CN106887368B - 保护元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护元件，所述保护元件包括熔断组件，所述熔断组件包括：绝缘基板、导电元件、发热元件和储剂，绝缘基板上形成有贯穿的通孔，发热元件设在绝缘基板的一侧，导电元件设在绝缘基板的另一侧，导电元件和发热元件与绝缘基板上的通孔之间限定出熔断腔，导电元件包括与熔断腔相对的熔断部，储剂位于熔断腔内，保护元件构造成当发热元件升温至触发储剂发生化学反应的温度时，储剂发生化学反应并释放气体以冲击导电元件上的熔断部。根据本发明的保护元件，可以减少熔断部在中低倍额定电流下的熔断时间，使保护元件在具有较高的耐流水平的同时，还可以在中低倍额定电流下迅速熔断，实现对电路的有效保护。

Description

保护元件

技术领域

本发明涉及电路保护技术领域，尤其是涉及一种保护元件。

背景技术

相关技术中的电路保护元件主要采用由银、铜、锡、铅等一种或几种金属组成的合金熔断元件，并在熔断元件局部设计电阻密度集中区域，该元件一般串联接入被保护电路中，当电路中出现保护范围内的过载电流时，过载电流流经熔断元件，电阻密度集中区域会在电热功率作用下升温，当温度达到熔断元件金属熔点时，熔断元件在表面张力或电弧作用下自行断开，实现对电路的过流保护。

但是，由于固定形状的熔断元件的通过电流与熔断时间基本为指数关系，一般保护元件其达到秒级熔断时间对应的熔断电流，通常为正常耐流值的5-10倍，甚至更高。当选定额定电流值较高的保护元件时，可以满足电路正常工作的耐流要求，但其在指定电流下的熔断时间往往过长，难以实现对电路的有效保护；反之，当选用可以在指定电流下迅速熔断的常规保护元件，在电路正常工作时的电流条件下保护元件温升较高，存在误关断甚至造成周围塑胶件融化、起火的风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种保护元件，所述保护元件可以缩短在中低倍额定电流下的熔断时间。

根据本发明的保护元件，包括熔断组件，所述熔断组件包括：绝缘基板，所述绝缘基板上形成有贯穿的通孔；发热元件，所述发热元件设在所述绝缘基板的一侧；导电元件，所述导电元件设在所述绝缘基板的另一侧，所述导电元件和所述发热元件与所述绝缘基板上的所述通孔之间限定出熔断腔，所述导电元件包括与所述熔断腔相对的熔断部；储剂，所述储剂位于所述熔断腔内；所述保护元件构造成当所述发热元件升温至触发所述储剂发生化学反应的温度时，所述储剂发生化学反应并释放气体以冲击所述导电元件上的所述熔断部。

根据本发明的保护元件，通过利用储剂化学反应产生的热量和气体冲击导电元件上的熔断部，由此可以减少熔断部在中低倍额定电流下的熔断时间，使保护元件在具有较高的耐流水平的同时，还可以在中低倍额定电流下迅速熔断，实现对电路的有效保护。

在本发明的一些实施例中，所述储剂贴合在发热元件的邻近所述导电元件的一侧表面上。

在本发明的一些实施例中，所述发热元件与所述导电元件并联。

在本发明的一些实施例中，所述通孔与所述导电元件相连的第一端的横截面积小于所述通孔与所述发热元件相连的第二端的横截面积。

进一步地，沿着从所述发热元件到所述导电元件的方向，所述通孔的横截面积逐渐减小。

根据本发明的一些实施例，所述导电元件包括一个熔断部或者在所述导电元件的电流通过方向上间隔开排布的多个熔断部，每个所述熔断部均包括在垂直于所述导电元件的电流通过方向上间隔开排布的多个穿孔。

根据本发明的一些实施例，所述导电元件为厚度小于等于1mm的导电板。

根据本发明的一些实施例，保护元件进一步包括：两个第一引出端，所述两个第一引出端与所述导电元件相连以用于将所述导电元件连接至外电路；和两个第二引出端，所述两个第二引出端与所述发热元件相连且分别与所述两个第一引出端相连，以使所述发热元件与所述导电元件并联。

在本发明的一些实施例中，每个所述第一引出端均包括第一段部和第二段部，所述第一段部与所述导电元件相连，所述第二段部的一端与所述第一段部的一端相连、另一端朝向远离所述第一段部的方向延伸。

