CN107546082B - 一种pcb表面贴装式的形状记忆合金保险丝 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，包含由形状记忆合金制成的拱形导电片、两个设置在PCB板上将电路断开的焊盘；所述形状记忆合金的形状记忆效应为单程形状记忆效应；所述拱形导电片的两端分别设置有可焊接在两个焊盘上的焊片；所述PCB板上在其中一个焊盘的边缘处设置有两个间隔放置的插孔，且其中一片所述焊片的底部设置有两根可对应插入插孔内将拱形导电片固定在PCB板上的插针；本发明由于拱形导电片由单程形状记忆效应合金制成，不需要额外的设备弯曲变形以形成张紧状态，且通过插针和插孔的配合，使得拱形导电片在弹起时不会松脱，能避免电路再次接通，并且结构简单紧凑、加工方便、价格低廉。

Description

一种PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝

技术领域

本发明涉及PCB电路的过热保护领域，特指一种大功率、大电流的电子模块中PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝。

背景技术

大功率、大电流的电子模块越来越普及，例如：电机控制器MCU，防抱死刹车电子模块ABS/ESP，电动助力转向电子模块EPS，电池控制器BMS，大功率功放Power Amplifier，直流转换器DC-DC Converter，逆变器Inverter等；这些电子模块中的PCB往往负载大电流或大功率电路，在电机长时间堵转或电路过载等极端失效情况下会出现电路板烧毁，甚至整个部件起火；因此在电子模块的硬件电路设计中有必要加入过热保护装置，如保险丝，切断电路以避免电路起火隐患。

目前PCB贴片式的保险丝常用小型盒装式，例如TE RTP200R060SA，当保险丝位置的环境温度达到触发温度时，内部弹簧释放断开内部触点以断开整个电路；虽然其尺寸非常紧凑，但结构非常复杂，且价格昂贵，并且在回流焊之后需要通过额外的机械动作，或者在该保险丝加载大电流熔断内部结构，才能张紧内部细小的弹簧结构。此外，还有一类弹片式保险丝，参考专利US005612662A，US008665057B2，这类保险丝通常为细长型的叶片弹簧样式，弹片两端与PCB板上的触点焊接在一起形成通路，当保险丝周围的环境温度达到焊锡的融化温度时，弹片中被张紧部分被释放弹起以达到断开电路的目的；虽然其结构形式简单，加工方便，价格低廉，通过贴片和回流焊装配在PCB板表面，但都需要在回流焊之后通过特制设备将保险丝上的弹臂结构弯曲变形以形成张紧状态，同时其与PCB板没有其他机械固定，在弹起释放过程中保险丝会自由跳动甚至松脱，会让电路有再次接通的可能性，并且由于张紧结构的需要，弹臂的尺寸需要设计成细长型，从而增加了整体结构尺寸，占用了PCB板的空间，不利于产品小型化的设计方向和趋势。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，不需要额外的设备弯曲变形以形成张紧状态，且弹起时不会松脱，能避免电路再次接通，并且结构简单紧凑、加工方便、价格低廉。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，包含由形状记忆合金制成的拱形导电片、两个设置在PCB板上将电路断开的焊盘；所述形状记忆合金的形状记忆效应为单程形状记忆效应；所述拱形导电片的两端分别设置有可焊接在两个焊盘上的焊片；所述PCB板上在其中一个焊盘的边缘处设置有两个间隔放置的插孔，且其中一片所述焊片的底部设置有两根可对应插入插孔内将拱形导电片固定在PCB板上的插针；所述单程形状记忆效应指当温度从高温相区降至低温相区时，其形状会从高温相形状恢复成低温相形状，而当温度升高至高温相区时仍然保持低温相形状。

优选的，两个所述插孔设置在两片焊片之间，且沿两片焊片的对称线方向间隔放置。

优选的，所述插针的头部均穿过插孔且伸出PCB板的底面，所述插针伸出PCB板底面的部分经弯曲与PCB板的底面实现铆接。

优选的，两个所述插针伸出PCB板底面的部分朝相反方向弯曲。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝由于拱形导电片由单程形状记忆效应合金制成，不需要额外的设备弯曲变形以形成张紧状态，且通过插针和插孔的配合，使得拱形导电片在弹起时不会松脱，能避免电路再次接通，发生意外，并且结构简单紧凑、加工方便、价格低廉。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝高温相形状时的主视图；

