CN116683414A - 一种安全型起动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全型起动器，包括起动器总成，所述起动器总成包括右侧支撑结构、左侧支撑结构以及PTC芯片，右侧支撑结构与PTC芯片为双点接触，左侧支撑结构与PTC芯片的左侧中央为单点接触，当PTC芯片在故障状态下发生破裂，在右侧支撑结构和左侧支撑结构将PTC芯片的碎片从回路中彻底断开，防止出现短路状态；起动器壳体，所述起动器总成固定于起动器壳体内；外壳采用耐温和阻燃等级更高的酚醛材料制造，确保产品更高的安全性能。本发明在PTC在故障状态下发生芯片破裂时，因压簧和电极簧片产生一个扭力，将PTC碎片从回路中彻底断开，且电极和左电极脱离，防止出现短路状态，以便于使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种起动器，具体涉及一种安全型起动器。
背景技术
正温度系数热敏电阻器件(PTC)被广泛地用于电流限制电路中，包括用于制冷设备例如冰箱的压缩机启动控制电路。现有技术的正温度系数热敏电阻器件(PTC)在经历长时间使用后，其物理结构可能会退化，在工作期间可能在器件内部产生异常的热量而产生火花，导致器件中的正温度系数热敏电阻元件(PTC)损坏破裂成碎片。由于破裂的碎片仍然可能与左右端子连接，会导致破裂面之间产生电弧放电、过热、过电流等等一系列问题，从而可能引发火灾等。
现有技术的(PTC)起动器，其具有两个弹簧接触部和两个非导电接触部，在电子器件的整个工作期间四个接触部都与热敏电阻(PTC)接触，而且两个弹簧接触部分别焊接到左右端子上其应用场合如图1所示。这样，一方面，与热敏电阻(PTC)密切接触的材料(非导电接触部)需要能够耐受高温，通常采用耐高温塑料材料，因而相对昂贵；另一方面，当热敏电阻(PTC)没有以电流断开的方式破裂时，热敏电阻(PTC)的裂开碎片仍然通过弹簧接触部分与左右端子保持电连接，从而可能导致电弧放电和过热。因此，现有的热敏电阻器件(PTC)在热敏电阻故障尤其是破裂时并不一定能可靠地消除电弧放电，短路和过热等问题
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全型起动器，以解决背景技术中所存在的问题。
本发明安全型起动器是通过以下技术方案来实现的，包括：
起动器总成，起动器总成包括右侧支撑结构、左侧支撑结构以及PTC芯片，右侧支撑结构与PTC芯片为双点接触，左侧支撑结构与PTC芯片的左侧中央为单点接触，当PTC芯片在故障状态下发生破裂，在右侧支撑结构和左侧支撑结构将PTC芯片的碎片从回路中彻底断开，防止出现短路状态；
起动器壳体，起动器总成固定于起动器壳体内。
作为优选的技术方案，右侧支撑结构包括右不锈钢电极以及压簧，不锈钢电极插入设置于起动器壳体内部右侧的一端，压簧插入设置于起动器壳体内部右侧的另一端；不锈钢电极与PTC芯片的接触面为刚性接触，压簧与PTC芯片的接触面为弹性接触。
作为优选的技术方案，左侧支撑结构包括左不锈钢电极以及接触电极，左不锈钢电极插入设置于起动器壳体内部左侧；接触电极为弹性结构，并在压簧的挤压下置于左不锈钢电极与PTC芯片之间。
作为优选的技术方案，起动器壳体由底盖和上壳拼接而成，上壳内部右侧的一端设置有右不锈钢电极安装腔，右不锈钢电极固定于右不锈钢电极安装腔内；上壳内部右侧的另一端设置有压簧安装槽，且压簧固定于压簧安装槽内；上壳内部左侧设置有左不锈钢电极安装腔，且左不锈钢电极固定于左不锈钢电极安装腔内；上壳中央设置有PTC芯片腔，PTC芯片设置于PTC芯片腔内。