在本发明的一些实施例中，所述储剂包括：硝酸盐，所述硝酸盐包括硝酸铵和/或硝酸钾；还原剂，所述还原剂包括活性炭和/或木炭粉末；复合液态有机物，所述复合液态有机物包括溶剂和粘结剂。

进一步地，所述储剂包括100份的硝酸铵，基于100份的硝酸铵，所述储剂还包括4-12份的活性炭以及4-5份的复合液态有机物。

在本发明的一些实施例中，基于所述复合液态有机物的总质量，所述复合液态有机物包括81％wt～86％wt粘结剂和14％wt～19％wt溶剂。

可选地，所述溶剂包括正戊醇、异戊醇、异戊二醇中的至少一个。

可选地，所述粘结剂包括石蜡、氢化松香、歧化松香中的至少一个。

在本发明的一些实施例中，混合而成的膏状混合物的所述储剂涂覆在所述发热元件上后置于真空环境中，所述储剂中的部分所述溶剂挥发后粘附在所述发热元件上。

根据本发明的一些实施例，保护元件进一步包括：绝缘保护件，所述绝缘保护件设在所述熔断组件外以保护所述熔断组件。

进一步地，所述绝缘保护件为绝缘保护层，所述绝缘保护层涂覆在所述熔断组件的外表面上。

优选地，所述绝缘保护层为常温固化环氧树脂层。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的保护元件的示意图；

图2是图1中所示的导电元件的示意图；

图3是图1中所示的导电元件与绝缘基板的一个角度的示意图；

图4是图3中所示的导电元件与绝缘基板的另一个角度的示意图；

图5是图4中所示的导电元件、绝缘基板与第一引出端的示意图；

图6是图1中所示的发热元件、储剂与第二引出端的示意图；

图7是图1中所示的熔断组件、第一引出端和第二引出端的示意图；

图8是根据本发明实施例的保护元件和对比例1的保护元件的加载电流倍数与熔断时间曲线关系示意图。

附图标记：

保护元件100，

绝缘基板1，通孔11，

导电元件2，熔断部21，穿孔22，

发热元件3，储剂4，熔断腔5，

第一引出端6，第一段部61，第二段部62，

第二引出端7，绝缘保护层8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的保护元件100。

如图1所示，根据本发明实施例的保护元件100，包括熔断组件，熔断组件包括：绝缘基板1、导电元件2、发热元件3和储剂4。

具体地，绝缘基板1上形成有贯穿的通孔11，发热元件3设在绝缘基板1的一侧(例如图1中所示的绝缘基板1的上侧)，导电元件2设在绝缘基板1的另一侧(例如图1中所示的绝缘基板1的下侧)，导电元件2和发热元件3与绝缘基板1上的通孔11之间限定出熔断腔5，导电元件2包括与熔断腔5相对的熔断部21，储剂4位于熔断腔5内，保护元件100构造成当发热元件3升温至触发储剂4发生化学反应温度时，储剂4发生化学反应并释放气体以冲击导电元件2上的熔断部。

如图1所示，导电元件2设在绝缘基板1的下侧，发热元件3设在绝缘基板1的上侧，绝缘基板1上形成有沿上下方向贯穿的通孔11，储剂4位于熔断腔5内，导电元件2上的熔断部21与熔断腔5相对。

在电路正常工作状态下，电路中流经保护元件100的电流较低，此时，电流通常不超过1-1.5In(额定电流)，由于导电元件2的内阻远低于发热元件3的内阻，由此可保证导电元件2具有较低的温升水平，提高保护元件100的耐流水平。

当电路中出现中低倍(例如2-5In以上)的额定电流时，流经发热元件3的电流使发热元件3迅速升温至储剂4化学反应的启动温度，触发储剂4进行放热反应，释放出大量的热量并生成气体，热量和气体沿通孔11迅速排放至通孔11下端的开口处，并冲击导电元件2上的熔断部21，熔断部21在热量的加热和气体的冲击的双重作用下，迅速熔断，实现关断电路的动作。

这里，需要说明的是，由于提供熔断部21熔断能源的主体变为储剂4化学反应放热，所以熔断部21的熔断时间，主要由发热元件3升温至储剂4触发反应温度的时间t1，储剂4进行化学反应释放热量和气体的时间t2以及导电元件2在热量和气体冲击的双重作用下的熔断时间t3组成。而三者相加之和远远小于导电元件2通电自行放热至导电元件2金属熔点进而熔断所需的时间，从而有效地缩短了保护元件100在中低倍额定电流下的熔断时间。

