CN105489303A - 线缆及其制造方法、电路保护器件及其制造方法、负载电路 - Google Patents

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CN105489303A CN201410482381.1A CN201410482381A CN105489303A CN 105489303 A CN105489303 A CN 105489303A CN 201410482381 A CN201410482381 A CN 201410482381A CN 105489303 A CN105489303 A CN 105489303A
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Abstract

本发明公开一种线缆，包括：第一导体、第二导体和PTC材料层。所述PTC材料层与所述第一导体和所述第二导体直接结合在一起，其中，所述第一导体和所述第二导体相互间隔开，通过所述PTC材料层相互电连接，使得电流能够经由所述PTC材料层从所述第一和第二导体中的一个导体流动到另一个导体。当流过第一和第二导体的电流过大时，PTC材料层的温度会升高并会被触发到高阻状态，使得流过第一导体和第二导体的电流被快速地降低到正常电流值以下。因此，本发明的线缆不仅具有传输电力的功能，而且具有过流和过热保护功能。

Description

线缆及其制造方法、电路保护器件及其制造方法、负载电路
技术领域
本发明涉及一种线缆、一种线缆的制造方法、一种电路保护器件、一种电路保护器件的制造方法以及一种负载电路。
背景技术
在现有技术中，PTC(PositiveTemperatureCoefficient)电路保护器件是一个独立的电子器件，其仅具有过流和/或过压保护功能，而不能用于传输电力。因此，在现有技术中，必须使用与PTC电路保护器件分离的导线来实现各个电气设备之间的电力传输。
在现有技术中，PTC电路保护器件的安装位置通常位于功能板上，或者位于线缆之间。但是，无论采用何种方式，必须为各个PTC电路保护器件预留安装位置空间。但是，有时线缆很多、非常密集，此时安装空间就变得非常紧张，无法安装多个独立的PTC电路保护器件。同时，由于PTC电路保护器件本体均具有一定的刚性，所以当PTC电路保护器件位于线缆之间时，线缆在PTC电路保护器件所在的位置处无法进行弯曲，降低了线缆的布置密度。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
本发明的一个目的在于提供一种线缆，其不仅具有电力传输的功能，而且具有过流和过热保护功能。
本发明的另一个目的在于提供一种电路保护器件，其制造简单。
根据本发明的一个方面，提供一种线缆，包括：第一导体；第二导体；和PTC材料层，与所述第一导体和所述第二导体直接结合在一起，其中，所述第一导体和所述第二导体相互间隔开，通过所述PTC材料层相互电连接，使得电流能够经由所述PTC材料层从所述第一和第二导体中的一个导体流动到另一个导体。
根据本发明的一个实施例，所述第一导体和所述第二导体被包裹在所述PTC材料层的内部。
根据本发明的另一个实施例，所述PTC材料层通过挤压成型的方法形成在所述第一导体和所述第二导体上。
根据本发明的另一个实施例，所述线缆还包括：外绝缘层，所述外绝缘层包覆在所述PTC材料层的外表面上。
根据本发明的另一个实施例，所述第一导体被包裹在所述PTC材料层的内部，并且所述第二导体为包覆在所述PTC材料层的外表面上的导电层。
根据本发明的另一个实施例，所述PTC材料层通过挤压成型的方法形成在所述第一导体上；并且所述导电层通过电镀的方法形成在所述PTC材料层上。
根据本发明的另一个实施例，所述线缆还包括：外绝缘层，所述外绝缘层包覆在所述第二导体的外表面上。
根据本发明的另一个方面，提供一种制造线缆的方法，包括以下步骤：
用挤出机将熔融的PTC材料同时挤压在第一导体和第二导体上，以便形成包覆所述第一导体和所述第二导体的PTC材料层，
其中，所述第一导体和所述第二导体相互间隔开，通过所述PTC材料层相互电连接。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括步骤：在所述PTC材料层的外表面上形成一层外绝缘层。
根据本发明的另一个方面，提供一种制造线缆的方法，包括以下步骤：