作为优选的技术方案，右不锈钢电极和压簧穿过PTC芯片腔与PTC芯片相接触，PTC芯片与左不锈钢电极对应处设置有通槽，接触电极设置于通槽处，并分别与PTC芯片和左不锈钢电极相接触。
作为优选的技术方案，接触电极两侧均设置有弹性片，弹性片与通槽相接触，进而起到挤压的作用，且弹性片弹性小于压簧的弹性；接触电极中央呈C型结构，C型结构的两端分别与PTC芯片和左不锈钢电极相接触。
作为优选的技术方案，外壳采用耐温和阻燃等级更高的酚醛材料制造。
本发明的有益效果是：本发明在PTC在故障状态下发生芯片破裂时，因压簧和电极簧片产生一个扭力，将PTC碎片从回路中彻底断开，且电极和左电极脱离，防止出现短路状态，以便于使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的去下盖结构示意图；
图3为实施例1的起动器总成结构示意图；
图4为实施例1的起动器总成PTC芯片结构示意图；
图5为实施例1的起动器总成PTC芯片断裂结构示意图；
图6为实施例1的接触电极结构示意图；
图7为实施例2的起动器总成PTC芯片结构示意图；
图8为实施例2的起动器总成PTC芯片断裂结构示意图；
图9为实施例2的右不锈钢电极结构示意图；
图10-图13为本发明的测试结果示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
实施例1
如图1—图6所示，本发明的一种安全型起动器，包括：
起动器总成，起动器总成包括右侧支撑结构、左侧支撑结构以及PTC芯片3，右侧支撑结构与PTC芯片3为双点接触，左侧支撑结构与PTC芯片3的左侧中央为单点接触，当PTC芯片3在故障状态下发生破裂，在右侧支撑结构和左侧支撑结构将PTC芯片3的碎片从回路中彻底断开，防止出现短路状态；
起动器壳体，起动器总成固定于起动器壳体内。
其中，外壳采用耐温和阻燃等级更高的酚醛材料制造，确保产品更高的安全性能。
本实施例中，右侧支撑结构包括右不锈钢电极41以及压簧51，不锈钢电极41插入设置于起动器壳体内部右侧的一端，压簧51插入设置于起动器壳体内部右侧的另一端；不锈钢电极41与PTC芯片3的接触面为刚性接触，压簧51与PTC芯片3的接触面为弹性接触。
本实施例中，右不锈钢电极、接触电极和压簧与PTC接触的面都为耐高温的不锈钢材料。
本实施例中，左侧支撑结构包括左不锈钢电极42以及接触电极43，左不锈钢电极42插入设置于起动器壳体内部左侧；接触电极43为弹性结构，并在压簧51的挤压下置于左不锈钢电极42与PTC芯片3之间。
此外，起动器壳体由底盖1和上壳2拼接而成，上壳2内部右侧的一端设置有右不锈钢电极安装腔，右不锈钢电极41固定于右不锈钢电极安装腔内；上壳2内部右侧的另一端设置有压簧安装槽，且压簧51固定于压簧安装槽内；上壳2内部左侧设置有左不锈钢电极安装腔，且左不锈钢电极42固定于左不锈钢电极安装腔内；上壳2中央设置有PTC芯片腔，PTC芯片3设置于PTC芯片腔内。
此外，右不锈钢电极41和压簧51穿过PTC芯片腔与PTC芯片3相接触，PTC芯片3与左不锈钢电极42对应处设置有通槽，接触电极43设置于通槽处，并分别与PTC芯片3和左不锈钢电极42相接触。
其中，接触电极43两侧均设置有弹性片，弹性片与通槽相接触，进而起到挤压的作用，且弹性片弹性小于压簧51的弹性；接触电极43中央呈C型结构，C型结构的两端分别与PTC芯片3和左不锈钢电极42相接触，所述通槽中央设置有限位块，防止PTC芯片断裂时接触电极与左不锈钢电极42相接触。
实施例2
