CN111448625B - 适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置、方法及应用 - Google Patents

Abstract

一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置,包括压敏电阻芯片(1)和热脱离器(2)，还包括可控发热元件(3)；热脱离器(2)的脱扣电极(21)与压敏电阻芯片(1)的电极(11)通过可熔的焊接材料(4)连接；可控发热元件(3)由外部控制终端控制进行发热，并将发热的热量传递至焊接材料(4)的焊接处，以熔化焊接材料(4)，使热脱离器(2)的脱扣电极(21)与压敏电阻芯片(1)断开电连接。通过在外部控制可控发热元件(3)发热，以实现热脱离器(2)与压敏电阻芯片(1)的主动脱离，如，当发现压敏电阻芯片(1)劣化或其他元器件老化时，在外部控制终端的控制下，可控发热元件(3)可自主发热，使得焊接材料(4)熔化，热脱离器(2)与压敏电阻芯片(1)主动脱离，提高应用该压敏电阻的设备的安全可靠性。

Description

适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置、方法及应用

技术领域

本发明涉及压敏电阻技术领域，具体涉及一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置、方法及应用。

背景技术

压敏电阻的应用领域非常广泛，压敏电阻可以有效防止过电压对设备的损害，如雷击和电网过电压等；但因压敏电阻老化失效后，会出现短路现象，如不能及时控制，将引起火灾等事故。因此市场也出现了利用压敏电阻失效前的自身发热，熔断压敏电阻和电路的连接，从而切断电流的安全型的压敏电阻例如国内的热保护压敏电阻或者国外的TPMOV等；也可以在应用中增加热脱扣结构，形成能给出脱扣指示的电涌保护器SPD等；，该元器件的热保护部分通过吸收压敏电阻所发的热量，以在压敏电阻着火前切断电路，达到压敏电阻对其他电子设备保护的目的，同时，提高压敏电阻应用中的安全性。以压敏电阻在电涌保护器(SPD)上的应用为例，说明压敏电阻的作用。

SPD的短路保护是通过热保护功能的脱离器和压敏电阻芯片(MOV)的配合实现断开电源的，具体是：热保护功能的脱离器是通过具有热熔断特性材料在MOV电极劣化且MOV电极处温度升高到一定温度熔断，以保证在SPD外壳在燃烧之前脱离器断开电源；因此，只有当MOV已经劣化，并且漏电流足够大引起温度足够熔断低温焊接材料时，才会发生断开的动作，在此之前，已经劣化的MOV，其漏电流尚未足够大到熔断低温焊接材料时，如果遭受雷击或者线路过电压，很容易造成MOV直接击穿造成短路，而短路的MOV几乎为零电阻，不再会在漏电流甚至故障电流情况下发热，从而导致脱离器失效，进而造成火灾。

发明内容

针对压敏电阻应用中存在的问题，本申请提供一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置、方法及应用。

根据第一方面，一种实施例中，提供一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置，包括压敏电阻芯片和热脱离器，还包括可控发热元件；

热脱离器的脱扣电极与压敏电阻芯片的电极通过可熔的焊接材料连接；

可控发热元件由外部控制终端控制进行发热，并将发热的热量传递至焊接材料的焊接处，以熔化焊接材料，使热脱离器的脱扣电极与压敏电阻芯片断开电连接。

一种实施例中，控制部根据压敏电阻芯片的故障或/和元器件劣化情况或预设条件控制可控发热元件发热。

一种实施例中，可控发热元件与热脱离器为一体式结构。

一种实施例中，可控发热元件与热脱离器为可拆卸式连接。

一种实施例中，可控发热元件与焊接材料的焊接处为可靠导热连接。

一种实施例中，还包括测温器，测温器设置于可测量压敏电阻芯片表面温度的位置处或/和设置于可测量可控发热元件温度的位置处。

一种实施例中，还包括隔离板，隔离板设置于热脱离器的脱扣电极与压敏电阻芯片之间，可控发热元件将热量传递至焊接材料的焊接处，焊接材料熔化时，隔离板被推入热脱离器的脱扣电极与压敏电阻芯片的电极之间，使热脱离器的脱扣电极与压敏电阻芯片断开电连接。

根据第二方面，一种实施例中，提供一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣方法，包括步骤：

在压敏电阻中设置可外部控制的可控发热元件；

控制可控发热元件发热；

可控发热元件将热量传导至压敏电阻中可熔焊接材料的焊接处；

可熔焊接材料熔化时，压敏电阻主动热脱离。

一种实施例中，压敏电阻为具有上述的可外部控制的热脱扣装置的压敏电阻器。

根据第三方面，一种实施例中，提供一种压敏电阻的应用，压敏电阻为具有上述的可外部控制的热脱扣装置的压敏电阻器，该压敏电阻适用于热保护型的设备。

依据上述实施例的可外部控制的热脱扣装置，通过在外部控制终端的控制下，可控发热元件能自主发热，以实现热脱离器与压敏电阻芯片的主动脱离，如，当发现压敏电阻芯片劣化或其他元器件老化时，外部控制终端控制可控发热元件发热，使得焊接材料熔化，热脱离器与压敏电阻芯片脱离，以提高应用该压敏电阻的设备的安全可靠性。

