CN201616668U - 表面贴装式过流过压保护元件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种表面贴装式过流过压保护元件，包括表面贴装式热敏电阻和表面贴装型稳压二极管，表面贴装式热敏电阻包括热敏电阻、输入引脚、第一输出引脚、第二输出引脚、第一接地引脚和第二接地引脚，输入引脚通过热敏电阻电路连接第一输出引脚，第一输出引脚电路连接第二输出引脚，第一接地引脚电路连接第二接地引脚，表面贴装型稳压二极管分别与第一输出引脚和第二接地引脚电路连接，且输入引脚、第二输出引脚和第一接地引脚裸露，较佳地，表面贴装型稳压二极管叠置在表面贴装式热敏电阻上，本实用新型设计巧妙、结构简洁，能有效进行过流过压保护，响应速度快、抗大电流、冲击能力强、体积小、安装方便，适于大规模推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路保护元器件技术领域，特别涉及过流过压保护元件技术领域，具体是指一种表面贴装式过流过压保护元件。
背景技术
目前，电脑、通讯、消费性电子、汽车、通路、数字内容等6C产业领域控制器的安全保护电路设计中，通常，利用正温度系数(PTC，Positive Temperature Coefficient)特性热敏电阻对过流、过载或过热等电路故障时的保护，其工作原理是：当电路正常工作时，PTC热敏电阻阻值R0非常小不阻碍电流通过；而当电路出现过流、过载或过热等故障时，热敏电阻表面温度迅速上升，超过开关温度时瞬间升至高阻态，从而及时限制电路电流到很低水平保护电路；当故障排除后，PTC热敏电阻迅速冷却并恢复到原低阻状态，电路恢复正常后此热敏电阻可再次重复使用。
利用稳压二极管(VSD，Voltage Stabilizing Diode)起电路稳压、过压保护及反向电压保护等作用，其工作原理是：稳压二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，在这临界击穿点上反向电阻降低到极小值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定(稳压二极管工作电路图中Uz为恒定电压)，这样就保护过压造成的元器件损坏，当电压降到额定电压时，稳压二极管恢复高阻状态，具体工作电路图如图1所示。但是，在稳压二极管单独使用过程中，遇到较大电流冲击或长时间电流流通时，稳压二极管内硅制晶体温度明显升高，当升至其居里温度时，由此造成稳压二极管燃烧和构成火灾安全隐患。
目前虽然有尝试利用正温度系数特性热敏电阻在电路中的过流和过热保护作用，在电路中分立采用稳压二极管和正温度系数特性热敏电阻相互配合使用，稳压二极管临界反向电压击穿时电流增大，导致正温度系数特性热敏电阻过流过热保护使电流减小避免稳压二极管温度持续升高，从而防止因稳压二极管因升温过高引发燃烧和火灾，但在实际使用中亦有缺陷，具体缺陷如下：
一、分立使用，响应速度慢；
二、难以抗击大电流，易造成稳压二极管燃烧；
三、不适合精密微型电路及焊接；
四、元件只能用于直流电路，交流电路不能保护或者失效烧毁；
所以，综上，急需提供一种响应速度快、抗大电流、冲击能力强、体积小、安装方便、且直交流可通用的热保护型复合电阻元件。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种表面贴装式过流过压保护元件，该保护元件设计巧妙、结构简洁，能有效进行过流过压保护，响应速度快、抗大电流、冲击能力强、体积小、安装方便，适于大规模推广应用。
为了实现上述目的，本实用新型的表面贴装式过流过压保护元件，其特点是，包括表面贴装式热敏电阻和表面贴装型稳压二极管，所述表面贴装式热敏电阻包括热敏电阻、输入引脚、第一输出引脚、第二输出引脚、第一接地引脚和第二接地引脚，所述输入引脚通过所述热敏电阻电路连接所述第一输出引脚，所述第一输出引脚电路连接所述第二输出引脚，所述第一接地引脚电路连接所述第二接地引脚，所述表面贴装型稳压二极管分别与所述第一输出引脚和所述第二接地引脚电路连接，且所述输入引脚、所述第二输出引脚和所述第一接地引脚裸露。
较佳地，所述表面贴装型稳压二极管叠置在所述表面贴装式热敏电阻上。
更佳地，所述表面贴装型稳压二极管焊接在所述表面贴装式热敏电阻上。
较佳地，所述热敏电阻具有上表面和下表面，所述输入引脚、所述第二输出引脚和所述第一接地引脚设置在所述下表面，所述第一输出引脚和所述第二接地引脚设置在所述上表面。
