CN208014641U - 表面装贴式熔断器的灭弧结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种表面装贴式熔断器的灭弧结构,所述熔断器包括基体以及成形于所述基体两端的电极结构,所述基体包括至少二灭弧层以及至少一熔丝元件,所述熔丝元件设于相邻的所述灭弧层之间,所述灭弧层内部预设有牺牲材料,所述牺牲材料经高温烧结去除;其中,所述灭弧结构包括:形成在所述灭弧层内部的孔洞结构,所述孔洞结构由所述牺牲材料所占空间的形状界定形成。借此,通过在熔断元件基体的灭弧层内部形成由牺牲材料所占空间形状界定形成的孔洞结构,以在电弧现象发生时有效吸收电弧产生的高温金属烟雾或金属熔浆,解决现有表面装贴式熔断器灭弧效果不足的技术问题。

Description

表面装贴式熔断器的灭弧结构
技术领域
本实用新型涉及表面装贴式熔断器技术领域,具体来说涉及表面装贴式熔断器的灭弧结构。
背景技术
熔断器(fuse)是根据电流超过规定值一段时间后,以其自身产生的热量使熔体熔断,从而使电路断开的器件。传统表面装贴式熔断器包括片式熔断器,其主要是将熔断元件成型在基板表面上,再外加保护层盖住熔断元件以形成熔断器基体,再于基体两端形成两端导电端头(电极)以引出熔断器并进行表面焊接。前述熔断元件成形为金属片或金属膜,其材料主要由铜、铝或银等组成,当流经熔断元件的电流超过规定的量值时,电流产生的热量将会熔化熔断元件,切断下游电子组件受过载电流的影响,从而保护电子组件。
在熔断器熔断过程中,当电压和电流达到一定值,熔断元件刚刚熔化断开时,刚刚分开的熔断元件之间就会产生拉弧,即电弧。它是由于电场过强,气体产生了离子化,使得电流通过了通常状态下是绝缘的介质。然而,前述片式熔断器所用基板材料一般为陶瓷或PCB材质,而保护层材料一般为树脂或低温玻璃,从而导致该类型熔断器的抗浪涌能力一般比以金属丝为熔断元件的结构差,且熔断元件紧贴保护层,当保护器尺寸小到一定程度后,在较高的工作电压下分断,熔断元件产生的电弧也会造成保护层或基板破裂,损毁产品,爆炸能量甚至危至人身安全。
是以,在设计表面装贴式熔断器时,为了保证其熔断元件安全分断的能力,如何有效灭弧是主要关注的焦点。针对前述片式熔断器的主要灭弧方法是在片状的熔断元件上印刷灭弧涂层,其作用机理在于利用灭弧材料包覆熔断元件,以利用灭弧涂层熄灭分断时产生的电弧,提高熔断器的分断能力。然而,前述灭弧方法应用在常见的陶瓷基板表面贴装式熔断器时,其灭弧层与陶瓷基板的结合力往往非常地差,造成产品在过电流断开时,金属蒸汽从灭弧材料与基板间喷出,难以起到有效的防爆效果。
实用新型内容
鉴于上述情况,本实用新型提供一种表面装贴式熔断器的灭弧结构,通过在熔断元件基体的灭弧层内部形成由牺牲材料所占空间形状界定形成的孔洞结构,以在电弧现象发生时有效吸收电弧产生的高温金属烟雾或金属熔浆,解决现有表面装贴式熔断器灭弧效果不足的技术问题。
为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案是提供一种表面装贴式熔断器的灭弧结构,所述熔断器包括基体以及成形于所述基体两端的电极结构,所述基体包括至少二灭弧层以及至少一熔丝元件,所述熔丝元件设于相邻的所述灭弧层之间,所述灭弧层内部预设有牺牲材料,所述牺牲材料经高温烧结去除;其中,所述灭弧结构包括:形成在所述灭弧层内部的孔洞结构,所述孔洞结构由所述牺牲材料所占空间的形状界定形成。
本实用新型的实施例中,所述牺牲材料成形为颗粒状;所述孔洞结构由所述颗粒状牺牲材料所占空间的形状界定形成微孔结构。
本实用新型的实施例中,所述微孔结构的孔径为5至100微米。