如图7-图9所示，本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于，右不锈钢电极41为分体式结构，且右不锈钢电极结构包括连接引脚61、侧面固定座62以及接触片63；所述连接引脚61与侧面固定座62连接，且接触片63固定于侧面固定座62的一侧，穿过PTC芯片腔与PTC芯片相接触。
工作原理如下：
右不锈钢电极、接触电极和压簧组成一个PTC芯片3点的夹持面；并保证和PTC接触的面都为耐高温的不锈钢材料。其中右不锈钢电极是刚性接触，接触电极和压簧是弹性接触。其中压簧弹性力远大于电极，才能使PTC分别产生朝向右不锈钢电极和接触电极的作用力，以实现更紧密的接触。接触电极受到压簧的推力和左不锈钢电极紧密接触；使PTC可靠接入并形成工作回路。
当PTC在故障状态下发生芯片破裂，因压簧和接触电极簧片产生一个扭力，将PTC碎片从回路中彻底断开，且接触电极和左不锈钢电极在弹性片脱离，防止出现短路状态。
测试过程如下：
第一阶段测试：
第1阶段测试的目的：超过芯片的耐压，破坏芯片的PTC特性。这通常会导致PTCR芯片破裂。如果断块从触点上脱落，破裂的PTCR可能导致开路，或者如果断点被触点固定到位，则可能导致持续加热或电弧。
将变压器的输出绕组连接到PTCR：
该测试是PTCR的强制失效测试，因此电压应直接施加在PTCR上。如果压缩机电气组件使用其他电气组件(例如三端双向可控硅)，这会阻止电压直接施加到PTCR，请在测试期间绕过这些组件；
将压缩机电气连接到空压缩机外壳；
在300V下为PTCR通电6分钟。在300VAC下6分钟后，每2分钟以50V的增量缓慢提高电压，直到电压达到PTCR耐压的95％(通常在500-600VAC之间)；
当电压达到PTCR耐压的95％时，开始每20分钟以2V为增量增加电压，直到发生PTCR失控(芯片的PTC特性分解)。失控的信号是电流上升和电压下降。通常，失控条件的值在PTCR上为10至40伏，通过PTCR为0.8至3安培，最大测试电压为800VAC。
当电流开始快速上升时，在失控条件下继续为PTCR通电90秒。如果火随时点燃粗棉布，则可以停止测试。如果PTCR在90秒结束时仍在主动电弧，但粗棉布尚未点燃，请继续为PTCR通电，直到电弧停止或点燃PCTR外壳外部的粗棉布，电弧的存在通常可以通过视觉或听觉观察到，也可以通过不稳定的电流测量来指示。
以下是第一阶段测试的潜在结果，以及如何根据结果进行：
第2阶段测试：
第2阶段测试的目的：用于第2阶段测试的样品是在第一阶段进行测试的样品，并且经历了PTCR失控条件(芯片的PTC特性被分解)，如第1阶段结果2和5中所述(见第5.6节)。第2阶段测试可用于评估压缩机电气外壳在PTCR失控条件下的点火安全壳稳健性。
注意：第1阶段测试结果1(PTCR断裂，导致开路)是本工程测试程序的预期结果。然而，在评估安装在压缩机上的失控条件下的PTCR时，第2阶段测试有时很有用。
将压缩机电气组件连接到压缩机，该压缩机设计用于压缩机电气组件中的OLP。如果打算在生产中使用电容器，请包括电容器。如果压缩机电气组件设计为与盖一起使用，则也要将盖子安装到压缩机上。
将压缩机电气组件从第1阶段测试设置移动到第2阶段测试设置时，请非常小心地尽量减少移动。压缩机电气装置的剧烈移动或处理会导致PTCR从其自然断裂位置移动，并可能影响第二阶段测试的结果。
设置压缩机以根据ETP 516C003运行压缩机高压测试；
在PTCR外壳上方放置一个热电偶以监测温度，并在测试过程中记录电流；