另外，还需要说明的是，当电路中出现过压、高温等其他失效可能时，也可通过相应监控元件发出信号，给予发热元件3发热电流，使发热元件3升温触发储剂4反应，完成关断电路的动作，从而实现对电路的多种模式的保护。

根据本发明实施例的保护元件100，通过利用储剂4化学反应产生的热量和气体冲击导电元件2上的熔断部21，由此可以减少熔断部21在中低倍额定电流下的熔断时间，使保护元件100在具有较高的耐流水平的同时，还可以在中低倍额定电流下迅速熔断，实现对电路的有效保护。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，储剂4可以贴合在发热元件3的邻近导电元件2的一侧表面上，由此，有利于储剂4发生化学反应产生的热量和气体直接冲击导电元件2上的熔断部21，使保护元件100的结构更加紧凑合理。例如在图1所示的示例中，导电元件2位于发热元件3的下方，储剂4贴合在发热元件3的下端面，以使储剂4化学反应生成的热量和气体直接冲击并熔断熔断部21。

根据本发明的一些实施例，发热元件3可以与导电元件2并联，由此可以简化保护元件100的结构，使保护元件100的结构更加合理。

在本发明的一个实施例中，参照图1，通孔11与导电元件2相连的第一端(例如图1中所示的通孔11的下端)的横截面积可以小于通孔11与发热元件3相连的第二端(例如图1中所示的通孔11的上端)的横截面积。由此，储剂4发生化学反应产生的热量和气体，在向下冲击的过程中，可以提高热量和气体的冲击力度，加速熔断导电元件2上的熔断部21。

进一步地，沿着从发热元件3到导电元件2的方向(例如图1中从上往下的方向)，通孔11的横截面积逐渐减小。由此，储剂4发生化学反应产生的热量和气体，在向下冲击的过程中，随着通孔11的横截面积逐渐减小，可以提高气体的冲击力度，加速熔断导电元件2上的熔断部21。

例如在图1所示的示例中，通孔11的纵截面形成为梯形，且该梯形的上底的宽度大于下底的宽度，储剂4设在通孔11的上底的一端，当储剂4发生反应时，气体和热量向下冲击，随着通孔11的开口的变小，从而可以增大气体和热量对熔断部21的冲击力度。

根据本发明的一些实施例，绝缘基板1可以为氧化铝陶瓷基板，氧化铝陶瓷具有较好的传导性和机械性能，由此在保证导电元件2与发热元件3并联、且与通孔11共同限定出熔断腔5的前提下，可以提高保护元件100的整体性能。例如，绝缘基板1可以为薄片状99％氧化铝陶瓷基板。

根据本发明的一些实施例，导电元件2可以通过热压烧结工艺粘附在绝缘基板1上，由此可以保证导电元件2与绝缘基板1之间的连接强度，提高导电元件2与绝缘基板1之间连接的可靠性。

根据本发明的一些实施例，导体元件上包括一个熔断部21或者在导电元件2的电流通过方向(例如图2中所示的左右方向)上间隔开排布的多个熔断部21，每条熔断部21均包括在垂直于导电元件2的电流通过方向上间隔开排布的多个穿孔22，由此，当储剂4发生化学反应释放的热量和气体冲击熔断部21时，可以缩短熔断部21的熔断时间。

进一步地，熔断部21可以为奇数个且奇数个熔断部21在导电元件2的电流通过方向(例如图2中所示的左右方向)上均匀地间隔开排布，由此可以保证导电元件2沿电流方向的中间位置必有一个熔断部21，同时，还可以使导电元件2上的电流分布更为均匀，使导电元件2的结构更加合理。优选地，导电元件2的中间位置的熔断部21与通孔11相对，从而使保护元件100的结构更加合理。

例如在图3和图4所示的示例中，沿导电元件2的电流方向，导电元件2上形成有奇数个熔断部21，每个熔断部21包括多个穿孔22，其中，沿导电元件2的电流方向的中间位置的熔断部21与通孔11的窄的一端相对，由此可以缩短导电元件2的熔断时间，使保护元件100的结构更加合理。

