CN209948664U - 过电流与过电压合成模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过电流与过电压合成模块，其包括整合在一起的过电压保护元件和过电流保护元件，过电压保护元件并联于电路中，过电流保护元件串联于电路中，过电流保护元件的上表面设有第一绝缘层和导电延伸件、下表面设有第二绝缘层，过电压保护元件的下表面连接第一绝缘层和导电延伸件，过电压保护元件的上表面连接一电连接件，第二绝缘层的底部设有与过电流保护元件电气连接的第一焊垫、与电连接件电气连接的第二焊垫、与导电延伸件电气连接的第三焊垫。本实用新型同时具有过电压及过电流的保护功能，预期能够达到更便利的使用且节省在电源模块板上PCB的占用面积。

Description

过电流与过电压合成模块

【技术领域】

本实用新型涉及一种保护元件，特别是涉及一种过电流与过电压合成模块。

【背景技术】

对于所有的电子产品来说，电源都是不可或缺的部分，不论是用电池供电或是用市电透过整流变压器供电，电源的稳定和质量对于产品的功能和可靠度都会有相当大的影响。一般来说，电池供电是较为稳定的电力来源，但是随着电池的衰减，电压会渐渐降低，并且在电池接上或断开的瞬间也会有一些电压的波动发生，这些电压波动所带的能量都有可能损坏电路中较为敏感的元件；而对于利用市电透过整流变压器供电的产品来说，电网上的电压波动、户外环境的雷击感应等因素都会造成电源供应端的电压波动或是脉冲电压波，这些异常的电压脉冲也极易损坏设备，为了保护电路上的敏感元件不受这类电压波动的影响或是损坏，瞬态电压抑制二极管、压敏电阻等元件常常被应用在电源端口作为一个通用且有效的防护方案。

电源当中另外一个常见的问题是过电流，在电路发生异常短路或是反接、错接时，有可能因为负载改变造成短路、错接电流异常升高的情况，而此异常电流可能导致线路或是电子元件的损坏，针对这类的过电流异常问题，使用高分子热敏电阻PTC是广为应用的过电流保护方案，由于PTC的可恢复特性，也省去了使用一次性保险丝时可能被瞬态浪涌电流烧断或是过电流保护断开后需要更换保险丝的麻烦。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种过电流与过电压合成模块，同时具有过电压及过电流的保护功能，预期能够达到更便利的使用且节省在电源模块板上PCB的占用面积。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种过电流与过电压合成模块，其包括整合在一起的过电压保护元件和过电流保护元件。该过电流保护元件的上表面设有第一绝缘层和导电延伸件，该过电流保护元件的下表面设有第二绝缘层；该第二绝缘层的底部有第一焊垫、第二焊垫和第三焊垫。该过电压保护元件的下表面连接该第一绝缘层和该导电延伸件，该过电压保护元件的上表面连接电连接件。该过电流保护元件电气连接至该第一焊垫，该电连接件电气连接至该第二焊垫，该导电延伸件电气连接至该第三焊垫。该过电流与过电压合成模块可表面贴合于电路板，提供过电流和过电压保护功能。

进一步的，所述第一绝缘层为导热率至少2W/m·K的导热绝缘层。

进一步的，所述第一焊垫和过电流保护元件通过贯穿该第一绝缘层的导电通孔作电气连接。

进一步的，所述导电延伸件和第三焊垫通过位于该过电流保护元件的侧边的导电通孔作电气连接。

进一步的，所述电连接件和第二焊垫通过位于该过电流保护元件的侧边的导电通孔作电气连接。

与现有技术相比，本实用新型的过电流与过电压合成模块的有益效果在于：将过电流保护元件和过电压保护元件紧密贴合在一起，在电路过电压时，过电压保护元件产生的热量能够通过绝缘层及时地传导到过电流保护元件，使得过电流保护元件的温度快速上升并触发到高阻状态，从而能够为电路及时提供过电压保护，形成表面贴装型的过电流与过电压保护模块；使用更加便利，且节省了在电源模块板上PCB的占用面积。