用挤出机将熔融的PTC材料挤压在第一导体上，以便形成包覆所述第一导体的PTC材料层；和
在所述PTC材料层上形成导电层，该导电层作为第二导体，
其中，所述第一导体和所述第二导体相互间隔开，通过所述PTC材料层相互电连接。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括步骤：在所述第二导体的外表面上形成一层外绝缘层。
根据本发明的另一个方面，提供一种制造电路保护器件的方法，包括以下步骤：
提供前述实施例中所描述的线缆；
将所述线缆切割成具有预定长度的线缆段；和
去除每个所述线缆段上的一部分PTC材料层，使第一导体和第二导体的一部分暴露出来。
根据本发明的另一个实施例，所述第一导体和所述第二导体是柔性导线；并且每个所述线缆段上暴露出来的第一导体和第二导体分别作为第一连接导线和第二连接导线。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括步骤：
在所述第一连接导线和所述第二连接导线上分别形成第一绝缘保护套管和第二绝缘保护套管。
根据本发明的另一个实施例，所述第一导体和所述第二导体是硬导线；并且每个所述线缆段上暴露出来的第一导体和第二导体分别作为第一导电引脚和第二导电引脚。
根据本发明的另一个方面，提供一种电路保护器件，所述电路保护器件由前述方法制成。
根据本发明的另一个方面，提供一种负载电路，包括串联在负载电路上的线缆，其中，所述线缆为根据前述任一实施例所描述的线缆或由前述任一方法所制造的线缆；并且所述线缆的第一导体和第二导体中的一个作为正极，另一个作为负极。
根据本发明的另一个方面，提供一种负载电路，包括串联在负载电路上的电路保护器件，所述电路保护器件为根据前述实施例所描述的电路保护器件。
在根据本发明的各个实施例的线缆中，PTC材料层与用于传输电力的第一导体和第二导体直接结合在一起，因此，电流能够经由PTC材料层从第一和第二导体中的一个导体流动到另一个导体。同时，当流过第一和第二导体的电流过大时，PTC材料层的温度会升高并会被快速地触发到高阻状态，使得流过第一导体和第二导体的电流被快速地降低到正常电流值以下。因此，根据本发明的各个实施例的线缆不仅具有传输电力的功能，而且具有过流和过热保护功能，能够有效防止线缆自身以及与线缆连接的各个电气设备因过流或过热而被烧毁。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的第一实施例的线缆的纵向剖视图；
图2显示根据本发明的第一实施例的线缆的横向剖视图；
图3显示根据本发明的第二实施例的线缆的纵向剖视图；
图4显示根据本发明的第二实施例的线缆的横向剖视图；
图5显示利用图1和图2所示的线缆制造出的一种电路保护器件的示意图；和
图6显示利用图1和图2所示的线缆制造出的另一种电路保护器件的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种线缆，包括：第一导体；第二导体；和PTC材料层，与所述第一导体和所述第二导体直接结合在一起，其中，所述第一导体和所述第二导体相互间隔开，通过所述PTC材料层相互电连接，使得电流能够经由所述PTC材料层从所述第一和第二导体中的一个导体流动到另一个导体。
线缆的第一实施例
图1显示根据本发明的第一实施例的线缆的纵向剖视图；图2显示根据本发明的第一实施例的线缆的横向剖视图。
如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，线缆主要包括第一导体10、第二导体20和PTC材料层30。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，PTC材料层30与第一导体10和第二导体20直接结合在一起。第一导体10和第二导体20相互间隔开，通过PTC材料层30相互电连接。
在本发明的一个实施例中，还提供一种包括如图1和图2所示的线缆的负载电路，该线缆串联在负载电路上，为负载电路上的各个电气设备(未图示)传输电力和提供过流保护。
在图示的实施例中，线缆的第一导体10和第二导体20中的一个作为正极，另一个作为负极。例如，在本发明的一个实施例中，线缆的第一导体10与负载电路上的一个电气设备(未图示)的一个电极电连接，例如，与一个电气设备的负极电连接。线缆的第二导体20与负载电路上的另一个电气设备的一个电极电连接，例如，与另一个电气设备的正极电连接。这样，一个电气设备的负极和另一个电气设备的正极就可以通过图1和图2所示的线缆相互电连接在一起。此时，在负载电路正常工作时，电流从线缆的第一导体10流入并从线缆的第二导体20流出。