本实用新型的实施例中,所述牺牲材料成形为细丝纤维状;所述孔洞结构由所述细丝纤维状牺牲材料所占空间的形状界定形成微通道结构。
本实用新型的实施例中,所述微通道结构的长度为10至500微米,孔径为5至50微米。
本实用新型的实施例中,所述基体成形为多层矩形结构,具有相对的二端面,所述二端面之间具有相对的二表面连接;所述二电极结构成形为盖状并包覆于所述基体的相对两端,各所述电极结构包括由内向外依序层叠的导电层、镍层及锡层,所述导电层与所述基体的端面、所述二表面端部及所述熔丝元件的端部接触设置。
本实用新型的实施例中,所述灭弧层为陶瓷层。
本实用新型由于采用了以上技术方案,使其具有以下有益效果:
(1)本实用新型熔断器通过在灭弧层形成孔洞结构,能可以在发生金属熔融及电弧现象时吸收金属熔浆或金属烟雾,以保证熔断器的防爆安全性。
(2)本实用新型的表面装贴式熔断器的灭弧结构能够有助于提高熔断器的分断能力(interrupt rating)及额定电压(voltage rating)。
(3)本实用新型通过将孔洞结构形成在由陶瓷材料制成的灭弧层内,并以灭弧层作为熔断器的基板结构,避免了现有技术在基板与熔断元件之间另设灭弧材料所导致防爆安全性不佳的技术问题,有效提高熔断器的使用安全。
(4)本实用新型的孔洞结构是通过烧结去除预设在灭弧层内部的牺牲材料后形成的空间,从而不影响陶瓷基板(灭弧层)的机械强度,且具有精简熔断器制程的技术效果。
本实用新型的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明和权利要求得以充分体现,并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本实用新型熔断器的灭弧结构成形为微孔状的剖视结构示意图。
图2是本实用新型熔断器的灭弧结构成形为微通道状的剖视结构示意图。
图3是本实用新型熔断器的灭弧层内设有颗粒状牺牲材料的剖视结构示意图。
附图标记与部件的对应关系如下:
基体10;端面101;表面102;侧面103;灭弧层11;熔丝元件12;孔洞结构13;电极结构20;导电层21;镍层22;锡层23;牺牲材料30。
具体实施方式
在这里将公开本实用新型的详细的具体实施方案。然而应当理解,所公开的实施方案仅仅是本实用新型的典型例子,并且本实用新型可以通过多种备选形式来实施。因此,这里所公开的具体结构和功能细节不是限制性的,仅是以权利要求为原则,作为向本领域技术人员说明不同实施方式的代表性原则。
为利于对本实用新型的了解,以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1至图3,本实用新型提供一种表面装贴式熔断器的灭弧结构。所述熔断器包括基体10以及成形于所述基体10两端的电极结构20,所述基体10包括至少二灭弧层11以及至少一熔丝元件12,所述熔丝元件12设于相邻的所述灭弧层11之间,所述灭弧层11内部预设有牺牲材料30,所述灭弧结构经所述牺牲材料30被高温烧结去除后形成于所述灭弧层11内部。具体地,所述灭弧结构包括形成在所述灭弧层11内部的孔洞结构13,所述孔洞结构13由所述牺牲材料30所占空间的形状界定形成。
如图1所示,所述基体10成形为多层矩形结构,具有相对的二端面101,所述二端面101之间具有相对的二表面102以及相对的二侧面(图未示)连接,所述二表面102是指所述基体10多层结构中的顶层外表面及底层外表面,所述二侧面是指由所述基体10各层结构侧面相叠连接形成的面。所述二电极结构20成形为盖状并包覆于所述基体10的相对两端,各所述电极结构20包括由内向外依序层叠的导电层21、镍层22及锡层23,所述导电层21与所述基体10的端面101、所述二表面102端部及所述熔丝元件12的端部接触设置。
