CN111867162A - 一种高耐压的ptc加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于PTC加热技术领域，具体涉及一种高耐压的PTC加热器。针对现有PTC加热器采用并联形式导致电气耐压强度较低的不足，本发明采用如下技术方案：一种高耐压的PTC加热器，所述PTC加热器包括：多个金属散热器；PTC发热组件，所述PTC发热组件包括多片间隔分布的PTC发热片，所述PTC发热组件胶粘于串联相邻的金属散热器之间：多个接线端子，所述接线端子设于所述金属散热器上；其中，串联相邻的金属散热器及串联相邻的金属散热器之间的PTC发热组件形成发热单元，所述发热单元有多个，至少两个所述发热单元串联连接。本发明的有益效果是：包括金属散热器及PTC发热片的至少两个发热单元串联，在同等条件下，串联相比并联的方式，耐压强度更高。
Description
技术领域
本发明属于PTC加热技术领域，具体涉及一种高耐压的PTC加热器。
背景技术
PTC加热器，也称PTC发热体，由镀锌外压板、不锈钢波纹状弹簧片、镀锌内压板、PTC发热片、镀镍铜电极端子和PPS高温塑胶电极护套等组成。PTC加热器由于采用波纹状散热片，提高了其散热率，且综合了胶粘和机械式的优点，并充分考虑到PTC发热件在工作时的各种热、电现象，其结合力强，导热、散热性能优良，效率高，安全可靠。PTC加热器的一大突出特点在于安全性能上，即遇风机故障停转时，PTC加热器因得不到充分散热，其功率会自动急剧下降，此时加热器的表面温度维持在居里温度左右（一般在250℃上下），从而不致产生如电热管类加热器的表面“发红”现象。
现在行业标准：QBT 2164-2013《家用和类似用途风扇型PTCR发热器》第3.2条风扇型PTCR发热器的定义：由一片或多片并联使用的PTCR和金属散热器组合成的用机械方法使空气流动加热的发热器。第5.3.3条耐电压的定义：发热器在额定电压为220V时，耐电压值不应小于500V；额定电压为110V时，耐电压值不应小于350V。
参见图1，现有的PTC加热器，其采用多片并联的PTCR(PTC发热片)，并联后的PTCR也均并联。在实际测试时，经常出现PTCR被击穿的情形。究其原因，是受限于PTCR的材料或加工工艺，在厚度固定时，PTCR的耐压强度不够。为提升耐压强度，一个途径是增加PTCR厚度。但是，由于PTCR本身具有热阻，PTCR厚度增加会使得热阻增加，从而降低PTC加热器的发热效率。提升耐压强度的另一途径是改善PTCR的性能，使得更薄的PTCR即可获得足够的耐压强度。然而，改善PTCR的性能的研发难度可想而知。
此外，现有带多组PTCR的PTC加热器，每一组PTCR之间都要布置接线端子用来连接电源，两个接线端子之间的距离是两个金属散热器厚度和一个PTCR厚度的和，该距离一般小于20mm。但是，PTCR发热器的热断路器的尺寸不小于34mm。因此，两个接线端子之间的距离不足以容纳热断路器，必须将热断路器放置在另外一侧。由于热断路器位于另一侧，这样需要增加导线等部件将远置的热断路器连接在PTC加热器的电路中，不仅结构复杂，大电流的接触点增多，增加安全隐患，而且材料成本和人工成本较高。
发明内容
本发明针对现有PTC加热器的电气耐压强度较低的不足，提供一种高耐压的PTC加热器，有效提升其电气耐压强度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高耐压的PTC加热器，所述PTC加热器包括：
多个金属散热器；
多片并联的PTC发热片，所述PTC发热片胶粘于相邻的金属散热器之间：
其中，相邻的金属散热器及相邻的金属散热器之间的多片并联的PTC发热片形成发热单元，所述发热单元至少有两个，至少两个所述发热单元串联连接。
本发明的PTC加热器，其至少有两个且串联的包括金属散热器及PTC发热片的发热单元，在同等条件下如采用相同的PTC发热片且接入电压相同情况时，串联相比并联的方式，耐压强度更高。PTC加热器的功率可以通过更换PTC发热片调节，以符合相应标准或者满足相应要求。
作为改进，所述金属散热器包括外压板、内压板和设于所述外压板和内压板之间的波纹状散热片,所述接线端子设于所述外压板上。其中，外压板为平板，内压板为U形板。平板上凸起一凸片形成接线端子。
作为改进，串联相邻的所述发热单元共用外压板和/或内压板。串联相邻的所述发热单元共用外压板和/或内压板，加工装配较为容易。
作为改进，串联相邻的所述发热单元通过单独的连接件连接。发热单元通过单独的连接件连接，可以在使用时再将发热单元串联在一起，单个的发热单元体积较小，便于包装、运输和储存。