PTC材料层30在低温时电阻很小，可以允许正常的电流通过，在高温时电阻会变得很大。这样，在正常工作时，PTC材料层30处于低温低阻状态，正常的工作电流能够经由PTC材料层30从第一导体10和第二导体20中的一个导体流动到另一个导体，使得与线缆电连接的电气设备能够正常工作。但是，当过大的电流流过第一导体10、第二导体20和PTC材料层30时，PTC材料层30的温度会快速上升，导致PTC材料层30被快速地触发到高阻状态，从而使得流过第一导体10和第二导体20的电流被快速地降低到正常电流值以下，甚至被降低到接近于零。因此，根据本发明的前述实施例的线缆不仅具有传输电力的功能，而且具有过流和过热保护功能，能够有效防止线缆自身以及与线缆连接的各个电气设备因过流或过热而被烧毁。
请继续参见图3，在图示的实施例中，第一导体10和第二导体20都被包裹在PTC材料层30的内部。即，PTC材料层30包覆在第一导体10和第二导体20的外部。
在本发明的一个实施例中，PTC材料层30可以通过挤压成型的方法形成在第一导体10和第二导体20上。
如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，线缆还可以包括外绝缘层40。该外绝缘层40包覆在PTC材料层30的外表面上。
在本发明的一个实施例中，外绝缘层40可以通过挤压成型的方法形成在PTC材料层30上。
在本发明的一个实施例中，线缆可以具有圆形、椭圆形、正方形、8字形或其它合适的横截面形状。
在图1和图2所示的实施例中，线缆仅包括一对导体10、20，但是，本发明不局限于图示的实施例，线缆也可以包括多对导体10、20。
下面将参照图1和图2来详细说明制造图示的线缆的过程。
在本发明的一个实施例中，提供一种制造图1和图2所示的线缆的方法，主要包括以下步骤：
用挤出机将熔融的PTC材料同时挤压在第一导体10和第二导体20上，以便形成包覆第一导体10和第二导体20的PTC材料层30。
在前述方法中，还可以包括步骤：在PTC材料层30的外表面上形成一层外绝缘层40。例如，用挤出机将熔融的绝缘材料挤压在PTC材料层30上，从而形成外绝缘层40。
线缆的第二实施例
图3显示根据本发明的第二实施例的线缆的纵向剖视图；图4显示根据本发明的第二实施例的线缆的横向剖视图。
如图3和图4所示，在本发明的一个实施例中，线缆主要包括第一导体100、第二导体200和PTC材料层300。
如图3和图4所示，在图示的实施例中，PTC材料层300与第一导体100和第二导体200直接结合在一起。第一导体100和第二导体200相互间隔开，通过PTC材料层300相互电连接。
在本发明的一个实施例中，还提供一种包括如图3和图4所示的线缆的负载电路，该线缆串联在负载电路上，为负载电路上的各个电气设备(未图示)传输电力和提供过流保护。
在图示的实施例中，线缆的第一导体100和第二导体200中的一个作为正极，另一个作为负极。例如，在本发明的一个实施例中，线缆的第一导体100与负载电路上的一个电气设备(未图示)的一个电极电连接，例如，与一个电气设备的负极电连接。线缆的第二导体200与负载电路上的另一个电气设备的一个电极电连接，例如，与另一个电气设备的正极电连接。这样，一个电气设备的负极和另一个电气设备的正极就可以通过图3和图4所示的线缆相互电连接在一起。此时，在负载电路正常工作时，电流从线缆的第一导体100流入并从线缆的第二导体200流出。
PTC材料层300在低温时电阻很小，可以允许正常的电流通过，在高温时电阻会变得很大。这样，在正常工作时，PTC材料层300处于低温低阻状态，正常的工作电流能够经由PTC材料层300从第一导体100和第二导体200中的一个导体流动到另一个导体，使得与线缆电连接的电气设备能够正常工作。但是，当过大的电流流过第一导体100、第二导体200和PTC材料层300时，PTC材料层300的温度会快速上升，导致PTC材料层300被快速地触发到高阻状态，从而使得流过第一导体100和第二导体200的电流被快速地降低到正常电流值以下，甚至被降低到接近于零。因此，根据本发明的前述实施例的线缆不仅具有传输电力的功能，而且具有过流和过热保护功能，能够有效防止线缆自身以及与线缆连接的各个电气设备因过流或过热而被烧毁。