【附图说明】

图1显示本实用新型过电流与过电压合成模块的俯视结构示意图。

图2显示本实用新型过电流与过电压合成模块的横向结构示意图。

图3显示本实用新型过电流与过电压合成模块的电路结构示意图。

附图标记说明：

10 过电流与过电压合成模块

11 过电流保护元件

12 过电压保护元件

13 第一绝缘层

14 导电延伸件

15 第二绝缘层

16 电连接件

17 导电通孔

18 导电通孔

19 导电通孔

21 第一焊垫

22 第二焊垫

23 第三焊垫

【具体实施方式】

下面请参照说明书附图，对本实用新型进一步描述。

图1显示本实用新型的过电流与过电压保护模块的俯视结构示意图，图2显示本实用新型的过电流与过电压保护模块的横向结构示意图。一种过电流与过电压合成模块10，包括整合在一起的过电流保护元件11和过电压保护元件12。该过电流保护元件11的上表面设有第一绝缘层13和导电延伸件14。该过电流保护元件11的下表面设有第二绝缘层15，该第二绝缘层15底部有第一焊垫21、第二焊垫22和第三焊垫23。该过电压保护元件12设置在第一绝缘层13和导电延伸件14上，该过电压保护元件12的上表面连接有一电连接件16。该过电流保护元件11电气连接至该第一焊垫21，该电连接件16电气连接至该第二焊垫22，该导电延伸件14电气连接至该第三焊垫23。第一焊垫21和第二焊垫22分别连接至图3电路的A和B端，第三焊垫23连接至电路C端。过电压保护元件12并联于电路当中。所述过电流保护元件11串联于电路当中。

一实施例中，第一绝缘层15中设置有导电通孔19连接第一焊垫21和过电流保护元件11，形成电气连接。所述导电延伸件14和第三焊垫23通过位于该过电流保护元件10侧边的导电通孔17作电气连接。所述电连接件16和第二焊垫22通过位于该过电流保护元件11侧边的导电通孔18作电气连接。导电通孔17和导电通孔18可以是表面镀金属导电层的半圆形导电通孔。导电通孔19可以是填充金属的圆形导电通孔。

图3显示过电流与过电压合成模块10的电路结构示意图。过电压保护元件12并联于电路当中，过电流保护元件11串联于电路当中。过电流保护元件11可以是PTC器件，过电压保护元件12可以是TVS器件。所述第一绝缘层13为导热率至少2W/m·K的导热绝缘层。

根据图3所示的过电流与过电压合成模块10的电路结构示意图，可以清楚地知道，在电路过电流时，流过过电流保护元件11的电流会很大，这导致过电流保护元件11的温度会快速上升并触发到高阻状态，从而能够为电路及时提供过电流保护。在电路过电压时，过电压保护元件12会被过高的电压反向击穿并产生热量。过电压保护元件12产生的热量能够通过第一绝缘层13及时地传导到过电流保护元件11，使得过电流保护元件11(PTC器件)的温度快速上升并触发到高阻状态，从而能够为电路及时提供过电压保护。

本实用新型的一体式过电流与过电压合成模块需要将热膨胀系数差异较大的两种材料做有效且稳定的电性连接。举例而言，过电流保护用的PTC器件需要串联在电路上，而过电压保护用的TVS器件则需要并联在电路上，所以需要通过元件设计达成电路连接，同时又需要保持结构的稳定，特别是确保在PTC器件高温膨胀的状况下不至于造成结构的损坏。将PTC与TVS这两种两端器件的其中一端做电性连接，在结构上做接合，使整体成为一个三端的器件，以符合产品结构设计的需求。由于PTC是一个热敏感的材料，通过具有导热效果的绝缘层将TVS产生的热有效传导至PTC，及时提供PTC触发所需的热能，从而提供保护。

本实用新型可将TVS器件和PTC器件做结合，使得单一模块可以提供过电压及过电流保护功能，可以节省PCB板上的空间，且可以按照电路设计做客制化调整，使保护效果达到优化，省去使用者试误(try and error)的困扰。

本实用新型的技术内容及技术特点已公开如上，然而本领域相关技术人员仍可能基于本实用新型的启示及公开而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰。因此，本实用新型的保护范围应不限于实施例所示，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种过电流与过电压合成模块，其特征在于：其包括整合在一起的过电压保护元件和过电流保护元件，所述过电压保护元件并联于电路中，所述过电流保护元件串联于电路中，所述过电流保护元件的上表面设有第一绝缘层和导电延伸件，所述过电流保护元件的下表面设有第二绝缘层，所述第二绝缘层的底部有第一焊垫、第二焊垫和第三焊垫，所述过电压保护元件的下表面连接所述第一绝缘层和所述导电延伸件，所述过电压保护元件的上表面连接一电连接件，所述过电流保护元件电气连接至所述第一焊垫，所述电连接件电气连接至所述第二焊垫，所述导电延伸件电气连接至所述第三焊垫。

2.如权利要求1所述的过电流与过电压合成模块，其特征在于：所述第一绝缘层为导热率至少2W/m·K的导热绝缘层。

3.如权利要求1所述的过电流与过电压合成模块，其特征在于：所述第一焊垫和过电流保护元件通过贯穿该第一绝缘层的导电通孔作电气连接。

4.如权利要求1所述的过电流与过电压合成模块，其特征在于：所述导电延伸件和第三焊垫通过位于该过电流保护元件的侧边的导电通孔作电气连接。

5.如权利要求1所述的过电流与过电压合成模块，其特征在于：所述电连接件和第二焊垫通过位于该过电流保护元件的侧边的导电通孔作电气连接。

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