附图说明

图1为可外部控制的热脱扣装置内部结构示意图；

图2为可外部控制的热脱扣装置另一内部结构示意图；

图3为可外部控制的热脱扣装置裸体设计示意图；

图4为热脱离器结构示意图；

图5为热脱离器另一结构示意图；

图6为热脱离器与压敏电阻芯片脱离示意图；

图7为热脱离器与压敏电阻芯片另一脱离示意图；

图8为热脱离器与压敏电阻芯片另一脱离示意图；

图9为可外部控制的热脱扣装置应用电路示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本例提供一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置，主要涉及压敏电阻的主动可控式脱离，以改观现有被动脱离所存在的安全隐患。

本例的可外部控制的热脱扣装置包括压敏电阻芯片1、热脱离器2和可控发热元件3，热脱离器2的脱扣电极21与压敏电阻芯片1的电极11通过可熔的焊接材料4连接，如，焊接材料4为低温焊锡，热脱离器2的脱扣电极21与压敏电阻芯片1的电极11通过低温焊锡焊接，可控热发热元件3通过外部控制终端控制进行发热，如，外部控制终端可以根据压敏电阻芯片1的故障或/和其他元器件劣化情况控制可控发热元件3发热，使得，可控发热元件3可以根据压敏电阻芯片1的故障或/和元器件劣化情况主动发热，如，外部控制终端可以根据检测压敏电阻芯片1的故障电流自主控制可控发热元件3发热，外部控制终端也可以根据检测其他元器件的老化情况自主控制可控发热元件3发热，或者，外部控制终端还可以根据预设条件自主控制可控发热元件3发热，该预设条件为用户的特殊要求，以实现可控发热元件3为可控主动发热，可控发热元件3将发热的热量传递至焊接材料4的焊接处，以熔化焊接材料4，使热脱离器2的脱扣电级与压敏电阻芯片1断开电连接，以实现脱离的目的。

通过上述设计构思，热脱离器2与压敏电阻芯片1的脱离为主动可控，即通过控制可控发热元件3发热熔化焊接材料4使热脱离器2脱离压敏电阻芯片1，由于不是依靠压敏电阻芯片1的自身故障电流发热熔化焊接材料4，因此，可以有效地避免压敏电阻芯片1已经劣化，其漏电流尚未足够大到熔断焊接材料4时，如果压敏电阻芯片1遭受雷击或者线路过电压，很容易造成压敏电阻芯片1直接击穿造成短路，而短路的压敏电阻芯片1几乎为零电阻，不再会在漏电流甚至故障电流情况下发热，从而导致脱离器失效造成火灾，及，也可以有效避免热脱离器2脱离不彻底、热脱离器2动作完成前巨大的系统短路电流破坏热脱离器2的物理结构导致脱离失败造成火灾。还可以避免因其他元器件老化导致与压敏电阻连接的外接设备从主电源回路上断开失效造成火灾。

为实现可控发热元件3与焊接材料4的焊接处具有良好的热传递性，本例的可控发热元件3与焊接材料4的焊接处为保持可靠导热连接，如，可控发热元件3近距离接触至焊接材料4，如图1所示，可控发热元件3可设置于脱扣电极21上方；如图2所示，可控发热元件3也可直接设置于焊接材料4；可控发热元件3具体设置的位置不作特殊限定，根据可控发热元件3的材料特性，只要能达到可控发热元件3与焊接材料4的焊接处之间具有良好的热传递性即可，如，本例的可控发热元件3可以是热敏电阻，也可以是陶瓷发热体，还可以是其他发热性材料，如云母发热体、电加热丝，等。

具体应用中，可以直接将可控发热元件3、脱扣电极21、焊接材料4和压敏电阻芯片1的电极11制成一个裸体式结构，如图3所示；在其他实施例中，也可以设置热脱离器2的壳体，将可控发热元件3与热脱离器2设置为一体式结构，如图4所示，热脱离器2还包括第一壳体22和第二壳体23，脱扣电极21插接于第一壳体22内，可控发热元件3插接于第二壳体23内，然后，再将第一壳体22和第二壳体23插接为一体式结构，以实现元器件的集成化。

在其他实施例中，也可以将可控发热元件3与热脱离器2设计为可拆卸式连接，以方便元器件的更换。

进一步，为了更好的控制可控发热元件3，本例还包括测温器5，测温器5设置于可测量压敏电阻芯片1表面温度的位置处或/和设置于可测量可控发热元件3温度的位置处，如图5所示，测温器5设置于可测量可控发热元件3温度的位置处，本例中，测温器5设置于可控发热元件3下方并插接于第二壳体23内，测温器5与外部控制终端信号连接，这样，外部控制终端可以根据测温器5反馈的SPD的温度控制可控发热元件3发热，测温器5可以是NTC测温元件。

