CN203352511U - 低功耗模块和正温度系数热敏电阻启动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型致力于一种低功耗模块和一种正温度系数热敏电阻启动器，所述低功耗模块包括壳体，控制热敏电阻、温度敏感元件，第一导电件和第二导电件，所述控制热敏电阻和所述温度敏感元件容纳在所述壳体中，第一导电件、控制热敏电阻和第二导电件构成电连通的第一回路，当所述温度敏感元件的温度低于预设驱动温度时，第一导电件、温度敏感元件和第二导电件构成电连通的第二回路；当所述温度敏感元件的温度在预设驱动温度以上时，所述第二回路断开电连通。所述正温度系数热敏电阻启动器包括启动热敏电阻、第一导电端子、第二导电端子以及所述低功耗模块。

Description

低功耗模块和正温度系数热敏电阻启动器

技术领域

本实用新型涉及一种低功耗模块和具有这种低功耗模块的正温度系数热敏电阻启动器。 

背景技术

电机－例如制冷机（冰箱）压缩机电机－的电机驱动电路包括主绕组（工作绕组）和副绕组（启动绕组），主绕组与副绕组并联。其中主绕组除了在电机启动时起作用外，还在电机正常运行时继续工作。副绕组仅在电机启动时起作用，而在电机启动后则需要实现断开。目前通常通过正温度系数热敏电阻（PTC）与副绕组串联在一起来实现。当电机启动时，主、副绕组都参加工作，PTC初始阻值较小，允许较大电流通过；当电机正常运行时，由于PTC发热、阻值迅速上升，副绕组所在电路只有较小电流通过，副绕组基本不参与工作。该较小的电流用于维持PTC的发热阻值，因而产生约3瓦左右的功耗。这个维持PTC发热的功耗导致了电能的浪费。 

针对这种情况，业内的技术人员对电机驱动电路进行了各种改进。 

中国专利申请公开CN1168022A公开了一种形式的电机启动电路，包括启动PTC、与副绕组串联的三端双向可控硅开关、以及与启动PTC并联的控制PTC，其中控制PTC的一个端子与三端双向可控硅开关的栅极相连。当电机启动时，触发信号通过控制PTC提供到栅极，使三端双向可控硅开关导通，并使启动电流通过启动PTC流过副绕组。在电机启动后，启动PTC自身发热而电阻增大，从而减小了流过副绕组的电流，同时控制PTC的电阻也增大，从而使流过栅极的电流减小并断开三端双向可控硅开关。在这种状态下没有电流流过启动PTC，而只有很小的电流流过控制PTC，从而使得电能的浪费大大减 小。 

中国专利CN201178391Y公开了一种单向电机无功耗启动器，包括触点式电磁开关和PTC，电磁开关的静触点与PTC的一端连接，电磁开关的动触点与电机主绕组引出端和电磁开关的激励线圈的一端连接，PTC的另一端与电机副绕组引出端连接，电磁开关的激励线圈另一端与外部电源的一端连接。通过使用触点式开关使得电机在完成启动后其启动电路能够实现完全断开，从而实现无功耗启动器。 

中国专利申请CN102510248A公开了一种低功耗PTC启动器，包括一个双向可控硅和一个PTC，双向可控硅的A1端与电机副绕组引出端连接，双向可控硅的A2端与电机主绕组引出端连接，双向可控硅的G端与PTC的一端连接，PTC的另一端与电机主绕组引出端连接。由于PTC仅使用在双向可控硅的触发电路中，流经电流很小，因此PTC可以做得很小，从而维持其发热所需的电流也很小，以很小的发热功耗实现单相电机启动器功能。 

以上低功耗或无功耗启动器都采用了一定复杂程度的电子线路，存在制造工艺比较复杂，稳定性差并且生产成本高的缺点。而且，如果采用上述低功耗或无功耗启动器，则目前市场上大量已有的普通PTC启动器将被淘汰，造成浪费。 

实用新型内容

针对目前市场存在的大量已有的普通PTC启动器，本实用新型提出了一种低功耗模块，通过与普通PTC启动器结合，能够将普通PTC启动器改进为低功耗PTC启动器。 

本实用新型的目的在于提供一种结构简单的低功耗模块，其能够将普通PTC启动器改进为低功耗PTC启动器，因此节约了成本。而且，本实用新型还提供了一种结构简单的改进的PTC启动器，其功耗低、稳定性高、成本低。 

