CN202422897U

CN202422897U - 电路保护组件

Info

Publication number: CN202422897U
Application number: CN2012200362121U
Authority: CN
Inventors: 饶彩华; 卫蔚; 刘统发
Original assignee: SHANGHAI H-FAST ELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: Shanghai he Hong electronic Polytron Technologies Inc
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-06

Abstract

本实用新型涉及一种电路保护组件，包括NTC热敏电阻和PTC热敏电阻，NTC热敏电阻包括NTC热敏材料层、第一左导电层和第一右导电层，PTC热敏电阻包括PTC材料层、第二左导电层和第二右导电层，第一左导电层和第一右导电层分别贴覆在NTC热敏材料层的左端和右端，第二左导电层和第二右导电层分别贴覆在PTC材料层的左端和右端，NTC热敏电阻位于PTC热敏电阻上，第一左导电层连接第二右导电层，第一右导电层连接第二左导电层。较佳地，第一左导电层焊接第二右导电层，第一右导电层焊接第二左导电层。本实用新型设计巧妙，结构简洁，制造方便，安装体积小、安装电路设计较简单、性能优越，适于大规模推广应用。

Description

电路保护组件

技术领域

本实用新型涉及用于电路保护的元器件技术领域，特别涉及热敏电阻技术领域，具体是指一种电路保护组件。

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，标准化的保护器件电路设计包括有初级保护、过流保护、次级保护及第三级保护。其中，初级保护为外部电路刚进入电路之时的保护，主要为浪涌电流/电压保护；过流保护是电路中过电流/浪涌电流保护；次级保护为在外部电路整流/整压前的过流过压保护；第三级保护为负载电路内ESD/过压/浪涌电流电压保护。其中，各路过流保护电路设计中，通常为了使整个电路更加安全，会分别串联一只负温度系数(NTC，Negative TemperatureCoefficient)热敏电阻以及一只正温度系数(PTC，Positive Temperature Coefficient)热敏电阻，其中，NTC热敏电阻用以抑制高的突波电流，PTC热敏电阻用以过流、过载或过热保护。双重电流保护，使得电路更加安全有效。现分别地，将NTC及PTC热敏电阻工作原理介绍如下：

NTC热敏电阻工作原理是，当温度低时，热敏电阻内部的氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，其电阻值降低。可用来抑制高的突波电流。相对于受保护电路，热敏电阻器具有较高的电阻，因此会抑制突波电流的1～2秒，在这一段时间内热敏电阻的电阻将因温度升高而下降，直至热敏电阻两端压降可被忽略的电阻值为止。

利用PTC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。

但是，在实际使用过程中，两不同元件设计会存在如安装电路设计繁杂、安装尺寸过大、分别测试繁杂等不足。因此，需要提供一种电路保护组件，其为过硫保护贴片组件，安装体积小、安装电路设计较简单、性能优越。

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，提供一种电路保护组件，该电路保护组件设计巧妙，结构简洁，制造方便，安装体积小、安装电路设计较简单、性能优越，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型的电路保护组件，其特点是，包括NTC热敏电阻和PTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻包括NTC热敏材料层、第一左导电层和第一右导电层，所述PTC热敏电阻包括PTC材料层、第二左导电层和第二右导电层，所述第一左导电层和所述第一右导电层分别贴覆在所述NTC热敏材料层的左端和右端，所述第二左导电层和所述第二右导电层分别贴覆在所述PTC材料层的左端和右端，所述NTC热敏电阻位于所述PTC热敏电阻上，所述第一左导电层连接所述第二右导电层，所述第一右导电层连接所述第二左导电层。

较佳地，所述第一左导电层焊接所述第二右导电层，所述第一右导电层焊接所述第二左导电层。

较佳地，所述第一左导电层和所述第一右导电层均为U型导电层，所述NTC热敏材料层的左端和右端分别位于所述第一左导电层和所述第一右导电层中。

较佳地，所述第二左导电层包括左上导电层、左半圆形导电层和左下导电层，所述第二右导电层包括右上导电层、右半圆形导电层和右下导电层，所述PTC材料层的左端和右端分别设置有左半圆形凹部和右半圆形凹部，所述左上导电层和所述左下导电层分别贴覆在所述PTC材料层的左端的上下表面上，所述左半圆形导电层贴覆在所述左半圆形凹部中并分别连接所述左上导电层和所述左下导电层，所述右上导电层和所述右下导电层分别贴覆在所述PTC材料层的右端的上下表面上，所述右半圆形导电层贴覆在所述右半圆形凹部中并分别连接所述右上导电层和所述右下导电层。