当焊接材料4被可控发热元件3传递的热量熔化时，可以通过外部的拉力将热脱离器2脱离于压敏电阻芯片1，如图6和图7所示，也可以通过外部的推力将热脱离器2脱离于压敏电阻芯片1，如图8所示，需要说明的是，热脱离器2脱离于压敏电阻芯片1的方式不限于本例列举的拉力或推力的脱离方式，也可以是其他脱离方式，如通过弹力脱离。

采用外部推力将热脱离器2脱离于压敏电阻芯片1时，优选的方案是，还包括隔离板6，隔离板6设置于热脱离器2的脱扣电极21与压敏电阻芯片1之间，且焊接材料4的焊接处阻挡隔离板6对热脱离器3和压敏电阻芯片1的隔离，这时，通过外部控制终端控制可控发热元件3将热量传递至焊接材料4的焊接处，焊接材料4熔化时，隔离板6被推入热脱离器2的脱扣电极21与压敏电阻芯片1的电极11之间，使热脱离器2的脱扣电极21与压敏电阻芯片1断开电连接，完成隔离板6的隔离动作，以实现热脱离器2脱离压敏电阻芯片1。

本例的可外部控制的热脱扣装置的应用电路图如图9所示，通过外部控制终端，如CPU，可根据测温器5反馈的温度主动控制可控发热板3发热熔化焊接材料4，以实现热脱离器2脱离压敏电阻芯片1。

上述是通过结构方面对压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置进行了描述，下面，主要描述压敏电阻的可外部控制的热脱扣方法，包括以下步骤：

在压敏电阻中设置可外部控制的可控发热元件3；

控制可控发热元件3发热，如，根据压敏电阻芯片1的故障或/和元器件劣化情况或预设条件控制可控发热元件3进行发热；

可控发热元件3将热量传导至压敏电阻中可熔焊接材料的焊接处；

可熔焊接材料熔化时，压敏电阻主动热脱离。

本例的压敏电阻为具有上述的可外部控制的热脱扣装置的压敏电阻器，如，压敏电阻可以是热保护压敏电阻或TPMOV。

依据上述的可外部控制的热脱扣装置及方法，本例还提供一种压敏电阻的应用，压敏电阻为具有上述的可外部控制的热脱扣装置的压敏电阻器，该压敏电阻适用于热保护型的设备，如，压敏电阻适用于电涌保护器、方壳型温度保险丝等设备。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣装置, 包括压敏电阻芯片和热脱离器，其特征在于，还包括可控发热元件；

所述热脱离器的脱扣电极与所述压敏电阻芯片的电极通过可熔的焊接材料连接；

所述可控发热元件由外部控制终端控制进行发热，外部控制终端根据所述压敏电阻芯片的故障或/和元器件劣化情况，或预设条件自主控制可控发热元件发热，并将发热的热量传递至所述焊接材料的焊接处，以熔化所述焊接材料，使所述热脱离器的脱扣电极与所述压敏电阻芯片断开电连接；其中，所述预设条件为用户的特殊要求。

2.如权利要求1所述的热脱扣装置，其特征在于，所述可控发热元件与所述热脱离器为一体式结构。

3.如权利要求1所述的热脱扣装置，其特征在于，所述可控发热元件与所述热脱离器为可拆卸式连接。

4.如权利要求2或3所述的热脱扣装置，其特征在于，所述可控发热元件与所述焊接材料的焊接处为可靠导热连接。

5.如权利要求1所述的热脱扣装置，其特征在于，还包括测温器，所述测温器设置于可测量所述压敏电阻芯片表面温度的位置处或/和设置于可测量所述可控发热元件温度的位置处。

6.如权利要求1所述的热脱扣装置，其特征在于，还包括隔离板，所述隔离板设置于所述热脱离器的脱扣电极与所述压敏电阻芯片之间，所述可控发热元件将热量传递至所述焊接材料的焊接处，所述焊接材料熔化时，所述隔离板被推入所述热脱离器的脱扣电极与所述压敏电阻芯片的电极之间，使所述热脱离器的脱扣电极与所述压敏电阻芯片断开电连接。

7.一种适用于压敏电阻的可外部控制的热脱扣方法，其特征在于，包括步骤：

在压敏电阻中设置可外部控制的可控发热元件；

由外部控制终端根据所述压敏电阻芯片的故障或/和元器件劣化情况，或预设条件自主控制可控发热元件发热，控制可控发热元件发热；其中，所述预设条件为用户的特殊要求；

所述可控发热元件将热量传导至压敏电阻中可熔焊接材料的焊接处；

所述可熔焊接材料熔化时，所述压敏电阻主动热脱离。

8.如权利要求7所述的可外部控制的热脱扣方法，其特征在于，所述压敏电阻为具有权利要求1-6任一项所述的可外部控制的热脱扣装置的压敏电阻器。

9.一种压敏电阻的应用，其特征在于，所述压敏电阻为具有权利要求1-6任一项所述的外部可控型热脱扣装置的压敏电阻器，所述压敏电阻适用于热保护型的设备。

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