CN205723413U - 一种电路保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电路保护装置，包括：温度保险丝，包括瓷管、内置于所述瓷管内的感温体，所述感温体的端部分别与第一引线和第二引线相连接；电阻器，包括位于所述瓷管外表面的电阻体以及与所述电阻体连接的引脚，所述瓷管形成所述电阻器的基体；保护壳，包括容纳所述温度保险丝和电阻器的容腔，所述保护壳上开设有供所述温度保险丝的引线以及电阻器的引脚伸出的开口。本实用新型提供的电路保护装置，其将温度保险丝与电阻结合成一体，再外加保护壳后，不仅使其具有体积小、抗浪涌、优异的过流过温保护功能，还具有良好的短路抗爆性能以及优异绝缘耐压性能。

Description

一种电路保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种电路保护装置，涉及一种过流、过温双重保护的电阻，其电路保护装置为电阻和温度保险丝一体化快速反应结构，其外形尺寸等同于同功率的线绕、碳膜、金属膜电阻，可用于家用电器、IT通信设备、照明灯具、电热毯、电池等的过流过温保护。

本实用新型又涉及一种带有自加热功能的温度保险丝，可用于电动工具、电风扇等电机的堵转故障保护；当电机堵转时，电流使温度保险丝自升温断开的速度大大快于电机线圈的升温速度，从而保障电机在温度保险丝断开前不因过热而损坏，作为电机过热的有效保护。

背景技术

随着微电子设备的广泛应用，特别是移动通信设备的普及，电池的充电装置就成了使用移动设备的必需。人们往往采用高频电路来设计生产充电器，以便于携带和自动适应AC100V～240V的市电电压的需要，于是充电器的安全性能就显得尤为重要。为满足安全要求的需求，进一步实现可靠性和快速反应，具有过流、过温双重保护的限流电阻成为高频电路安全的关键元器件。

虽然线绕电阻也具有过流的熔断功能，但其所采用的电阻丝是高熔点合金，只有在功率达电阻自身额定功率16倍以上时才能使线绕电阻的合金丝在较短的时间内发热至熔断，从而才能体现线绕电阻的故障电流保险丝功能。然而，在实际应用中当负载异常时流经线绕电阻的电流往往达不到熔断电流，导致线绕电阻的熔断特性功能未能体现出来，此时线绕电阻的表面温度却能达到300℃～500℃，甚至更高，严重危害充电器等设备的使用安全，有着火的风险。于是人们就采用线绕电阻外靠串联一只温度保险丝合并置于一个陶瓷盒内，当温度保险丝感受到线绕电阻热量至温度保险丝的额定温度时，温度保险丝断开，从而切断了电路。但这种在线绕电阻旁边外靠式地串联温度保险丝的做法，必需在PCB板上，占用2个位置，需要4个焊盘，而且传热不够可靠，温度切断的可靠性较差。

此外，现有的电阻包封材料均为脆性材料。当使用该电阻作为开关电源的过流保护时，由于后端的整流桥、滤波电容等可能发生短路，此时，电阻极易因短路而发生爆炸导致产生很大的爆破音而惊吓到周围人员，脆性涂层也会四处飞溅损毁电路板。

因此，需要一种新型的、体积更小、结构一体化、带保护壳、安装方便的温度保险丝与电阻一体化的装置，以解决以上难题。

实用新型内容

基于以上不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种电路保护装置，其将温度保险丝与电阻结合成一体，再外加保护壳后，不仅使其具有体积小、抗浪涌、优异的过流过温保护功能，还具有良好的短路抗爆性能以及优异绝缘耐压性能。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种电路保护装置，包括：

温度保险丝，包括瓷管、内置于所述瓷管内的感温体，所述感温体的端部分别与第一引线和第二引线相连接；

电阻器，包括位于所述瓷管外表面的电阻体以及与所述电阻体连接的引脚，所述瓷管形成所述电阻器的基体；

保护壳，包括容纳所述温度保险丝和电阻器的容腔，所述保护壳上开设有供所述温度保险丝的引线以及电阻器的引脚伸出的开口。

所述电阻器还包括分别设置在所述瓷管的两端的第一金属帽和第二金属帽，所述第一金属帽和所述第二金属帽分别与所述电阻体的两端电连接，所述第二引线与所述第二金属帽电连接，所述第一引线穿过所述第一金属帽并向所述第一金属帽外延伸，所述引脚为与所述第一金属帽连接的第三引线。