根据本实用新型的低功耗模块，包括壳体，控制热敏电阻、温度敏感元件，第一导电件和第二导电件，所述控制热敏电阻和所述温度 敏感元件容纳在所述壳体中，第一导电件、控制热敏电阻和第二导电件构成电连通的第一回路，当所述温度敏感元件的温度低于预设驱动温度时，第一导电件、温度敏感元件和第二导电件构成电连通的第二回路；当所述温度敏感元件的温度在预设驱动温度以上时，所述第二回路断开电连通。 

根据本实用新型的正温度系数热敏电阻启动器包括启动热敏电阻、第一导电端子、第二导电端子以及所述低功耗模块。 

附图说明

下面通过结合附图对本实用新型优选实施例的详细描述，本实用新型的特征及优点将更加清楚。 

图1显示了根据本实用新型低功耗模块的立体分解图。 

图2的（a）、（b）和（c）分别显示了根据本实用新型低功耗模块的主视图、俯视图和侧视图。 

图3显示了根据本实用新型具体实施方式的低功耗模块的沿图2中的线B-B的剖视图。 

图4中的（a）和（b）分别显示了根据本实用新型第一实施方式的PTC启动器的立体图和剖视图。 

图5中的（a）和（b）分别显示了根据本实用新型第二实施方式的PTC启动器的立体图和剖视图。 

图6中的（a）和（b）分别显示了根据本实用新型第三实施方式的PTC启动器的立体图和剖视图。 

图7根据本实用新型的PTC启动器连接在电机驱动电路中的原理图。 

具体实施方式

图1显示了根据本实用新型低功耗模块在组装状态下的立体分解图，图2的（a）、（b）和（c）分别显示了根据本实用新型低功耗模块的主视图、俯视图和侧视图。该低功耗模块用于目前市场上存在的普 通PTC启动器，该普通PTC启动器主要包括启动热敏电阻、第一导电端子、第二导电端子。 

图3显示了根据本实用新型具体实施方式的低功耗模块的沿长度方向的剖视图。下面结合图3说明根据本实用新型低功耗模块的主要结构。 

如图所示，本实用新型低功耗模块1包括壳体70，控制热敏电阻10、温度敏感元件20，第一导电件30和第二导电件40。所述控制热敏电阻10和所述温度敏感元件20容纳在所述壳体70中。第一导电件30、控制热敏电阻10和第二导电件40构成电连通的第一回路。优选地，所述控制热敏电阻10在25℃下的电阻值为1000～1500Ω，稳态功率为0.32W以下。所述控制热敏电阻10具有第一电极11和第二电极12，所述第一电极11和所述第二电极12分别与第一导电件30和第二导电件40电连接 

所述温度敏感元件20优选为双金属片。所述双金属片优选为蠕变式双金属片。蠕变式双金属片的寿命比突跳式双金属片的寿命长，因而更加能够满足启动器的寿命要求。当所述温度敏感元件20的温度低于预设驱动温度时，第一导电件30、温度敏感元件20和第二导电件40构成电连通的第二回路，也就是说温度敏感元件20与控制热敏电阻10并联。当所述温度敏感元件的温度在预设驱动温度以上时，所述第二回路断开电连通。 

如图3所示的具体实施方式，所述温度敏感元件20具有固定端21和可动端22。所述固定端21与第二导电件40电连接，例如通过固定端21与控制热敏电阻10的第二电极12接触来实现，如图3所示。当所述温度敏感元件20的温度低于预设驱动温度时，所述温度敏感元件20的可动端22与第一导电件30电连接。例如，如图3所示，可以设置温度敏感元件20的可动端22接触的导电基片31，以使可动端22与第二导电件30电连接。当所述温度敏感元件20被加热到预设驱动温度以上时，所述温度敏感元件20的可动端22跳开，使得可动端22与基片31脱离接触，从而可动端22与第一导电件30断开电连接。在 本实用新型中，所述预设驱动温度例如可以为55±5℃，这确保当环境温度不超过45℃时压缩机电机能够启动，并且使得温度敏感元件20能够迅速复位以用于下一次启动。 

作为温度敏感元件20的另一个实施方式，所述温度敏感元件20可以具有两个可动端，当所述温度敏感元件20的温度低于预设驱动温度时，所述温度敏感元件20的两个可动端分别与第一导电件30和所述第二导电件40电连接。当所述温度敏感元件29被加热到预设驱动温度以上时，所述温度敏感元件20的两个可动端跳开，以使所述两个可动端分别与第一导电件30和所述第二导电件40断开电连接。 