请继续参见图3，在图示的实施例中，第一导体100被包裹在PTC材料层300的内部，即，PTC材料层300包覆在第一导体100的外部。第二导体200为包覆在PTC材料层300的外表面上的导电层。
在本发明的一个实施例中，PTC材料层300可以通过挤压成型的方法形成在第一导体100上。导电层(第二导体)200可以通过电镀的方法形成在PTC材料层300上。
如图3和图4所示，在本发明的一个实施例中，线缆还可以包括外绝缘层400。该外绝缘层400包覆在导电层(第二导体)200的外表面上。
在本发明的一个实施例中，外绝缘层400可以通过挤压成型的方法形成在导电层(第二导体)200上。
在本发明的一个实施例中，线缆可以具有圆形、椭圆形、正方形、8字形或其它合适的横截面形状。
在图3和图4所示的实施例中，线缆仅包括一对导体100、200，但是，本发明不局限于图示的实施例，线缆也可以包括多对导体100、200。
下面将参照图3和图4来详细说明制造图示的线缆的过程。
在本发明的一个实施例中，提供一种制造图3和图4所示的线缆的方法，主要包括以下步骤：
用挤出机将熔融的PTC材料挤压在第一导体100上，以便形成包覆第一导体100的PTC材料层300；和
在PTC材料层300上形成导电层，该导电层作为第二导体200。
在前述方法中，还可以包括步骤：在导电层(第二导体)200的外表面上形成一层外绝缘层400。例如，用挤出机将熔融的绝缘材料挤压在导电层(第二导体)200上，从而形成外绝缘层400。
制造电路保护器件的一个实施例
图5显示利用图1和图2所示的线缆制造出的一种电路保护器件的示意图。
如图5所示，在本发明的一个实施例中，提供一种制造电路保护器件的方法，主要包括以下步骤：
S101：提供如第一实施例所描述的线缆；
S102：将线缆切割成具有预定长度的线缆段；和
S103：去除每个线缆段上的一部分PTC材料层30，使第一导体10和第二导体20的一部分暴露出来。
在前述实施例中，如果线缆包括外绝缘层40，则前述步骤S103还包括去除一部分外绝缘层40。
在本发明的一个实施例中，如图5所示，第一导体10和第二导体20是容易弯曲的柔性导线。每个线缆段上暴露出来的第一导体10和第二导体20的长度较大，可以分别作为电连接到一个电气设备的负极(正极)和另一个电气设备的正极(负极)的第一连接导线10a和第二连接导线20a。
如图5所示，在图示的实施例中，在第一连接导线10a和第二连接导线20a上分别形成第一绝缘保护套管11和第二绝缘保护套管21，用于保护裸露出的长度较大的第一连接导线10a和第二连接导线20a。
制造电路保护器件的另一个实施例
图6显示利用图1和图2所示的线缆制造出的另一种电路保护器件的示意图。
如图6所示，在本发明的一个实施例中，提供一种制造电路保护器件的方法，主要包括以下步骤：
S201：提供如第一实施例所描述的线缆；
S202：将线缆切割成具有预定长度的线缆段；和
S203：去除每个线缆段上的一部分PTC材料层30，使第一导体10和第二导体20的一部分暴露出来。
在前述实施例中，如果线缆包括外绝缘层40，则前述步骤S203还包括去除一部分外绝缘层40。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，第一导体10和第二导体20是不容易弯曲的硬导线。因此，每个线缆段上暴露出来的第一导体10和第二导体20可以分别作为电连接到一个电气设备的负极(正极)和另一个电气设备的正极(负极)的第一导电引脚10a’和第二导电引脚20a’。
在本发明的前述各个实施例中，多导体芯PTC线缆利用PPTC的聚合物材料特性，基于现有传统线缆加工工艺，成功地将PPTC这类过流和过热保护材料与导线配合加工成线缆形态，必要时外部周围可覆盖绝缘层。此新型线缆在具有传统线缆传输电力能量的功能同时，具有自我过流和过热保护功能，可有效减少传统的电路保护器件及其附件的使用，同时有效减少对安装空间的要求。此外，其可按需求被切割制成多种类型的单体PTC电路保护器件或PTC感温器件，具有较好的成本特性。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (18)

1.一种线缆，其特征在于，包括：
第一导体(10)；
第二导体(20)；和
PTC材料层(30)，与所述第一导体(10)和所述第二导体(20)直接结合在一起，