所述电阻器还包括分别设置在所述瓷管的两端的第一金属帽和第二金属帽，所述第一金属帽和所述第二金属帽分别与所述电阻体的两端电连接，所述引脚包括第三引线和第四引线，所述第三引线与所述第一金属帽连接，所述第四引线与所述第二金属帽连接，所述第一引线穿过所述第一金属帽并向所述第一金属帽外延伸，所述第一引线与所述第一金属帽之间无电连接，所述第二引线穿过所述第二金属帽并向所述第二金属帽外延伸，所述第二引线与所述第二金属帽间无电连接。

所述感温体为低熔点金属丝，所述低熔点金属丝周围还附着有助熔断剂，在所述瓷管两端填充有绝缘材料。

所述电阻体为电阻合金丝、碳膜、金属膜或金属氧化膜。

还包括将所述电阻器密封绝缘的绝缘涂层。

所述绝缘涂层选自环氧树脂、硅树脂、硅橡胶和无机材料中的一种或几种。

所述保护壳为壳体，所述开口为开设在所述壳体上的通孔或用于固定引线的安装槽。

所述壳体的材料为陶瓷或塑料。

所述保护壳为套管，所述套管的两端管口形成所述开口，所述套管为可收缩套管或不可收缩套管。

采用以上技术方案，本实用新型取得了以下技术效果：

(1)本实用新型公开的电路保护装置，将电阻器和温度保险丝集成为一体，不仅具有电阻的功能，而且还具有过电流熔断保护功能，当电阻加热到温度保险丝额定温度时，感温体熔化切断电路，提供了一个过热保护功能。

(2)本实用新型公开的电路保护装置，设置有保护壳，可抑制电路保护装置因严重过载所导致的爆炸产生，即使电路保护装置因严重过载爆炸产生，也可将爆炸产生的碎片控制在壳体内部，爆炸噪声小，改善其抗爆性能，保护壳还可提升其绝缘耐压性能。

(3)本实用新型公开的电路保护装置，设置有保护壳，保护壳上可以设置定位孔用以电路保护装置的引线伸出，实现电路保护装置的立式和卧式安装，方便固定产品。

(4)温度保险丝与电阻器在电路中既可以串联使用也可以协同使用，还可以单独使用，不仅具备一般阻抗的功能，还具备过流熔断保护和过温保护功能。

(5)将本实用新型公开的电路保护装置用在动力工具的电动机中。当电动机被阻断，电流升高时，电阻器的热使温度保险丝的温度迅速升高，因此温度保险丝在电动机线圈被损坏之前切断。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例1的电路保护装置的温度保险丝的结构图，其中第二引线与第二金属帽电连接；

图2a-2c示出了本实用新型实施例1的电路保护装置的结构图，电阻器与温度保险丝之间串联，保护壳为外壳；

图2d示出了本实用新型实施例1的电路保护装置的结构图，电阻器与温度保险丝之间串联，保护壳为套管；

图2e示出了当电阻器作为开关电源的过电流保护元件时的电路图示意图；

图3a示出了本实用新型实施例1的电路保护装置引出三根引线的结构图；

图3b示出了本实用新型实施例1的电路保护装置的外壳为套管并引出三根引线的结构图；

图4示出了本实用新型实施例2的电路保护装置的温度保险丝的结构图；

图5a示出了本实用新型实施例2的电路保护装置的结构图，保护壳为外壳；

图5b示出了本实用新型实施例2的电路保护装置的结构图，保护壳为套管。

具体实施方式

实施例1

本实施例的目的是描述本实用新型的优选的实施方案，并不构成对本实用新型的限制。图1示出了本实用新型第一种实施方式电路保护装置的温度保险丝的结构，如图1，温度保险丝的引线2a和引线2b之间焊接有感温体。本实施例中，感温体是一根低熔点金属丝3，低熔点金属丝3周围设置助熔断剂4，助熔断剂4附着于低熔点金属丝3周围，当低熔点金属丝3熔化时，助熔断剂4可帮助低熔点金属丝熔化后往两端收缩从而起到切断电路的作用。助熔断剂4和低熔点金属丝3设置在瓷管1的内部，低熔点金属丝的端部分别与第一引线2a和第二引线2b相连接。瓷管两端端部用绝缘材料密封，用于防止助熔断剂4外溢。在本实施例中，绝缘材料是环氧树脂6。