作为改进，所有所述发热单元沿PTC发热片厚度方向串联，所有所述接线端子位于PTC加热器的同一端，其中一个所述接线端子上还设有热断路器。接线端子位于PTC加热器的同一端，且热断路器安装于其中一个接线端子上，可以取消跨连线和接线端子，缩短火线，降低成本。
作为改进，串联相邻的所述发热单元共用外压板。
作为改进，所述接线端子有三个，所述热断路器设于中间的接线端子上。热断路器设于中间位置处而非外端，可以利用两接线端子间的空间，整个PTC加热器占用空间更少。
作为改进，所述接线端子有两个，所述热断路器设于其中一个接线端子上。
作为改进，多个所述发热单元沿长度方向串联，所述接线端子的数量为两个且位于PTC加热器两端，其中一个接线端子上还设有热断路器。发热单元沿长度方向串联，获得不同形状，适应不同场景。
作为改进，串联相邻的发热单元共用外压板、内压板和波纹状散热片。
作为改进，所述发热单元有两个，两个发热单元串联。
作为改进，所述发热单元有四个，四个发热单元两两串联后并联。
作为改进，所述发热单元有三个，三个发热单元串联。
作为改进，所述发热单元有四个，四个发热单元串联。
作为改进，所述发热单元有三个，其中两个发热单元串联并与另一发热单元并联。
作为改进，所述发热单元有四个，其中三个发热单元串联并与另一发热单元并联。
作为改进，串联的发热单元的PTC发热片的厚度在1.5mm至3mm之间。
本发明的PTC加热器的有益效果是：包括金属散热器及PTC发热片的至少两个发热单元串联，在同等条件下，串联相比并联的方式，耐压强度更高。PTC加热器的功率可以通过更换PTC发热片调节，以符合相应标准或者满足相应要求。
附图说明
图1是现有的一种PTC加热器的结构示意图。
图2是本发明实施例一的PTC加热器的结构示意图。
图3是本发明实施例二的PTC加热器的结构示意图。
图4是本发明实施例三的PTC加热器的结构示意图。
图5是本发明实施例四的PTC加热器的结构示意图。
图6是本发明实施例五的PTC加热器的结构示意图。
图7是本发明实施例六的PTC加热器的结构示意图。
图8是本发明实施例七的PTC加热器的结构示意图。
图9是本发明实施例八的PTC加热器的结构示意图。
图10是本发明实施例九的PTC加热器的结构示意图。
图中，1、外压板；
2、波纹状散热片；
3、内压板；
4、PTC发热片；
5、接线端子；
6、热断路器。
具体实施方式
下面结合本发明创造实施例的附图，对本发明创造实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明创造的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明创造的保护范围。
参见图2至图10，本发明的一种高耐压的PTC加热器，所述PTC加热器包括：
多个金属散热器；
PTC发热组件，所述PTC发热组件包括多片间隔分布的PTC发热片，所述PTC发热组件胶粘于串联相邻的金属散热器之间：
多个接线端子，所述接线端子设于所述金属散热器上；
其中，串联相邻的金属散热器及串联相邻的金属散热器之间的PTC发热组件形成发热单元，所述发热单元至少有两个，至少两个所述发热单元串联连接。
本发明的PTC加热器，其包括金属散热器及PTC发热片的发热单元串联，在其他条件不变的情况下,可以通过改变接线方式将并联修改为串联，串联相比并联的方式，耐压强度更高。PTC加热器的功率可以通过更换PTC发热片调节，以符合相应标准或者满足相应要求。
实施例一
参见图2，本发明实施例一的一种高耐压的PTC加热器，所述PTC加热器包括：
多个金属散热器；
PTC发热组件，所述PTC发热组件包括多片间隔分布的PTC发热片4，所述PTC发热组件胶粘于串联相邻的金属散热器之间：
多个接线端子5，所述接线端子5设于所述金属散热器上；
其中，串联相邻的金属散热器及串联相邻的金属散热器之间的PTC发热组件形成发热单元，所述发热单元有三个，三个所述发热单元串联连接。
本实施例中，接线端子5可以是凸片结构或者抱箍结构，还可以是其它接线结构。
本实施例中，所述金属散热器包括外压板1、内压板3和设于所述外压板1和内压板3之间的波纹状散热片2。其中，外压板1为平板，内压板3为U形板。
本实施例中，串联相邻的所述发热单元共用外压板1。串联相邻的所述发热单元共用外压板1内压板3，加工装配较为容易。
本实施例中，所有所述发热单元沿PTC发热片4厚度方向串联，所有所述接线端子5位于PTC加热器的同一端，其中一个所述接线端子5上还设有热断路器6。接线端子5位于PTC加热器的同一端，且热断路器6安装于其中一个接线端子5上，取消跨连线和端子，缩短火线，降低成本。