这里，需要说明的是，通过调整熔断部21的数量、每个熔断部21上的穿孔22的数量和穿孔22的大小，可以使导电元件2满足不同额定电流值的要求。

优选地，导电元件2可以为厚度小于等于1mm的导电板，由此，当电路电流过载时，有利于快速熔断导电元件2，起到保护电路的效果。优选地，导电元件2可以为纯铜材料导电板。例如，导电元件2可以采用厚度小于等于1mm的纯铜带通过蚀刻或冲切的方式制成，由此便于导电元件2的加工成型。

根据本发明的一些实施例，参照图5-图7，保护元件100可以进一步包括：两个第一引出端6和两个第二引出端7，其中，两个第一引出端6可以与导电元件2相连以用于将导电元件2连接至外电路，两个第二引出端7可以与发热元件3相连且分别与两个第一引出端6相连，以使发热元件3与导电元件2并联。由此，保护元件100可以通过两个第一引出端6与外电路连接以保护外电路，发热元件3可以通过两个第二引出端7与导电元件2并联，当电路电流过载时，为导电元件2提供熔断能量。

可选地，每个第一引出端6均为纯铜镀镍材料件，由于纯铜镀镍材料的化学稳定性好，硬度高，由此可以提高保护元件100的整体性能，延长保护元件100的使用寿命。

进一步地，两个第一引出端6均可以通过钎焊工艺焊接在导电元件2的长度方向上的两端，由此可以提高第一引出端6与导电元件2之间的连接的可靠性，同时使保护元件100的结构更加合理。例如在图5所示的示例中，两个第一引出端6通过钎焊焊接在导电元件2沿长度方向的两端。

根据本发明的一些实施例，参照图5，每个第一引出端6均可以包括第一段部61和第二段部62，第一段部61与导电元件2相连，第二段部62的一端与第一段部61的一端相连、另一端朝向远离第一段部61的方向延伸。例如在图5所示的示例中，第一引出端6包括第一段部61和第二段部62，第一段部61设在导电元件2上，并与导电元件2焊接在一起，第二段部62垂直于第一段部61，且第一段部61和第二段部62的连接处圆滑过渡，也就是说，第一段部61和第二段部62折弯形成为L型。

进一步地，第二段部62的另一端可以直接与电路板上预置的焊盘点焊连接，由此，无需为保护元件100设置专门的接插件，便于保护元件100与电路板的集成，从而节约安装空间，简化安装工艺。优选地，第一引出端6在钎焊前作退火处理，由此可以便于第一引出端6的折弯，同时可以保证第一引出端6与焊盘焊接时紧密贴合。

根据本发明的一些实施例，参照图7，每个第二引出端7均可以通过点焊工艺焊接在相应的第一段部61上，由此，在确保发热元件3与导电元件2形成并联结构的前提下，可以提高第二引出端7与第一引出端6之间的连接的可靠性，从而提高保护元件100的可靠性。例如在图7所示的示例中，每个第二引出端7均设在相应的第一段部61上，且通过焊接连接在相应的第一段部61上。

在本发明的一些实施例中，储剂4可以包括硝酸盐、还原剂和复合液态有机物。其中，还原剂在储剂发生化学反应时起到还原的作用，也就是说，硝酸盐和还原剂在升温至一定温度时，可以发生氧化还原反应，并产生大量的热量和气体，从而加速熔断导电元件2上的熔断部21，达到保护电路的效果。复合液态有机物可以有利于储剂4的成型，提高储剂4的粘附强度以及储剂4的化学反应速度。

具体地，硝酸盐可以包括硝酸铵和/或硝酸钾，也就是说，硝酸盐可以为硝酸铵，也可以为硝酸钾，还可以为硝酸铵和硝酸钾的混合物；还原剂可以包括活性炭和/或木炭粉末，也就是说，还原剂可以为活性炭，也可以为木炭粉末，还可以为活性炭和木炭粉末的混合物；当硝酸铵和/或硝酸钾与活性炭和/或木炭粉末升温至发生化学反应温度时，储剂4发生氧化还原反应，活性炭和/或木炭粉末在反应过程中起到还原的作用、被氧化，生成大量的热量和气体，以冲击并加速熔断熔断部21。复合液态有机物可以包括溶剂和粘结剂，溶剂和粘结剂不仅可以有利于储剂4成型，确保储剂4粘附于发热元件3上，还可以调整储剂4的化学反应速度，从而缩短导电元件2上熔断部21的熔断时间。