如图2a-2d，瓷管的两端还分别设置有第一金属帽5a和第二金属帽5b，第一金属帽5a和第二金属帽5b分别用来锁定瓷管1的两端，形成紧密配合。第一金属帽5a具有一个中心孔，温度保险丝的第一引线2a从所述中心孔穿出，中心孔和第一引线2a之间形成间隙，环氧树脂6进一步对所述间隙进行密封。瓷管、第一金属帽5a和第二金属帽5b共同构成电阻器的基体，电阻器的电阻体位于所述基体表面，并与第一金属帽5a和第二金属帽5b焊接，第二金属帽5b与第二引线2b通过铆接等方式使第二引线2b与第二金属帽5b紧密接触形成电连接，使得温度保险丝和线绕电阻可形成串联连接，第一金属帽5a上焊接第三引线8a作为电阻器的输出。本实施例中，电阻体是电阻合金丝7，电阻器外封装绝缘涂层9，绝缘涂层9选自环氧树脂，硅树脂，硅橡胶或其它无机材料中的一种或多种。电阻器外设有保护壳，保护壳具有一容纳温度保险丝和电阻器的容腔。如图2a-2c以及图3a所示，保护壳可以为壳体10，壳体10整体为封闭结构，仅在壳体10上开设供温度保险丝的引线和电阻器的引脚穿出的开口。开口可以为通孔，如图2a-2b所示；开口也可以设置为用于固定引线的安装槽，使得引线可从产品的另外一端引出，使得产品可用于卧式安装，图2c示出了用于固定第三引线8a的安装槽，壳体的材料为陶瓷或塑胶。保护壳用于保护置于其内的温度保险丝和电阻器，不仅提高了产品的绝缘耐压性能，还可提高产品的短路抗爆性能，可保持炸飞的脆性材料于其内部。保护壳可以是套管11，套管11的两端管口形成所述开口，套管可以是可收缩或不可收缩的，可收缩套管采用聚烯烃或聚四氟乙烯等，不可收缩套管采用玻璃纤维等。参见图2d和图3b，在本实施例中，保护壳10是一个可伸缩的套管，位于绝缘涂层9的外表面，套管两端的开孔作为供温度保险丝的引线和电阻器的引脚伸出的开口。由于用于绝缘涂层的材料是脆性材料，当爆炸发生时，由爆炸产生的碎片保持在套管的内腔，可以抑制爆炸的产生并且隔绝爆炸产生的噪音，因此，即使发生爆炸，爆炸可保持在内腔里，从而防止飞溅的绝缘涂层。表1示出了现有的涂覆型电阻器和带保护壳的装置的耐电压情况。

表1

图2e示出了当电阻器(以下称为FR)作为开关电源的充电器的过电流保护元件的电路图。在充电过程中，整流桥，滤波电容器或金属氧化物半导体(MOS管)等元器件可能发生短路，此时电阻器将承受100V a.c.～240V a.c.的短路电压，当电阻器为现有的涂覆型电阻器，如像线绕电阻器时，电阻器断开瞬间会产生大电弧使得脆性涂覆层四处飞溅，并伴有很大的爆破音极易惊吓到充电器周围的人。然而，当电阻器为该实施例中的带保护壳装置，则可抑制电阻器断开瞬间产生的电弧，将脆性涂层束缚在外壳内，无明显的爆破音产生，大大改善了充电器的使用安全。表2示出了在相同短路电压下进行的短路测试，现有的涂覆型电阻器和带保护壳装置之间的测试结果比较。

表2

图3a示出了包括电阻体7和第三引线8a的电阻器和温度保险丝12的集成。第三引线8a被焊接到第一金属帽5a形成三引出线结构的产品。

图3b示出了电阻器和温度保险丝12结合在套管11中的结构，套管是一个热缩管或者非热收缩管。

此三引出线结构的产品具有结构紧凑，热传递效果好，电阻器产生的热量可及时传递给内部的温度保险丝，使其及时熔断。此结构的产品可用于电热毯的过流保护，即将温度保险丝安装于主回路上，电阻安装于控制电路上，当后端电路出现异常时流经电阻的电流急剧增大而迅速升温将内部的温度保险丝熔断，从而起到很好的电路保护作用，避免电热毯过热着火。

实施例2

如图4以及图5a和图5b所示，与实施例1不同的是，温度保险丝和电阻器之间相互独立，没有电连接；电阻器的电阻体缠绕在温度保险丝的瓷管的外壁。第二金属帽5b上连接第四引线8b，第一金属帽5a上焊接第三引线8a，第一引线2a与第一金属帽5a之间没有电连接，第二引线2b与第二金属帽5b之间没有电连接，在瓷管内部的两端密封有绝缘材料，绝缘材料可以为环氧树脂，以防止助熔断剂外溢，同时将第一引线2a与第二引线2b进行固定。第三引线8a和第四引线8b均不与温度保险丝的第一引线2a和第二引线2b连接。