附图2为本发明中A-A处剖视图；

附图3为本发明所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝低温相形状时的主视图；

附图4为本发明所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝低温相形状时的结构示意图；

附图5为本发明中拱形导电片从高温相形状恢复成低温相形状的趋势图。

其中：1、拱形导电片；11、插针；2、焊片；3、焊盘；4、PCB板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图1-5为本发明所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，包含由形状记忆合金制成的拱形导电片1、两个设置在PCB板4上将电路断开的焊盘3；所述形状记忆合金的形状记忆效应为单程形状记忆效应，当温度从高温相区降至低温相区时，其形状会从高温相形状恢复成低温相形状，并且再次将温度升高至高温相区时仍然保持低温相形状，也就是说拱形导电片1在低温作用下会产生从高温相形状恢复成低温相形状的趋势，除非拱形导电片1恢复成低温相形状才能消除这种趋势，否则就算温度升高至高温相区，这种势能也依然保持，且拱形导电片1在低温作用下产生从高温相形状恢复成低温相形状的趋势时，不会对PCB板4及PCB板上的元器件的寿命产生影响；所述拱形导电片1的两端分别设置有可焊接在两个焊盘3上的焊片2；所述PCB板4上在其中一个焊盘3的边缘处设置有两个间隔放置的插孔；两个所述插孔设置在两片焊片2之间，且沿两片焊片2的对称线方向间隔放置；两片所述焊片2中靠近插孔的焊片2底部设置有两根可对应插入插孔内的插针11；所述插针11的头部均穿过插孔且伸出PCB板4的底面，所述插针11伸出PCB板4底面的部分经弯曲贴合与PCB板4的底面实现铆接，将拱形导电片1固定在PCB板4上，使得拱形导电片1在弹起时不会松脱，能避免电路再次接通，发生意外等；两个所述插针11伸出PCB板4底面的部分朝相反方向弯曲，固定牢靠，不易脱落。

使用前：如图1所示，先将高温相形状拱形导电片1一端焊片2底面的两个插针11对应插入插孔内；再将高温相形状拱形导电片1两端的焊片2通过SMT焊接固定在PCB板4的两个焊盘3上，连通PCB板4的内部电路，使其导通；如图2所示，然后再将插针11伸出PCB板4底面的部分经弯曲贴合与PCB板4的底面实现铆接，将拱形导电片1固定在PCB板4上，使得拱形导电片1在弹起时不会松脱，能避免电路再次接通，发生意外等；最后将安装好保险丝的PCB板4放置于低温箱中短暂储存，如图5所示，拱形导电片1在低温作用下会产生从高温相形状恢复成低温相形状的趋势，但由于两端被焊接在焊盘3上，导致拱形导电片1会产生内张力，就像一个被压缩的弹簧。

使用时：当PCB板4在使用过程中由于过载或设计缺陷等失效导致温度上升时，热源处的热量会通过板体传导至保PCB板4的焊盘3处使其升温；当温度达到焊锡的熔点时，焊点便会受热融化，当焊点的粘接力不足以抵抗拱形导电片1蓄积的内张力时，如图3、4所示，此时拱形导电片1弹起恢复成低温相形状，一端的焊片2与PCB板4上的焊盘3分离，从而断开电路以保护PCB板4不再继续升温甚至烧毁，并且保险丝的弹起行程、弹起速度和弹力大小都可通过拱形导电片1的形状和尺寸来进行设计调整。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝由于拱形导电片由单程形状记忆效应合金制成，不需要额外的设备弯曲变形以形成张紧状态，且通过插针和插孔的配合，使得拱形导电片在弹起时不会松脱，能避免电路再次接通，发生意外，并且结构简单紧凑、加工方便、价格低廉。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，其特征在于：包含由形状记忆合金制成的拱形导电片、两个设置在PCB板上将电路断开的焊盘；所述形状记忆合金的形状记忆效应为单程形状记忆效应；所述拱形导电片的两端分别设置有可焊接在两个焊盘上的焊片；所述PCB板上在其中一个焊盘的边缘处设置有两个间隔放置的插孔，且其中一片所述焊片的底部设置有两根可对应插入插孔内将拱形导电片固定在PCB板上的插针；所述单程形状记忆效应指当温度从高温相区降至低温相区时，其形状会从高温相形状恢复成低温相形状，而当温度升高至高温相区时仍然保持低温相形状。

2.根据权利要求1所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，其特征在于：两个所述插孔设置在两片焊片之间，且沿两片焊片的对称线方向间隔放置。

3.根据权利要求2所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，其特征在于：所述插针的头部均穿过插孔且伸出PCB板的底面，所述插针伸出PCB板底面的部分经弯曲与PCB板的底面实现铆接。

4.根据权利要求3所述的PCB表面贴装式的形状记忆合金保险丝，其特征在于：两个所述插针伸出PCB板底面的部分朝相反方向弯曲。

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