进一步地，储剂4可以包括100份的硝酸铵，基于100份的硝酸铵，储剂还可以包括4-12份的活性炭以及4-5份的复合液态有机物，由此可以增加储剂4发生化学反应时放出的热量和气体，进一步缩短导电元件2上的熔断部21的熔断时间，实现对电路的快速保护。这里，需要说明的是，当采用下文所述的“置于真空环境中蒸发溶剂的方式连接储剂4和发热元件3”的技术方式时，“4-5份的复合液态有机物”指的是部分溶剂已经挥发后所余下的复合液态有机物在储剂4中的比例。

根据本发明的一个实施例，基于复合液态有机物的总质量，复合液态有机物可以包括81％wt～86％wt粘结剂和14％wt～19％wt溶剂，由此不仅可以提高储剂4的成型效果，增加储剂4的粘结强度，还可以进一步加快储剂4的化学反应速度，缩短熔断部21的熔断时间。这里，需要说明的是，当采用下文所述的“置于真空环境中蒸发溶剂的方式连接储剂4和发热元件3”的技术方式时，“14％wt～19％wt溶剂”指的是部分溶剂已经挥发后所余下的溶剂在储剂4中的比例。

可选地，粘结剂可以为石蜡、氢化松香和歧化松香中的至少一个，也就是说，粘结剂可以仅为石蜡、氢化松香和歧化松香中的其中一个，粘结剂也可以由其中的两种或三种物质组成，由此可以根据需要选择合适的粘结剂，提高储剂4的粘附强度，提高储剂4的适用性。

可选地，溶剂可以为正戊醇、异戊醇和异戊二醇中的至少一个，也就是说，溶剂可以仅为正戊醇、异戊醇和异戊二醇中的其中一个，溶剂也可以由其中的两种或三种物质组成，由此可以根据需要选择合适的溶剂，提高储剂4的适用性。

根据本发明的一些实施例，混合而成的膏状混合物的储剂4涂覆在发热元件3上后置于真空环境中，储剂4中的部分溶剂挥发后粘附在发热元件3上，由此可以提高储剂4与发热元件3连接的可靠性，同时，有利于发热元件3与储剂4之间直接接触以传递热量，缩短储剂4升温至化学反应温度的时间。

由此，基于上文所述，当利用真空环境将储剂4牢固粘附在发热元件上时，由于溶剂会挥发，因此，储剂4中溶剂的初始占比应当大于最终占比(如上文中所述的14％wt～19％wt)，以保证部分挥发后的溶剂及复合液态有机物在储剂4中所占的比例满足要求。

当然，本发明不限于此，储剂4也可以通过其他的方式粘附在发热元件3上，只要能将储剂4粘附于发热元件3上，并形成牢固的连接即可。当然，还可以通过在发热元件3的下端面设置一个密闭的储剂安放空间，并将储剂4装在储剂安放空间内，储剂安放空间可以为囊体或带有泄压装置的密封腔体，当储剂4发生反应时，在热量、气体压力达到一定程度后，囊体破裂或者密封腔体上的泄压阀打开，从而冲出气体以冲击熔断部21。

根据本发明的一些实施例，保护元件100可以进一步包括绝缘保护件，绝缘保护件可以设在熔断组件外以保护熔断组件，从而将熔断组件与电路板上的其他导体隔离，保证熔断组件可以正常工作。

进一步地，绝缘保护件可以为绝缘保护层8，绝缘保护层8涂覆在熔断组件的外表面上，由此不仅可以简化保护元件100的结构和生产工艺，同时由于绝缘保护层8完全覆盖熔断组件，从而可以提高绝缘保护层8的绝缘效果。

优选地，绝缘保护层8可以为常温固化环氧树脂层，由此可以便于绝缘保护层8的涂覆，简化加工，另外，由于固化后的环氧树脂的物理和化学性能较好，硬度高，且对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，从而可以提高保护元件100的整体可靠性。