较佳地，所述第一左导电层、所述第一右导电层、所述第二左导电层或所述第二右导电层的厚度为0.025～0.15mm。

较佳地，所述PTC热敏电阻还包括上阻焊绝缘层和下阻焊绝缘层，所述上阻焊绝缘层和所述下阻焊绝缘层分别贴覆在所述PTC材料层的上下表面上并位于所述第二左导电层和所述第二右导电层之间从而阻隔开所述第二左导电层和所述第二右导电层。

更佳地，所述上阻焊绝缘层或所述下阻焊绝缘层的厚度为0.001～0.10mm。

本实用新型的有益效果具体在于：本实用新型的电路保护组件电路保护组件包括NTC热敏电阻和PTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻包括NTC热敏材料层、第一左导电层和第一右导电层，所述PTC热敏电阻包括PTC材料层、第二左导电层和第二右导电层，所述第一左导电层和所述第一右导电层分别贴覆在所述NTC热敏材料层的左端和右端，所述第二左导电层和所述第二右导电层分别贴覆在所述PTC材料层的左端和右端，所述NTC热敏电阻位于所述PTC热敏电阻上，所述第一左导电层连接所述第二右导电层，所述第一右导电层连接所述第二左导电层，设计巧妙，结构简洁，制造方便，安装体积小、安装电路设计较简单、性能优越，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的一具体实施例的主视剖视示意图。

图2是图1所示的具体实施例的NTC热敏电阻的立体示意图。

图3是图1所示的具体实施例的PTC热敏电阻的立体示意图。

图4是使用本实用新型的电路连接示意图，其中附图标记3为负载。

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。其中相同的附件采用相同的附图标记。

请参见图1-4所示，本实用新型的电路保护组件包括NTC热敏电阻1和PTC热敏电阻2，所述NTC热敏电阻1包括NTC热敏材料层11、第一左导电层12和第一右导电层13，所述PTC热敏电阻2包括PTC材料层21、第二左导电层22和第二右导电层23，所述第一左导电层12和所述第一右导电层13分别贴覆在所述NTC热敏材料层11的左端和右端，所述第二左导电层22和所述第二右导电层23分别贴覆在所述PTC材料层21的左端和右端，所述NTC热敏电阻1位于所述PTC热敏电阻2上，所述第一左导电层12连接所述第二右导电层23，所述第一右导电层13连接所述第二左导电层22。

所述NTC热敏材料层11采用常规方法制造，一般由铜、锰、镍、钴等金属及氧化物材料组成，形状可制成需要的形状，比如长方体状。所述PTC材料层21采用常规方法制造，一般采用高分子热敏材料或陶瓷热敏材料制成，具体地，高分子热敏材料由高分子材料粉末、金属氧化物粉末、润滑剂、抗氧剂、抑制剂等物质的两种或以上组成，经过高速剪切挤出压延或者热压等方式形成PTC材料层，陶瓷热敏材料主要由陶瓷钛酸钡(BaTiO3)组成，并掺加微量的铌(Nb)、钽(Ta)、铋(Bi)、锑(Sb)、镧(La)、铈(Ce)、及钨(W)等中的一种或几种材料。所述第一左导电层12、所述第一右导电层13、所述第二左导电层22和所述第二右导电层23可以采用任何合适的材料，一般由铜、铁、镍、锡、银、金中的一种或几种金属组成。

所述第一左导电层12和所述第二右导电层23以及所述第一右导电层13和所述第二左导电层22的连接可以采用任何合适的方式。请参见图1所示，在本实用新型的具体实施例中，所述第一左导电层12焊接所述第二右导电层23，所述第一右导电层13焊接所述第二左导电层22。焊接可采用回流焊或激光或其他等焊接方式。