较佳地，所述表面贴装式热敏电阻还包括两层绝缘膜和四层金属箔，所述金属箔上设置有蚀刻图形层，所述金属箔、所述绝缘膜、所述金属箔、所述热敏电阻、所述金属箔、所述绝缘膜、所述金属箔依次叠合，其中两所述金属箔的蚀刻图形层分别与两所述绝缘膜叠合，在最外层的所述金属箔的蚀刻图形层上设置金属层，且所述金属层与所述热敏电阻导通。
本实用新型的有益效果具体如下：
1、本实用新型将表面贴装式热敏电阻和表面贴装型稳压二极管连接，由于表面贴装型设计，适用于密集性电路，从而大大减少焊接空间；
2、本实用新型由于表面贴装式热敏电阻及表面贴装型稳压二极管的特殊设计，不仅适用于直流保护，亦适用于交流电路中；
3、本实用新型由于表面贴装式热敏电阻及表面贴装型稳压二极管的设计，一方面，热敏电阻动作后有效的增强了稳压二极管的功率处理能力；另一方面，更能有效保护电路反压电压源因反向偏压造成的电路故障；
4、本实用新型可广泛用于电脑、通讯、消费性电子、汽车、通路、数字内容等6C产业领域控制器的安全保护电路中，特别是便携式媒体播放器、汽车外围设备输入电源、硬盘驱动器等等各种直交流的密集性电路的过流过压保护，是一种响应速度快、抗大电流、冲击能力强、体积小、安装方便的过流过压保护的贴装元件。
附图说明
图1是现有的稳压二极管的工作电路图。
图2是本实用新型的一具体实施例的立体结构示意图。
图3是图2所示的具体实施例的另一立体结构示意图。
图4是图2所示的具体实施例的组装示意图。
图5是图2所示的具体实施例的电路原理示意图。
图6是本实用新型的另一具体实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参见图2-5所示，本实用新型的表面贴装式过流过压保护元件包括表面贴装式热敏电阻2和表面贴装型稳压二极管1，所述表面贴装式热敏电阻2包括热敏电阻21、输入引脚22、第一输出引脚23、第二输出引脚24、第一接地引脚25和第二接地引脚26，所述输入引脚22通过所述热敏电阻21电路连接所述第一输出引脚23，所述第一输出引脚23电路连接所述第二输出引脚24，所述第一接地引脚25电路连接所述第二接地引脚26，所述表面贴装型稳压二极管2分别与所述第一输出引脚23和所述第二接地引脚26电路连接，且所述输入引脚22、所述第二输出引脚24和所述第一接地引脚25裸露。
较佳地，所述表面贴装型稳压二极管1叠置在所述表面贴装式热敏电阻2上。在本实用新型的具体实施例中，所述表面贴装型稳压二极管1焊接在所述表面贴装式热敏电阻2上。可以通过焊接材料将所述表面贴装型稳压二极管1焊接在所述表面贴装式热敏电阻2上。
在本实用新型的具体实施例中，所述热敏电阻21具有上表面和下表面，所述输入引脚22、所述第二输出引脚24和所述第一接地引脚25设置在所述下表面，所述第一输出引脚23和所述第二接地引脚26设置在所述上表面。
在本实用新型的具体实施例中，所述表面贴装式热敏电阻2还包括两层绝缘膜和四层金属箔，所述金属箔上设置有蚀刻图形层，所述金属箔、所述绝缘膜、所述金属箔、所述热敏电阻21、所述金属箔、所述绝缘膜、所述金属箔依次叠合，其中两所述金属箔的蚀刻图形层分别与两所述绝缘膜叠合，在最外层的所述金属箔的蚀刻图形层上设置金属层，且所述金属层与所述热敏电阻导通。所述表面贴装式热敏电阻2制造时，可将一只热敏电阻、两层绝缘膜和四层金属箔等叠加形成，热敏电阻的上下两层各叠加一层金属箔，并用化学/物理蚀刻等加工方法制作特定图形即蚀刻图形层，再在上述金属箔两面各叠加一层绝缘层，而在绝缘层两面亦叠加金属箔，同样利用化学/物理蚀刻等加工制作特定图形即蚀刻图形层，再在上述热敏电阻通过钻孔、切割等方式形成三个或更多的柱形孔，并电镀金属层，终形成表面贴装式热敏电阻2。
所述金属箔可以由铜、铁、镍、锡、银、金中的一种或几种金属组成；所述绝缘膜可以是双酚环氧树脂、环氧化酚醛、硅树脂等树脂中的一种物质，或几种物质的、或玻璃纤维增强型混合物。
上述的本实用新型的表面贴装式过流过压保护元件的制造过程简述如下：将热敏电阻21、两层绝缘膜、四层金属箔等叠加，运用PCB制造工艺等方法制作特定图形，热敏电阻21上下两表面通过PCB制造工艺等加工方法形成电路导通，同时与稳压二极管形成电路导通，后在热敏电阻21下表面形成输入引脚22(即IN引脚)、第二输出引脚24(OUT引脚)和第一接地引脚25(即GND引脚)。
上述的本实用新型的表面贴装式过流过压保护元件形成如图5所示的电路原理示意图，适于交流保护。
上述的本实用新型的表面贴装式过流过压保护元件具体应用时，例如用于轿车交流发动机内过流过压保护时，依照具体使用情况，选用元件VZ＝16.10～16.60V，IZt＝0.1A，Ihold@20℃＝1.3A，Rtyp＝0.12Ω，R1MAX＝0.16Ω，VINTMAX＝24V(测试电流为3A)，IFLTMAX＝+1.25/-4(测试电压+24V/-16V)，用于过流保护。