下面将参考图1-图7描述根据本发明多个实施例的保护元件100和一个对比例的保护元件。

实施例1，

参照图1，保护元件100包括熔断组件、第一引出端6、第二引出端7和绝缘保护层8，其中，熔断组件包括绝缘基板1、导电元件2、发热元件3和储剂4。

具体地，如图3和图4所示，绝缘基板1为薄片状99％氧化铝陶瓷基板，绝缘基板1的中央形成有沿绝缘基板1厚度方向贯穿的通孔11，沿导电元件2的电流方向，通孔11的截面形成为梯形。

如图2所示，导电元件2采用厚度在0.1mm以下的纯铜带通过蚀刻或冲切的方式制成，沿导电元件2的电流方向，导电元件2上形成有奇数个均匀间隔分布的熔断部21，每个熔断部21上包括多个穿孔22。将导电元件2采用热压烧结的方式附着于陶瓷基板的一侧，使导电元件2沿电流方向的中间位置的熔断部21与通孔11的开口小的一端相对。

如图5所示，导电元件2的沿电流方向的两端，分别以钎焊的方式焊接有纯铜镀镍材质的第一引出端6，第一引出端6包括第一段部61和第二段部62，第一段部61和第二段部62呈“L”型折弯，且第一段部61和第二段部62的连接处圆滑过渡，第一段部61与导电元件2钎焊连接，第二段部62可直接与电路板上预置焊盘通过点焊连接，为便于第一引出端6折弯并保证第一引出端6与焊盘紧密贴合，第一引出端6在钎焊前作退火处理。

储剂4的配方为：基于储剂4的总质量，储剂4包括92％wt硝酸铵、4％wt活性炭以及4％wt复合液态有机物，其中，基于复合液态有机物的总质量，复合液态有机物包括83％wt粘结剂和17％wt溶剂，溶剂由正戊醇、组成，粘结剂由氢化松香组成。在添加适量溶剂后，将储剂4各组分在恒温密闭容器内混合成膏状，然后涂覆至具有正温度系数特性的发热元件3的一侧，将涂敷有储剂4的发热元件3置于真空箱内，待溶剂挥发后储剂4可与发热元件3形成牢固连接。这里，需要说明的是，复合液态有机物所占储剂4的比例，及复合液态有机物中粘结剂与溶剂的比例，均为溶剂部分挥发后的比例。

如图6和图7所示，发热元件3与陶瓷基板组装，将发热元件3涂敷有储剂4的一侧朝向陶瓷基板并紧贴于陶瓷基板上，使储剂4位于通孔11内。发热元件3的两端钎焊有两个第二引出端7，两个第二引出端7分别点焊于导电元件2的两个第一引出端6上，从而使发热元件3与导电元件2形成并联结构，整个熔断组件的外侧涂覆有常温固化环氧树脂作为绝缘保护层8。

当电路中出现中低倍额定电流的过电流时，分流经发热元件3的电流使发热元件3迅速升温至触发储剂4化学反应的温度，储剂4发生化学反应并放出大量热量并生成高温气体，沿陶瓷基板上预置的梯形界面的通孔11加速排放至陶瓷基板对面的开口处，使附着于陶瓷基板另一面上的导电元件2上的熔断部21迅速加热熔断，实现关断电路的动作。

根据本发明实施例的保护元件100，可以为电路提供过流保护，或通过外部信号触发，实现对电路的过压保护或其他失效形式的保护。

另外，由于保护元件100采用薄片状结构及可通过点焊直接焊接与电路板上的第一引出端6，从而无需为保护元件100设置专门的接插件，便于保护元件100与电路板的集成，同时保护元件100直接集成与电路板的方式，可节约安装空间，简化安装工艺。

对比例1，

对比例1与实施例1的结构大致相同，不同之处仅在于，对比例1为自发热熔断的保护元件，即对比例1的保护元件对电路的保护是通过导电元件2自发热至金属熔点，进而熔断导电元件2，而不设发热元件3和储剂4。

将根据本发明实施例1的保护元件100与对比例1的自发热熔断的保护元件在不同电流下的熔断时间进行对比。经实验验证，如图8所示，根据本发明实施例1的保护元件100，在2～5倍额定电流(例如图8中所示的两条竖直虚线之间的区域)下的熔断时间较对比例1的自发热熔断的保护元件的熔断时间缩短95％以上。

实施例2，

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处仅在于本实施例中的储剂4的配合比不同，具体地，本实施例的储剂4的配方为：基于储剂4的总质量，储剂4包括90％wt硝酸钾、6％wt活性炭以及4％wt复合液态有机物。