所述第一左导电层12和所述第一右导电层13可以采用任何合适的形状，请参见图1-2所示，在本实用新型的具体实施例中，所述第一左导电层12和所述第一右导电层13均为U型导电层，所述NTC热敏材料层11的左端和右端分别位于所述第一左导电层12和所述第一右导电层13中。从而可以将第一左导电层12和第一右导电层13均匀紧密粘合在NTC热敏材料层11左右侧面及小部分上下表面，且第一左导电层12和第一右导电层13形状一致且对称，每个导电层包括三个长方形，且三个长方形上下连通导电，最终形成如图2所示的NTC热敏电阻1。

所述第二左导电层22和所述第二右导电层23可以采用任何合适的形状，如上面的U型导电层，请参见图1和3所示，在本实用新型的具体实施例中，所述第二左导电层22包括左上导电层(未标出)、左半圆形导电层(未标出)和左下导电层(未标出)，所述第二右导电层23包括右上导电层(未标出)、右半圆形导电层(未标出)和右下导电层(未标出)，所述PTC材料层21的左端和右端分别设置有左半圆形凹部24和右半圆形凹部25，所述左上导电层和所述左下导电层分别贴覆在所述PTC材料层21的左端的上下表面上，所述左半圆形导电层贴覆在所述左半圆形凹部24中并分别连接所述左上导电层和所述左下导电层，所述右上导电层和所述右下导电层分别贴覆在所述PTC材料层21的右端的上下表面上，所述右半圆形导电层贴覆在所述右半圆形凹部25中并分别连接所述右上导电层和所述右下导电层。PTC材料层21的左端和右端中间经过机械、激光或其他形式钻孔成具有钻孔的PTC材料层，第二左导电层22和第二右导电层23均匀紧密贴合于上述PTC材料层21的左端和右端的钻孔区域以及上下面的部分区域，最终形成，上下两面各留有一条窄长的小长方形的非导电区域，其余为导电层，非导电区域隔开第二左导电层22和第二右导电层23，通过左侧面的钻孔导电层连接使整个第二左导电层22导通，通过右侧面的钻孔导电层连接使整个第二右导电层23导通。

所述第一左导电层12、所述第一右导电层13、所述第二左导电层22或所述第二右导电层23的厚度可以根据需要确定，较佳地，所述第一左导电层12、所述第一右导电层13、所述第二左导电层22或所述第二右导电层23的厚度为0.025～0.15mm。请参见图1-3所示，在本实用新型的具体实施例中，所述第一左导电层12、所述第一右导电层13、所述第二左导电层22和所述第二右导电层23的厚度为0.025～0.15mm。

为了更好地阻隔所述第二左导电层22和所述第二右导电层23，请参见图1和3所示，在本实用新型的具体实施例中，所述PTC热敏电阻2还包括上阻焊绝缘层26和下阻焊绝缘层27，所述上阻焊绝缘层26和所述下阻焊绝缘层27分别贴覆在所述PTC材料层21的上下表面上并位于所述第二左导电层22和所述第二右导电层23之间从而阻隔开所述第二左导电层22和所述第二右导电层23。从而，上述的上下两面的非导电区域均匀涂布具有绝缘性能的上阻焊绝缘层26和下阻焊绝缘层27，可皆呈长方形状，并形状完全相同。最终形成如图3所示的PTC热敏电阻2。

所述上阻焊绝缘层26或所述下阻焊绝缘层27的厚度可以根据需要确定，更佳地，所述上阻焊绝缘层26或所述下阻焊绝缘层27的厚度为0.001～0.10mm。请参见图1和3所示，在本实用新型的具体实施例中，所述上阻焊绝缘层26和所述下阻焊绝缘层27的厚度为0.001～0.10mm。