可选地，所述低功耗模块1可以包括弹性支撑件，所述弹性支撑件与所述控制热敏电阻10接触以在其上施加弹性力。所述弹性支撑件50例如可以设置在控制热敏电阻10的第一电极11与第一导电件30之间，如图3所示，从而弹性支撑件50在控制热敏电阻10的第一电极11和第一导电件30上施加弹性力，以使弹性支撑件50与控制热敏电阻10和第一端子1形成可靠的接触。这进一步使得控制热敏电阻10的第一电极11与第一导电件30形成更可靠的电连通。当然，本领域技术人员明了，不限于在控制热敏电阻10的第一电极11侧设置弹性支撑件50，也可以替换地在控制热敏电阻10的第二电极22设置弹性支撑件60，或者也可以在控制热敏电阻10的两侧都设置弹性支撑件50，60。 

普通PTC启动器2一般包括启动热敏电阻80、第一导电端子81、第二导电端子82。当启动器被连接到电机驱动电路中时，第一导电端子81和第二导电端子82用于分别与电机主绕组引出端和电机副绕组引出端电连接。所述启动热敏电阻80的电阻值远小于所述控制热敏电阻10的电阻值。优选地，所述启动热敏电阻80在25℃下的电阻值为3.9～68Ω，稳态功率为3W以下。 

当低功耗模块1结合到普通PTC启动器2中时，第一导电件30和第二导电件40分别与启动热敏电阻80的一个电极和第一导电端子81与第二导电端子82中的一个（图中所示为第二导电端子82）电连 接。 

图4－6中的（a）和（b）分别示出了结合有本实用新型的低功耗模块1的三种类型的PTC启动器的立体图和剖视图。 

下面结合图7说明根据本实用新型的PTC启动器连接到电机驱动电路中的工作原理。图7仅显示了包含本实用新型启动器的电机驱动电路的简单原理图，其中为了简化描述，省略了与本实用新型无关的其它电子元器件。 

制冷机压缩机电机－一般为单向交流电机－主要包括主绕组（运行绕组）L1和副绕组（启动绕组）L2。两个绕组共有三个引出端，分别是主绕组引出端M、副绕组引出端S和主副绕组合并引出端Z。其中，主绕组引出端M和主副绕组合并引出端Z分别连接到电源（110VAC/220VAC）。 

本实用新型的PTC启动器的第一导电端子81和第二导电端子82分别与电机主绕组引出端M和电机副绕组引出端S电连接。 

所述启动热敏电阻80的一个电极与电机主绕组引出端M电连接。所述启动热敏电阻80的另一个电极与第一导电件30和第二导电件40中的一个（图中为第一导电件30）电连接，第一导电件30和第二导电件40中的另一个（图中为第二导电件40）与电机副绕组引出端S电连接。也就是说，本实用新型的低功耗模块1串联在一个导电端子和启动热敏电阻80的一个电极之间。 

当电机接通电源开始启动时，温度敏感元件20处于初始闭合状态，控制热敏电阻10被短路。启动热敏电阻80的初始阻值较小，例如仅为3.9～68Ω，从而允许较大电流通过。由此启动电机的较大电流通过启动热敏电阻80流经副绕组L2。 

在电机完成启动过程进入正常运行状态时，流经启动热敏电阻80电流使热敏电阻发热升温，当使得温度敏感元件20达到预设驱动温度时，温度敏感元件20从初始闭合状态跳开，使得控制热敏电阻10不再被短路。此时，启动热敏电阻80与控制热敏电阻10一起串联在副绕组L2所在的电路中。 

同时，控制热敏电阻10的初始阻值为例如1000～1500Ω，相对于启动热敏电阻80的初始阻值大得多。由于控制热敏电阻10也发热升温，并且阻值迅速上升，使得副绕组L2所在电路只有较小电流通过，副绕组L2基本不参加工作。该较小的电流用于维持控制热敏电阻10和启动热敏电阻80的发热阻值，产生的功耗远小于传统启动器约3W左右的功耗，因此节省了电能。而且，控制热敏电阻10和启动热敏电阻80所产生的热能用于维持温度敏感元件20的跳开状态，使得启动回路维持在断开状态。 

本实用新型通过采用将低功耗模块与普通PTC启动器结合，能够将普通PTC启动器改进为低功耗PTC启动器。即利用了已有资源，又降低了功耗，大大节约了成本。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可很容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (23)