本实施例中，所述接线端子5有两个，所述热断路器6设于其中一个接线端子5上。
本实施例中,外压板1上只需设置外露接头,在热断路器6上设置接线端子5,即可将热断路器6安装于外压板1上。相比现有技术中，为安装断路器，需要一两端带接线端子5的引缆，本实施例节省了该引线。
本实施例中,在接入电压保持不变的情况下，串联后每个发热单元上的电压降低，可对PTC发热片4进行更换，以保持发热功率。
本发明实施例一的PTC加热器，采用三个串联的发热单元，当PTC发热片4采用耐压500V的PTC发热片4时，整个PTC加热器的耐压增加到1500V；当PTC发热片4厚度降低到1.5mm时，耐压仍可以升到1050V（现有的220V、2.5mm的 PTC发热片4的耐压值为500V）；热断路器6移动到接线端子5所在侧，省略跨连线（即引线）和接线端子5，缩短火线，简化结构的同时降低材料成本和人工成本。
实施例二
实施例二与实施例一的不同在于接线端子5的数量和热断路器6的设置。
参见图3，本实施例中，所述接线端子5有三个，所述热断路器6设于中间的接线端子5上。热断路器6设于中间位置处而非外端，可以利用两接线端子5间的空间，整个PTC加热器占用空间更少。
本实施例中，中间、右侧的两个发热单元串联后和左侧的一个发热单元并联。中间、右侧的串联后的发热单元的耐压值升高。当左侧的发热单元的PTC发热片4采用3mm或更高距离的PTC发热片4时，整个PTC加热器的耐压值均升高。
实施例二的其它结构和效果与实施例一的相同，在此不做赘述。
实施例三
实施例三与实施例一的不同在于串联的发热单元的数量。
参见图4，本实施例中，串联的发热单元有四个。当仍沿用现有的220V、2.5mm的PTC发热片4时，整个PTC加热器的耐压值升高到2000V；当采用220V、1.5mm的PTC发热片4时，整个PTC加热器的耐压值仍升高到1400V。
实施例三的其它结构和效果与实施例二的相同，在此不做赘述。
实施例四
实施例四与实施例三的不同在于接线端子5的数量和热断路器6的设置。
参见图5，本实施例中，所述接线端子5有三个，所述热断路器6设于中间的接线端子5上。从左至右包括第一发热单元、第二发热单元、第三发热单元和第四发热单元。其中，中间的接线端子5设置在中间的第二发热单元和第三发热单元之间。
本实施例中，第一发热单元和第二发热单元串联后与串联后的第三发热单元和第四发热单元并联。
实施例四的其它结构和效果与实施例三的相同，在此不做赘述。
实施例五
实施例五与实施例四的区别在于热断路器6的设置。
参见图6，本实施例中，中间的接线端子5设置在第一发热单元和第二发热单元之间。第一发热单元和串联后的第二发热单元、第三发热单元、第四发热单元并联。
本实施例中，第二发热单元、第三发热单元、第四发热单元串联后的耐压值升高。当第一发热单元的PTC发热片4采用3mm或更高距离的PTC发热片4时，整个PTC加热器的耐压值均升高。
实施例五的其它结构和效果与实施例四的相同，在此不做赘述。
实施例六
实施例六与实施例一的区别在于发热单元串联的方向及发热单元的数量。
参见图7，本实施例中，发热单元有两个。两个所述发热单元沿长度方向串联，所述接线端子5的数量为两个且位于PTC加热器两端，其中一个接线端子5上还设有热断路器6。发热单元沿长度方向串联，获得不同于沿厚度方向串联的形状，适应不同场景。
本实施例中，串联相邻的发热单元共用外压板1、内压板3和波纹状散热片2。
在加工时，可以分别制作一长两短三个金属散热器，将两个短散热器与长散热器间用导热硅胶胶粘PTC发热片4，两个短金属散热器沿长度方向间隔一定间隙。两个接线端子5设置在两个短金属散热器的外压板1上。
实施例六的其它结构和效果与实施例一的相同，在此不做赘述。
实施例七
实施例七与实施例六的区别在于发热单元的数量。
参见图8，本实施例中，发热单元有三个。三个所述发热单元沿长度方向串联。
在制作时，分别制作两长两短四个金属散热器，再依次将短金属散热器、长金属散热器、长金属散热器、短金属散热器间用导热硅胶胶粘PTC发热片4。长金属散热器和短金属散热器间间隔一定间隙。两个接线端子5设置在两个短金属散热器的外压板1上。
实施例七的其它结构和效果与实施例六的相同，在此不做赘述。
实施例八
实施例八与实施例七的区别在于发热单元的数量。
参见图9，本实施例中，发热单元有四个。四个所述发热单元沿长度方向串联。