所述上阻焊绝缘层26和所述下阻焊绝缘层27可以采用任何合适的材料，一般是环氧树脂、环氧化酚醛、硅树脂等高分子绝缘材料中的一种物质，或几种物质的混合物。

使用时，最终成品下端的PTC热敏电阻2焊接于焊接盘上使用，本实用新型串联于电路中使用后最终形成如图4所示的电路。显而易见，本实用新型所述的一只NTC热敏电阻1和一只PTC热敏电阻2贴片状设计肯定不止上述情况，只要满足图4所述的组件电路原理皆可，在这就不加以赘述。

作为一个应用实例，某一电子产品输出电路中要求：输出电流为0.2A，输出最大电压：30V，现设计过流/防浪涌电流电路保护，即可用其中，要求选用，维持电流Ihold＝0.2A，Itrip＝0.4A，Vmax＝30V的PTC热敏电阻器以及最大稳态电流在0.20A，R＝200Ω的NTC热敏电阻器，并组成上述图1所示组件使用。

作为另一应用实例，某一电子产品使用电路中要求：输出电流为0.5A，输出最大电压：24V，现设计过流/防浪涌电流电路保护，即可用其中，要求选用，维持电流Ihold＝0.5A，Itrip＝1.0A，Vmax＝24V的PTC热敏电阻器以及最大稳态电流在0.50A，R＝60～80Ω的NTC热敏电阻器，并组成上述图1所示组件使用。

按照上述图形制造的电路保护组件的耐工频电流、耐工频电压、耐浪涌电路等相关测试后对比发现：本实用新型所揭示的组件性能优越，另外，具有安装体积小、电路设计较简单等优点。最后，本实用新型所揭示的正温度系数热敏电阻均符合相关国际相关设计标准及测试要求。

综上，本实用新型的电路保护组件设计巧妙，结构简洁，制造方便，安装体积小、安装电路设计较简单、性能优越，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

1.一种电路保护组件，其特征在于，包括NTC热敏电阻和PTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻包括NTC热敏材料层、第一左导电层和第一右导电层，所述PTC热敏电阻包括PTC材料层、第二左导电层和第二右导电层，所述第一左导电层和所述第一右导电层分别贴覆在所述NTC热敏材料层的左端和右端，所述第二左导电层和所述第二右导电层分别贴覆在所述PTC材料层的左端和右端，所述NTC热敏电阻位于所述PTC热敏电阻上，所述第一左导电层连接所述第二右导电层，所述第一右导电层连接所述第二左导电层。

2.根据权利要求1所述的电路保护组件，其特征在于，所述第一左导电层焊接所述第二右导电层，所述第一右导电层焊接所述第二左导电层。

3.根据权利要求1所述的电路保护组件，其特征在于，所述第一左导电层和所述第一右导电层均为U型导电层，所述NTC热敏材料层的左端和右端分别位于所述第一左导电层和所述第一右导电层中。

4.根据权利要求1所述的电路保护组件，其特征在于，所述第二左导电层包括左上导电层、左半圆形导电层和左下导电层，所述第二右导电层包括右上导电层、右半圆形导电层和右下导电层，所述PTC材料层的左端和右端分别设置有左半圆形凹部和右半圆形凹部，所述左上导电层和所述左下导电层分别贴覆在所述PTC材料层的左端的上下表面上，所述左半圆形导电层贴覆在所述左半圆形凹部中并分别连接所述左上导电层和所述左下导电层，所述右上导电层和所述右下导电层分别贴覆在所述PTC材料层的右端的上下表面上，所述右半圆形导电层贴覆在所述右半圆形凹部中并分别连接所述右上导电层和所述右下导电层。

5.根据权利要求1所述的电路保护组件，其特征在于，所述第一左导电层、所述第一右导电层、所述第二左导电层或所述第二右导电层的厚度为0.025～0.15mm。

6.根据权利要求1所述的电路保护组件，其特征在于，所述PTC热敏电阻还包括上阻焊绝缘层和下阻焊绝缘层，所述上阻焊绝缘层和所述下阻焊绝缘层分别贴覆在所述PTC材料层的上下表面上并位于所述第二左导电层和所述第二右导电层之间从而阻隔开所述第二左导电层和所述第二右导电层。

7.根据权利要求6所述的电路保护组件，其特征在于，所述上阻焊绝缘层或所述下阻焊绝缘层的厚度为0.001～0.10mm。