CN111128496B - 一种大功率分压器件及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率分压器件及制作方法，包括两个以上的分压单元组件，所述分压单元组件包括氧化锌压敏芯片、电极、均流电阻、金属片，所述电极一端与氧化锌压敏芯片相连接，所述氧化锌压敏芯片上设置两个以上的均流电阻，所述电极的另一端连接有金属片，所述金属片远离电极一侧设置有与均流电阻相同数量的触片；所述分压单元组件之间通过触片相连接。大功率分压器件的制作方法包括：制作均流电阻，电极镀锡，均流电阻与金属片连接等步骤等。本发明旨在解决现有压敏电阻的氧化锌压敏芯片平面各点上通过的电流差别非常大而限制了分压器功率扩大的问题。

Description

一种大功率分压器件及制作方法

技术领域

本发明涉及分压器技术领域，尤其涉及一种大功率分压器件及制作方法。

背景技术

氧化锌压敏电阻的导电特性为非欧姆特性，其中的击穿段，电流密度变化很大，但电压变化却不大，电流与电压的变化是非线性，利用这一特性可以制成分压器件。使用方面很少用氧化锌压敏电阻作为分压元件，而且使用氧化锌压敏电阻作为大功率分压器件，要想压敏电阻能够通过大电流即加大分压器件的功率就必须加大氧化锌的截面积或采用并联的方式，有电流不均匀的问题。

不管是并联还是加大氧化锌的截面积，都会存在平面上不同的点的稳压值不同，导致平面上各个点通过的电流差别非常大，以至于压敏电阻承受不了而造成损坏，从而限制了稳压功率的扩大。现在直流电源使用越来越多，但直流断路器却成了瓶颈，尤其高电压大电流的直流断路器，更是困难重重。如果分压功率足够大，可利用分压方法降低直流断路器的分断难度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种大功率分压器件及制作方法，旨在解决现有的氧化锌压敏芯片的平面上各个点或并联的各片流过的电流很不均匀等问题。

本发明采取以下技术方案实现上述目的：

一种大功率分压器件，包括两个以上的分压单元组件，所述分压单元组件包括氧化锌压敏芯片、电极、均流电阻、金属片，所述电极一端与氧化锌压敏芯片相连接，所述氧化锌压敏芯片上设置两个以上的均流电阻，所述电极的另一端连接有金属片，所述金属片远离电极一侧设置有与均流电阻相同数量的触片；所述分压单元组件之间通过触片相连接，由于触片的数量与均流电阻数量相同，因此如图1所示二者是一一对应连接起来。其中均流电阻可采用同阻值的电阻。通过串联均流电阻后能使电流比较均匀地流过氧化锌压敏芯片，不像直接并联时某些点，电流差别很大，以至于压敏电阻承受不了而造成损坏。

进一步的，所述均流电阻均匀排列在氧化锌压敏芯片上。这样的设置可以让多个均流电阻分别与氧化锌压敏芯片连接，能使得电流在平面上各点均匀流过氧化锌压敏芯片。

进一步的，所述金属片为有弹性的磷铜片。这样可以更好的接触连接。

进一步的，所述触片与均流电阻为点接触。能够使得金属片与均流电阻的接触连接易于控制。

进一步的，所述电极为中间有散热片的铜或铝型材。这样的设计能够方便散热和组合固定。

进一步的，一种大功率分压器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：提供氧化锌压敏芯片；

第二步：通过厚膜印刷烧结或者蒸镀、溅射、化学沉积其中任一种方法在氧化锌压敏芯片上制作均流电阻；

第三步：取两端为平面的电极，两平面都刷镀锡，然后两平面的一面焊接压敏电阻氧化锌压敏芯片，另一面焊接金属片，然后金属片通过与均流电阻点接触固定组装，即可得到分压器件。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种大功率分压器件及制作方法，能够根据需要的分压值及流过压敏电阻的电流，选择合理的散热器及均流的点数，通过串联分流电阻后能使电流比较均匀地流过压敏电阻，使得压敏电阻平面上各个点通过的电流差别不大，从而使得进一步加大分压器的功率成为可能。

附图说明

图1为：本发明所述一种大功率分压器件及制作方法的一个实施结构示意图；

图2为：本发明所述一种大功率分压器件及制作方法的结构原理示例图；

图3为：本发明所述一种大功率分压器件及制作方法的压敏电阻的导电特性图。

图中：1-电极；2-氧化锌压敏芯片；3-金属片；4-均流电阻；5-触片。

具体实施方式

下面结合附图1-3和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1为本发明的一个实施方式，提供一种大功率分压器件，包括两个以上的分压单元组件，所述分压单元组件包括氧化锌压敏芯片2、电极1、均流电阻4、金属片3，所述电极1一端与氧化锌压敏芯片2相连接，所述氧化锌压敏芯片2上设置两个以上的均流电阻4，所述电极1的另一端连接有金属片3，所述金属片3远离电极1一侧设置有与均流电阻4相同数量的触片5；所述分压单元组件之间通过触片5相连接，由于触片5的数量与均流电阻4数量相同，因此如图1所示二者是一一对应连接起来。触片5与金属片3可以是一体成型，或触片5与金属片3采用相同的材料制成。其中均流电阻可采用同阻值的电阻。这样的结构可以使得通过在氧化锌压敏芯片2分别与两个以上的均流电阻4串联，保证了氧化锌压敏芯片2在同一平面稳压虽有不同，但电流还是能够通过均流电阻4比较均匀地流过氧化锌压敏芯片2平面的效果，减少了压敏电阻因功率加大的损坏。