实施例3

现将温度保险丝外靠于线绕电阻外部并形成串联连接的产品定义为外靠式热保护电阻器；将温度保险丝内置于线绕电阻内部并形成串联连接的产品定义为内置式热保护电阻器，即第一实施例中的结构。分别用外靠式热保护电阻器(电阻为1W 10Ω，温度保险丝为额定动作温度为150℃)和内置式热保护电阻器作为开关电源(SMPS)的过流保护元件，比较两种电阻器在相同测试电流下产品的断开时间。对比结果如表3所示。由表3可见，内置式的热保护电阻器在相同测试电流下的断开时间较外靠式的短，说明内置式的产品的热传递效果明显优于外靠式的产品，当电路异常时，可更及时的切断电路。

表3

实施例4：

实施例4的电路保护装置的结构与实施例1相同，但与实施例1的电阻值和温度不同。电阻器的加热可加速温度保险丝的熔断，可用于电动机的过热保护。上述线绕电阻器的电阻值设定为0.5Ω。在用于电动工具电机时耦合温度保险丝的额定动作温度为150℃，以额定电流2A的温度保险丝为例：当正常工作电流为0.5A，装置的温升约5℃。然而，当电动机转堵时，电流达到3A，此时电阻器的迅速发热使温度保险丝的温度迅速上升而熔断，因此，在电动机线圈被损坏之前温度熔丝已被切断，可防止电机线圈燃烧，提高了回收价值。表4为不同电流下马达线圈与电阻表面温度的比较，以及在此测试电流下装置内部温度保险丝的断开时间的测试结果：

表4

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电路保护装置，其特征在于，包括：

温度保险丝，包括瓷管、内置于所述瓷管内的感温体，所述感温体的端部分别与第一引线和第二引线相连接；

电阻器，包括位于所述瓷管外表面的电阻体以及与所述电阻体连接的引脚，所述瓷管形成所述电阻器的基体；

保护壳，包括容纳所述温度保险丝和电阻器的容腔，所述保护壳上开设有供所述温度保险丝的引线以及电阻器的引脚伸出的开口。

2.根据权利要求1所述的电路保护装置，其特征在于，所述电阻器还包括分别设置在所述瓷管的两端的第一金属帽和第二金属帽，所述第一金属帽和所述第二金属帽分别与所述电阻体的两端电连接，所述第二引线与所述第二金属帽电连接，所述第一引线穿过所述第一金属帽并向所述第一金属帽外延伸，所述引脚为与所述第一金属帽连接的第三引线。

3.根据权利要求1所述的电路保护装置，其特征在于，所述电阻器还包括分别设置在所述瓷管的两端的第一金属帽和第二金属帽，所述第一金属帽和所述第二金属帽分别与所述电阻体的两端电连接，所述引脚包括第三引线和第四引线，所述第三引线与所述第一金属帽连接，所述第四引线与所述第二金属帽连接，所述第一引线穿过所述第一金属帽并向所述第一金属帽外延伸，所述第一引线与所述第一金属帽之间无电连接，所述第二引线穿过所述第二金属帽并向所述第二金属帽外延伸，所述第二引线与所述第二金属帽间无电连接。

4.根据权利要求1所述的电路保护装置，其特征在于：所述感温体为低熔点金属丝，所述低熔点金属丝周围还附着有助熔断剂，在所述瓷管两端填充有绝缘材料。

5.根据权利要求1所述的电路保护装置，其特征在于：所述电阻体为电阻合金丝、碳膜、金属膜或金属氧化膜。

6.根据权利要求2或3所述的电路保护装置，其特征在于：还包括将所述电阻器密封绝缘的绝缘涂层。

7.根据权利要求6所述的电路保护装置，其特征在于：所述绝缘涂层选自环氧树脂、硅树脂、硅橡胶和无机材料中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的电路保护装置，其特征在于：所述保护壳为壳体，所述开口为开设在所述壳体上的通孔或用于固定引线的安装槽。

9.根据权利要求8所述的电路保护装置，其特征在于：所述壳体的材料为陶瓷或塑料。

10.根据权利要求1所述的电路保护装置，其特征在于：所述保护壳为套管，所述套管的两端管口形成所述开口，所述套管为可收缩套管或不可收缩套管。