1.一种低功耗模块，包括壳体，控制热敏电阻、温度敏感元件，第一导电件和第二导电件，所述控制热敏电阻和所述温度敏感元件容纳在所述壳体中，第一导电件、控制热敏电阻和第二导电件构成电连通的第一回路，其特征在于，当所述温度敏感元件的温度低于预设驱动温度时，第一导电件、温度敏感元件和第二导电件构成电连通的第二回路；当所述温度敏感元件的温度在预设驱动温度以上时，所述第二回路断开电连通。

2.根据权利要求1所述的低功耗模块，其特征在于，所述控制热敏电阻具有第一电极和第二电极，所述控制热敏电阻的第一电极和第二电极分别与第一导电件和第二导电件电连接。

3.根据权利要求1所述的低功耗模块，其特征在于，所述温度敏感元件具有固定端和可动端，所述温度敏感元件的固定端与第二导电件电连接，当所述温度敏感元件的温度低于预设驱动温度时，所述温度敏感元件的可动端与第一导电件电连接；当所述温度敏感元件在预设驱动温度以上时，所述温度敏感元件的可动端跳开与所述第一导电件的电连接。

4.根据权利要求1所述的低功耗模块，其特征在于，所述温度敏感元件具有两个可动端，当所述温度敏感元件的温度低于预设驱动温度时，所述温度敏感元件的两个可动端分别与第一导电件和第二导电件电连接；当所述温度敏感元件在预设驱动温度以上时，所述温度敏感元件的两个可动端分别跳开与第一导电件和第二导电件的电连接。

5.根据权利要求1－4中任一所述的低功耗模块，其特征在于，所述低功耗模块还包括弹性支撑件，所述弹性支撑件与所述控制热敏电阻接触以在其上施加弹性力。

6.根据权利要求2所述的低功耗模块，其特征在于，所述低功耗模块还包括第一弹性支撑件和第二弹性支撑件，所述第一弹性支撑件与所述控制热敏电阻的第一电极接触以在其上施加弹性力，所述第二弹性支撑件与所述控制热敏电阻的第二电极接触以在其上施加弹性力。

7.根据权利要求1－4中任一所述的低功耗模块，其特征在于，所述控制热敏电阻在25℃下的电阻值为1000～1500Ω，稳态功率为0.32W以下。

8.根据权利要求1－4中任一所述所述的低功耗模块，其特征在于，所述温度敏感元件是双金属片。

9.根据权利要求8所述的低功耗模块，其特征在于，所述双金属片是蠕变型双金属片。

10.根据权利要求1－4中任一所述的低功耗模块，其特征在于，所述预设驱动温度为55±5℃。

11.根据权利要求1－4中任一所述的低功耗模块，其特征在于，所述低功耗模块结合在正温度系数热敏电阻启动器中。

12.根据权利要求11所述的低功耗模块，其特征在于，所述低功耗模块串联在正温度系数热敏电阻启动器的回路中。

13.根据权利要求12所述的低功耗模块，其特征在于，所述正温度系数热敏电阻启动器包括启动热敏电阻和两个导电端子。

14.根据权利要求13所述的低功耗模块，其特征在于，所述控制热敏电阻的电阻值远大于所述启动热敏电阻的电阻值。

15.根据权利要求13所述的低功耗模块，其特征在于，第一导电件和第二导电件分别与一个导电端子和启动热敏电阻的一个电极电连接。

16.一种正温度系数热敏电阻启动器，包括启动热敏电阻、第一导电端子、第二导电端子以及如权利要求1－10中任一所述的低功耗模块。

17.根据权利要求16所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，第一导电件和第二导电件分别与第一导电端子与第二导电端子中的一个和启动热敏电阻的一个电极电连接。

18.根据权利要求16或17所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述控制热敏电阻的电阻值远大于所述启动热敏电阻的电阻值。

19.根据权利要求18所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述启动热敏电阻在25℃下的电阻值为3.9～68Ω，稳态功率为3W以下。

20.根据权利要求18所述的正温度系数热敏电阻启动器，所述启动器用于电机的电机驱动电路。

21.根据权利要求18所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述第一导电端子和所述第二导电端子分别与电机主绕组引出端（M）和电机副绕组引出端（S）电连接。

22.根据权利要求18所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述电机为制冷机压缩机电机。

23.根据权利要求18所述的正温度系数热敏电阻启动器，其特征在于，所述电机为单向交流电机。

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