根据图3所示，氧化锌压敏芯片2(压敏电阻)具有半导体稳压二极管相似的特性曲线，因此在电路中电流变化很大，但电压只有较小的变化，具有稳压的功能。图1形式的多个单元串在电路中时，每个单元的电压基本稳定。利用这个特点可得到一个需要的直流分压。由于大功率分压容易带来电流通过氧化锌压敏芯片不均匀问题，本发明采用多点串接同阻值的均流电阻4的方式加以解决。图2是以氧化锌压敏芯片2上两点为例的原理图。根据图2电路有：

I1R1+Vy1＝I2R2+Vy2 (1)

I1R1+Vy2+ΔV＝I2R2+Vy2 (2)

(其中：ΔV是Vy1与Vy2两点稳压的差值，Vy1＝Vy2+ΔV)

I1R1+ΔV＝I2R2 (3)

ΔV＝I2R2-I1R1 (4)

∵R1＝R2

ΔV＝R1(I2-I1) (5)

∴ ΔV/R1＝(I2-I1) (6)

从(6)式可见I2-I1电流差与两个点的稳压值差成正比与所串的均流电阻4值成反比。要减小I1与I2的电流差，除了改进工艺，减小Y1和Y2两点间的ΔV。同时加大串联电阻，也可达到目的，但加大串联电阻会改变导电特性曲线。本发明提供的大功率分压器件可以使得通过在氧化锌压敏芯片2上布置两个以上同阻值的均流电阻4，保证了氧化锌压敏芯片2在同一平面稳压虽有不同，但电流还是能够比较均匀地流过氧化锌压敏芯片2平面的效果，减少了压敏电阻因功率加大的损坏。

优选地，所述均流电阻4均匀排列在氧化锌压敏芯片2上。这样的设置可以让多个均流电阻4分别与氧化锌压敏芯片2连接，从而能使得电流在平面上各点均匀流过氧化锌压敏芯片2。

优选地，所述金属片3为有弹性的磷铜片。这样可以更好的接触连接。

优选地，所述触片5与均流电阻4为点接触。能够使得金属片与均流电阻4的接触连接易于控制。

优选地，所述电极1为中间有散热片的铜或铝型材。这样的设计能够方便散热和组合固定。

大功率分压器件制作方法包括以下步骤：

第一步：提供氧化锌压敏芯片2，由氧化锌压敏芯片2构成压敏电阻；

第二步：通过厚膜印刷烧结或者蒸镀、溅射、化学沉积其中任一种方法在氧化锌压敏芯片2上制作均流电阻4；

第三步：取两端为平面的电极1，两平面都刷镀锡，然后两平面的一面焊接压敏电阻氧化锌压敏芯片2，另一面焊接金属片3，然后金属片3通过与均流电阻4点接触固定组装，能够使得通过氧化锌压敏芯片2平面上的各个点上的电流均匀，压敏电阻不易造成损坏，从而根据需要的分压值及流过压敏电阻的电流，选择合理的散热器及均流的点数，实现加大分压器的功率。

Claims (5)

1.一种大功率分压器件，其特征在于：包括两个以上的分压单元组件，所述分压单元组件包括氧化锌压敏芯片(2)、电极(1)、均流电阻(4)、金属片(3)，所述电极(1)一端与氧化锌压敏芯片(2)相连接，所述氧化锌压敏芯片(2)上设置两个以上的均流电阻(4)，所述电极(1)的另一端连接有金属片(3)，所述金属片(3)远离电极(1)一侧设置有与均流电阻(4)相同数量的触片(5)；所述分压单元组件之间通过触片(5)相连接，所述均流电阻(4)均匀排列在氧化锌压敏芯片(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种大功率分压器件，其特征在于，所述金属片(3)为有弹性的磷铜片。

3.根据权利要求1所述的一种大功率分压器件，其特征在于，所述触片(5)与均流电阻(4)为点接触。

4.根据权利要求1所述的一种大功率分压器件，其特征在于，所述电极(1)为中间有散热片的铜或铝型材。

5.一种大功率分压器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：提供氧化锌压敏芯片；

第二步：通过厚膜印刷烧结或者蒸镀、溅射、化学沉积其中任一种方法在氧化锌压敏芯片上制作均流电阻；

第三步：取两端为平面的电极，两平面都刷镀锡，然后两平面的一面焊接氧化锌压敏芯片，另一面焊接金属片，然后金属片通过与均流电阻点接触固定组装，即可得到一个分压器件。

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