如果压缩机电气组件设计为与盖子一起使用，请将单层粗棉布紧紧包裹在盖子上(粗棉布也应覆盖盖子和压缩机外壳之间的间隙)。否则，将PTCR外壳组件紧紧包裹在一层粗棉布中。粗棉布将用于确定在测试期间是否有任何火灾逃逸组件；
以冰箱/冰柜额定电压的1.1倍(即132VAC/60Hz或253VAC/50Hz)为压缩机和电气组件供电；
根据ETP 516C003的压缩机高压测试继续测试8小时。在此测试期间，OLP可能会激活；
如果开路(无电流)或火焰从压缩机电气外壳中逸出并点燃粗棉布，则提前暂停测试。
测试结果如图10-图12所示，图7为PTCR断开且电路断开(无电弧或火灾)，图8中，PTCR断裂但保持原位(外壳外无火灾)，或者如图9所示，PTCR断裂和电弧导致外壳外着火，这些图可能看起来相似，需要检验观测值来区分两个结果；如图10所示，图10中测试结果为PTCR不断裂，阻力发生变化。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种安全型起动器，其特征在于，包括起动器壳体以及起动器总成，所述起动器总成固定安装于起动器壳体内；
起动器总成包括：
右侧支撑结构、左侧支撑结构以及PTC芯片(3)，右侧支撑结构与PTC芯片(3)为双点接触，左侧支撑结构与PTC芯片(3)的左侧中央为单点接触，
当PTC芯片(3)在故障状态下发生破裂，在右侧支撑结构和左侧支撑结构将PTC芯片(3)的碎片从回路中彻底断开，防止短路。
2.根据权利要求1所述的安全型起动器，其特征在于：所述右侧支撑结构包括右不锈钢电极(41)以及压簧(51)，不锈钢电极(41)插入设置于起动器壳体内部右侧的一端，压簧(51)插入设置于起动器壳体内部右侧的另一端；所述不锈钢电极(41)与PTC芯片(3)的接触面为刚性接触，压簧(51)与PTC芯片(3)的接触面为弹性接触。
3.根据权利要求1所述的安全型起动器，其特征在于：所述左侧支撑结构包括左不锈钢电极(42)以及接触电极(43)，左不锈钢电极(42)插入设置于起动器壳体内部左侧；所述接触电极(43)为弹性结构，并在压簧(51)的挤压下置于左不锈钢电极(42)与PTC芯片(3)之间。
4.根据权利要求1所述的安全型起动器，其特征在于：所述起动器壳体由底盖(1)和上壳(2)拼接而成，所述上壳(2)内部右侧的一端设置有右不锈钢电极安装腔，右不锈钢电极(41)固定于右不锈钢电极安装腔内；所述上壳(2)内部左侧设置有左不锈钢电极安装腔，且左不锈钢电极(42)固定于左不锈钢电极安装腔内；所述上壳(2)中央设置有PTC芯片腔，PTC芯片(3)设置于PTC芯片腔内。
5.根据权利要求2所述的安全型起动器，其特征在于：上壳(2)内部设置有压簧安装槽，且压簧(51)固定于压簧安装槽内。
6.根据权利要求4所述的安全型起动器，其特征在于：右不锈钢电极(41)和压簧(51)穿过PTC芯片腔与PTC芯片(3)相接触，PTC芯片(3)与左不锈钢电极(42)对应处设置有通槽，接触电极(43)设置于通槽处，并分别与PTC芯片(3)和左不锈钢电极(42)相接触。
7.根据权利要求4所述的安全型起动器，其特征在于：所述接触电极(43)两侧均设置有弹性片，弹性片与通槽相接触，进而起到挤压的作用，且弹性片弹性小于压簧(51)的弹性；所述接触电极(43)中央呈C型结构，C型结构的两端分别与PTC芯片(3)和左不锈钢电极(42)相接触。
8.根据权利要求1所述的安全型起动器，其特征在于：所外壳采用耐温和阻燃等级更高的酚醛材料制造。
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