显而易见，表面贴装式热敏电阻2可有多层绝缘层、多层金属层，与表面贴装型稳压二极管1有多种联接方式，只要终成品满足图5所示的电路原理示意图即可，本实用新型只是列举一例图而已。
在本实用新型的另一具体实施例中，可形成如图6所示的电路原理示意图，其适于直流保护。
其具体应用时，例如用于硬盘驱动器直流保护时，依其过流过压保护等级，选用元件VZ＝6.35～6.65V，IZt＝0.1A，Ihold@20℃＝1.3A，Rtyp＝0.04Ω，R1MAX＝0.06Ω，VINT MAX＝16V(测试电流为3A)，IFLTMAX＝+3.5/-40(测试电压+16V/-12V)，用于过流保护。
本实用新型利用稳压二极管的稳压及热敏电阻21的过流保护作用，将表面贴装式热敏电阻2及表面贴装型稳压二极管1焊接叠加组合而成集成模块，利用热传导特性进行有效的保护。
本实用新型的表面贴装式过流过压保护元件串联焊接于微型电路中，当电路电压处于正常值时，表面贴装型稳压二极管1电阻极大呈断开状态，表面贴装式热敏电阻2阻值极小，整个元件不影响整个电路正常运行；当表面贴装型稳压二极管1处于逆向偏区且电压达到崩溃电压时，在这临界击穿点上反向电阻降低至极小，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定(图1中Uz为恒定电压)，保护元器件免受过压损坏；当电路电压超过电路额定电压时，因表面贴装型稳压二极管1两端高电位差及大量电流流通所产生的热量热耦合突变给表面贴装式热敏电阻2，表面贴装式热敏电阻2因受热自身阻值迅速升至很大从而保护电流下降，避免稳压二极管烧毁。当电路故障被排除后，表面贴装型稳压二极管1又恢复至原来断开状态，表面贴装式热敏电阻2阻值极小，整个元件可以多次重复使用。
综上，本实用新型的表面贴装式过流过压保护元件设计巧妙、结构简洁，能有效进行过流过压保护，响应速度快、抗大电流、冲击能力强、体积小、安装方便，适于大规模推广应用。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (5)
1.一种表面贴装式过流过压保护元件，其特征在于，包括表面贴装式热敏电阻和表面贴装型稳压二极管，所述表面贴装式热敏电阻包括热敏电阻、输入引脚、第一输出引脚、第二输出引脚、第一接地引脚和第二接地引脚，所述输入引脚通过所述热敏电阻电路连接所述第一输出引脚，所述第一输出引脚电路连接所述第二输出引脚，所述第一接地引脚电路连接所述第二接地引脚，所述表面贴装型稳压二极管分别与所述第一输出引脚和所述第二接地引脚电路连接，且所述输入引脚、所述第二输出引脚和所述第一接地引脚裸露。
2.根据权利要求1所述的表面贴装式过流过压保护元件，其特征在于，所述表面贴装型稳压二极管叠置在所述表面贴装式热敏电阻上。
3.根据权利要求2所述的表面贴装式过流过压保护元件，其特征在于，所述表面贴装型稳压二极管焊接在所述表面贴装式热敏电阻上。
4.根据权利要求1所述的表面贴装式过流过压保护元件，其特征在于，所述热敏电阻具有上表面和下表面，所述输入引脚、所述第二输出引脚和所述第一接地引脚设置在所述下表面，所述第一输出引脚和所述第二接地引脚设置在所述上表面。
5.根据权利要求1所述的表面贴装式过流过压保护元件，其特征在于，所述表面贴装式热敏电阻还包括两层绝缘膜和四层金属箔，所述金属箔上设置有蚀刻图形层，所述金属箔、所述绝缘膜、所述金属箔、所述热敏电阻、所述金属箔、所述绝缘膜、所述金属箔依次叠合，其中两所述金属箔的蚀刻图形层分别与两所述绝缘膜叠合，在最外层的所述金属箔的蚀刻图形层上设置金属层，且所述金属层与所述热敏电阻导通。
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Address after: 201108 Shanghai city Minhang District Zhuan Hing Road No. 736 Patentee after: SHANGHAI KETER POLYMER MATERIAL CO., LTD. Address before: 201108 Shanghai city Minhang District Zhuan Hing Road No. 736 Patentee before: Shanghai Keter Polymer Material Co., Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20101027 |