经实验验证，如图8所示，根据本发明实施例的保护元件100，在2～5倍额定电流(例如图8中所示的两条竖直虚线之间的区域)下的熔断时间较对比例1的自发热熔断的保护元件的熔断时间缩短55％以上。

实施例3，

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处仅在于本实施例中的储剂4的配方不同，具体地，本实施例的储剂4的配方为：基于储剂4的总质量，储剂4包括86％wt硝酸铵、10％wt活性炭以及4％wt复合液态有机物。

经实验验证，如图8所示，根据本发明实施例的保护元件100，在2～5倍额定电流(例如图8中所示的两条竖直虚线之间的区域)下的熔断时间较对比例1的自发热熔断的保护元件的熔断时间缩短90％以上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种保护元件，其特征在于，包括熔断组件，所述熔断组件包括：

绝缘基板，所述绝缘基板上形成有贯穿的通孔；

发热元件，所述发热元件设在所述绝缘基板的一侧；

导电元件，所述导电元件设在所述绝缘基板的另一侧，所述导电元件和所述发热元件与所述绝缘基板上的所述通孔之间限定出熔断腔，所述导电元件包括与所述熔断腔相对的熔断部；

储剂，所述储剂位于所述熔断腔内；

所述保护元件构造成当所述发热元件升温至触发所述储剂发生化学反应的温度时，所述储剂发生化学反应并释放气体以冲击所述导电元件上的所述熔断部。

2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述储剂贴合在发热元件的邻近所述导电元件的一侧表面上。

3.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述发热元件与所述导电元件并联。

4.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述通孔与所述导电元件相连的第一端的横截面积小于所述通孔与所述发热元件相连的第二端的横截面积。

5.根据权利要求4所述的保护元件，其特征在于，沿着从所述发热元件到所述导电元件的方向，所述通孔的横截面积逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述导电元件包括一个熔断部或者在所述导电元件的电流通过方向上间隔开排布的多个熔断部，每个所述熔断部均包括在垂直于所述导电元件的电流通过方向上间隔开排布的多个穿孔。

7.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述导电元件为厚度小于等于1mm的导电板。

8.根据权利要求3所述的保护元件，其特征在于，进一步包括：

两个第一引出端，所述两个第一引出端与所述导电元件相连以用于将所述导电元件连接至外电路；和

两个第二引出端，所述两个第二引出端与所述发热元件相连且分别与所述两个第一引出端相连，以使所述发热元件与所述导电元件并联。

9.根据权利要求8所述的保护元件，其特征在于，每个所述第一引出端均包括第一段部和第二段部，所述第一段部与所述导电元件相连，所述第二段部的一端与所述第一段部的一端相连、另一端朝向远离所述第一段部的方向延伸。

10.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述储剂包括：

硝酸盐，所述硝酸盐包括硝酸铵和/或硝酸钾；

还原剂，所述还原剂包括活性炭和/或木炭粉末；

复合液态有机物，所述复合液态有机物包括溶剂和粘结剂。

11.根据权利要求10所述的保护元件，其特征在于，所述储剂包括100份的硝酸铵，基于100份的硝酸铵，所述储剂还包括4-12份的活性炭以及4-5份的复合液态有机物。

12.根据权利要求10或11所述的保护元件，其特征在于，基于所述复合液态有机物的总质量，所述复合液态有机物包括81％wt～86％wt粘结剂和14％wt～19％wt溶剂。

13.根据权利要求10或11所述的保护元件，其特征在于，所述溶剂包括正戊醇、异戊醇、异戊二醇中的至少一个。

14.根据权利要求10或11所述的保护元件，其特征在于，所述粘结剂包括石蜡、氢化松香、歧化松香中的至少一个。

15.根据权利要求10所述的保护元件，其特征在于，混合而成的膏状混合物的所述储剂涂覆在所述发热元件上后置于真空环境中，所述储剂中的部分所述溶剂挥发后粘附在所述发热元件上。

16.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，进一步包括：

绝缘保护件，所述绝缘保护件设在所述熔断组件外以保护所述熔断组件。

17.根据权利要求16所述的保护元件，其特征在于，所述绝缘保护件为绝缘保护层，所述绝缘保护层涂覆在所述熔断组件的外表面上。

18.根据权利要求17所述的保护元件，其特征在于，所述绝缘保护层为常温固化环氧树脂层。