在制作时，分别制作三长两短五个金属散热器，再依次将短金属散热器、长金属散热器、长金属散热器、长金属散热器、短金属散热器间用导热硅胶胶粘PTC发热片4。长金属散热器和短金属散热器间间隔一定间隙。两个接线端子5设置在两个短金属散热器的外压板1上。
实施例八的其它结构和效果与实施例七的相同，在此不做赘述。
实施例九
实施例九与实施例一的区别在于发热单元的数量以及发热单元间的连接方式。
参见图10，本实施例中，发热单元有两个，两个所述发热单元通过通过单独的连接件连接。发热单元通过单独的连接件连接，可以在使用时再将发热单元串联在一起，单个的发热单元体积较小，便于包装、运输和储存。
本实施例中，两个发热单元上各设有两个接线端子5，两个发热单元间通过带接线端子5的导线连接。
实施例九的其它结构和效果与实施例一的相同，在此不做赘述。
以上所述，仅为本发明创造的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明创造包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明创造的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (10)
1.一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：所述PTC加热器包括：
多个金属散热器；
多片并联的PTC发热片（4），所述PTC发热片（4）胶粘于相邻的金属散热器之间：
其中，相邻的金属散热器及相邻的金属散热器之间的多片并联的PTC发热片（4）形成发热单元，所述发热单元至少有两个，至少两个所述发热单元串联连接。
2.根据权利要求1所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：所述金属散热器包括外压板（1）、内压板（3）和设于所述外压板（1）和所述内压板（3）之间的波纹状散热片（2）,部分所述外压板（1）和/或部分所述内压板（3）上设有接线端子（5）。
3.根据权利要求2所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：串联相邻的所述发热单元共用所述外压板（1）和/或所述内压板（3）；或者，
串联相邻的所述发热单元通过单独的连接件串联连接。
4.根据权利要求1所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：所有所述发热单元沿PTC发热片（4）厚度方向串联，所述PTC加热器还包括设于PTC加热器长度方向的同一端的多个接线端子（5），其中一个所述接线端子（5）上还设有热断路器（6）。
5.根据权利要求4所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：串联相邻的所述发热单元共用外压板（1）。
6.根据权利要求4所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：所述接线端子（5）有三个，所述热断路器（6）设于中间的接线端子（5）上；或者，
所述接线端子（5）有两个，所述热断路器（6）设于其中一个接线端子（5）上。
7.根据权利要求1所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：多个所述发热单元沿长度方向串联，所述PTC加热器还包括接线端子（5），所述接线端子（5）的数量为两个且位于PTC加热器长度方向的两端，其中一个接线端子（5）上还设有热断路器（6）。
8.根据权利要求7所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：串联相邻的所述发热单元共用外压板（1）、内压板（3）和波纹状散热片（2）。
9.根据权利要求1所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：所述发热单元有两个，两个所述发热单元串联；
所述发热单元有三个，三个所述发热单元串联；或者，
所述发热单元有三个，其中两个所述发热单元串联并与另一所述发热单元并联；或者，
所述发热单元有四个，四个所述发热单元串联；或者，
所述发热单元有四个，四个所述发热单元两两串联后并联；或者，
所述发热单元有四个，其中三个所述发热单元串联并与另一所述发热单元并联。
10.根据权利要求1所述的一种高耐压的PTC加热器，其特征在于：串联的所述发热单元的PTC发热片（4）的厚度在1.5mm至3mm之间。
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