更具体地,图1显示了一种包括二层灭弧层11及一层熔丝元件12的熔断器结构示意图;应被理解的是,所述灭弧层11及熔丝元件12的数量并不限于图1的实施态样,本实用新型的熔断器也可以根据需求形成包括三层以上的灭弧层11,并在所述三层灭弧层11之间设置相对应的二层以上的熔丝元件12。
于本实用新型实施例中,所述灭弧层11较佳为陶瓷材料形成的层结构,但不限于此,也可以是其他材料本身能够起到灭弧作用,并能够通过预置牺牲材料30以烧结形成孔洞结构13的基板材料,例如:陶瓷玻璃。
于本实用新型实施例中,所述牺牲材料30可成形为颗粒状(图3)或细丝纤维状(图未示),借此,令所述牺牲材料30被烧结去后,如图1所示,所述孔洞结构13由所述颗粒状牺牲材料30所占空间的形状界定形成微孔结构,或者,如图2所示,所述孔洞结构13由所述细丝纤维状牺牲材料30所占空间的形状界定形成微通道结构。
具体地,所述微孔结构的孔径较佳为5至100微米。
具体地,所述微通道结构的长度较佳为10至500微米,孔径较佳为5至50微米。
于本实用新型实施例中,所述灭弧结构的微孔结构及微通道结构的尺寸由牺牲材料30的尺寸界定形成。具体地,所述牺牲材料30可以选自颗粒状碳材、塑料粒、塑料珠或有机粘结剂;或者,所述牺牲材料30可以是造孔剂,所述造孔剂可以选自蔗糖、淀粉、木纤维或短碳纤维。
进一步地,本实用新型的灭弧层11是经过高温烧结以去除所述牺牲材料30;其中,灭弧层11的烧结温度较佳为800至900℃,所述灭弧层11通过将牺牲材料30混入灭弧材料构成的浆料中形成基板浆料,再将基板浆料和熔丝元件12通过涂覆和印刷的方式形成多层结构,最后将所述多层结构进行高温烧结,从而形成所述基体10。
以上结合附图及实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定,本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种表面装贴式熔断器的灭弧结构,所述熔断器包括基体以及成形于所述基体两端的电极结构,所述基体包括至少二灭弧层以及至少一熔丝元件,所述熔丝元件设于相邻的所述灭弧层之间,所述灭弧层内部预设有牺牲材料,所述牺牲材料经高温烧结去除;其特征在于,所述灭弧结构包括:
形成在所述灭弧层内部的孔洞结构,所述孔洞结构由所述牺牲材料所占空间的形状界定形成。
2.根据权利要求1所述的表面装贴式熔断器的灭弧结构,其特征在于:
所述牺牲材料成形为颗粒状;所述孔洞结构由所述颗粒状牺牲材料所占空间的形状界定形成微孔结构。
3.根据权利要求2所述的表面装贴式熔断器的灭弧结构,其特征在于:
所述微孔结构的孔径为5至100微米。
4.根据权利要求1所述的表面装贴式熔断器的灭弧结构,其特征在于:
所述牺牲材料成形为细丝纤维状;所述孔洞结构由所述细丝纤维状牺牲材料所占空间的形状界定形成微通道结构。
5.根据权利要求4所述的表面装贴式熔断器的灭弧结构,其特征在于:
所述微通道结构的长度为10至500微米,孔径为5至50微米。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的表面装贴式熔断器的灭弧结构,其特征在于:
所述基体成形为多层矩形结构,具有相对的二端面,所述二端面之间具有相对的二表面连接;
所述二电极结构成形为盖状并包覆于所述基体的相对两端,各所述电极结构包括由内向外依序层叠的导电层、镍层及锡层,所述导电层与所述基体的端面、所述二表面端部及所述熔丝元件的端部接触设置。
7.根据权利要求6所述的表面装贴式熔断器的灭弧结构,其特征在于:
所述灭弧层为陶瓷层。
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