其中，所述第一导体(10)和所述第二导体(20)相互间隔开，通过所述PTC材料层(30)相互电连接，使得电流能够经由所述PTC材料层(30)从所述第一和第二导体(10、20)中的一个导体流动到另一个导体。
2.根据权利要求1所述的线缆，其特征在于：
所述第一导体(10)和所述第二导体(20)被包裹在所述PTC材料层(30)的内部。
3.根据权利要求2所述的线缆，其特征在于：
所述PTC材料层(30)通过挤压成型的方法形成在所述第一导体(10)和所述第二导体(20)上。
4.根据权利要求2所述的线缆，其特征在于，所述线缆还包括：
外绝缘层(40)，所述外绝缘层(40)包覆在所述PTC材料层(30)的外表面上。
5.根据权利要求1所述的线缆，其特征在于：
所述第一导体(100)被包裹在所述PTC材料层(300)的内部，并且所述第二导体(200)为包覆在所述PTC材料层(300)的外表面上的导电层。
6.根据权利要求5所述的线缆，其特征在于：
所述PTC材料层(300)通过挤压成型的方法形成在所述第一导体(100)上；并且
所述导电层通过电镀的方法形成在所述PTC材料层(300)上。
7.根据权利要求5所述的线缆，其特征在于，所述线缆还包括：
外绝缘层(400)，所述外绝缘层(400)包覆在所述第二导体(200)的外表面上。
8.一种制造线缆的方法，包括以下步骤：
用挤出机将熔融的PTC材料同时挤压在第一导体(10)和第二导体(20)上，以便形成包覆所述第一导体(10)和所述第二导体(20)的PTC材料层(30)，
其中，所述第一导体(10)和所述第二导体(20)相互间隔开，通过所述PTC材料层(30)相互电连接。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：在所述PTC材料层(30)的外表面上形成一层外绝缘层(40)。
10.一种制造线缆的方法，包括以下步骤：
用挤出机将熔融的PTC材料挤压在第一导体(100)上，以便形成包覆所述第一导体(100)的PTC材料层(300)；和
在所述PTC材料层(300)上形成导电层，该导电层作为第二导体(200)，
其中，所述第一导体(100)和所述第二导体(200)相互间隔开，通过所述PTC材料层(300)相互电连接。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括步骤：在所述第二导体(200)的外表面上形成一层外绝缘层(400)。
12.一种制造电路保护器件的方法，包括以下步骤：
提供如权利要求1所述的线缆；
将所述线缆切割成具有预定长度的线缆段；和
去除每个所述线缆段上的一部分PTC材料层(30)，使第一导体(10)和第二导体(20)的一部分暴露出来。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述第一导体(10)和所述第二导体(20)是柔性导线；并且
每个所述线缆段上暴露出来的第一导体(10)和第二导体(20)分别作为第一连接导线(10a)和第二连接导线(20a)。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括步骤：
在所述第一连接导线(10a)和所述第二连接导线(20a)上分别形成第一绝缘保护套管(11)和第二绝缘保护套管(21)。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：
所述第一导体(10)和所述第二导体(20)是硬导线；并且
每个所述线缆段上暴露出来的第一导体(10)和第二导体(20)分别作为第一导电引脚(10a’)和第二导电引脚(20a’)。
16.一种电路保护器件，其特征在于：所述电路保护器件由权利要求12-15中的任一项所述的方法制成。
17.一种负载电路，包括串联在负载电路上的线缆，其特征在于：
所述线缆为根据前述权利要求1-7中任一项所限定的线缆或由前述权利要求8-11中任一项的方法所制造的线缆；并且
所述线缆的第一导体(10)和第二导体(20)中的一个作为正极，另一个作为负极。
18.一种负载电路，包括串联在负载电路上的电路保护器件，其特征在于：
所述电路保护器件为根据权利要求16所限定的电路保护器件。
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