连接到该输出连接器，并且该第二引线的另一末端延伸至该箱盒之外，

其中，该热敏电阻包含NTC热敏电阻，该电阻元件包含电阻值低于该NTC热敏电阻的电阻值的绕线电阻，该NTC热敏电阻与该绕线电阻相邻放置以相互热影响，在无负载状态下，在该NTC热敏电阻和绕线电阻中电阻值较小的该绕线电阻成为主电流路径，而电阻值较大的该NTC热敏电阻成为次电流路径，并且在有负载状态下，从该绕线电阻接收热转移而导致电阻值低于该绕线电阻的电阻值的该NTC热敏电阻成为主电流路径，而该绕线电阻成为次电流路径，消除该绕线电阻与该NTC热敏电阻间的热失衡。

2.如权利要求1所述的电路保护装置，其中该绕线电阻形成为杆状并且设置于该NTC热敏电阻的中央部分，使该绕线电阻的长度方向上的中心线与该NTC热敏电阻实质上平行。