CN210167191U - 一种热保护型压敏电阻器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路设备相关保护领域，具体说是一种热保护型压敏电阻器，包括压敏电阻基片，压敏电阻基片两侧分别设置有电极层，电极层上引出有引脚电极，一侧电极层上还连接有热脱离引脚，热脱离引脚一端通过低温合金丝与该侧电极层相连，热脱离引脚脱离于电极层之上，与电极层保持有绝缘间隙，低温合金丝和与同侧的引脚电极之间套接有绝缘弹力部件。本申请综合机械式脱离和熔断式脱离开两种方式的优点，在低温合金丝熔化过程中施以外力对其拉扯，使其断开过程更快，更干脆；断开距离可以根据绝缘弹力部件的大小进行人为调整，来应对不同标准等级的要求。

Description

一种热保护型压敏电阻器

技术领域

本实用新型涉及电子电路设备相关保护领域，具体说是一种热保护型压敏电阻器。

背景技术

压敏电阻器（MOV）属于半导体元器件，被普遍应用在低压配电系统及各种电子设备、电源线路和通讯线路中。在使用过程中必然存在劣化和失效的问题。其失效模式为热击穿或热崩溃，失效后会产生低阻短路，如果依然连接在电路中，会存在较大的安全隐患。

因此有效防护就是给压敏电阻芯片设置可靠的热保护机构，形成具有热保户功能的压敏电阻或浪涌保护器。压敏电阻在劣化失效时自身发热，使热脱离引脚电极连接的低温合金丝熔断，或者使脱离引脚电极连接的低温合金熔化断开，将压敏电阻从电路中脱离出去，避免安全隐患的发生。

TMOV或浪涌保护器的热脱离机构总体来讲分为两大类：一类是熔断式热脱离机构，还有一类是机械式热脱离机构。熔断式脱离是指在压敏电阻芯片与外接引脚电极之间串联一段合金熔断丝，在压敏电阻基片劣化过热时，合金熔断丝接受热传导，当温度达到合金熔点时，熔化的合金熔断丝逐步熔化收缩，然后断开，形成开路。如专利CN100561611C,CN203950625U等。其优点是体积小，结构简单。其缺点是熔断过程无外力帮助，完全依靠合金熔断丝自身熔化逐步收缩断开，速度较慢，熔断后断开距离无法确定。低温合金丝的逐步收缩断开的过程中容易产生电拉弧燃烧；随着各项标准（如UL1449，IEC61643）对较大等级短路电流耐受要求的提高，其在高电压大电流条件下的绝缘距离和断开速度突显不足，无法标准要求。机械式脱离是指压敏电阻基片劣化过热时，在压敏电阻与外接引脚电极间的低温合金连接介质熔化后，通过机械外力使其断开的脱离方式。该方式脱离动作快捷干脆，断开距离大，但需要弹簧或拉簧，转轴，连杆等附属结构件，体积大，成本高，制作程序复杂。如专利CN203933002u，CN207320034U,CN20302939u等。

发明内容

为解决上述产品中的不足，提高产品的安全性，本实用新型提出了一种热保护型压敏电阻器。

为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：

一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：包括压敏电阻基片，压敏电阻基片两侧分别设置有电极层，电极层上引出有引脚电极，一侧电极层上还连接有热脱离引脚，热脱离引脚一端通过低温合金丝与该侧电极层相连，热脱离引脚脱离于电极层之上，与电极层保持有绝缘间隙，低温合金丝和与同侧的引脚电极之间套接有绝缘弹力部件。

进一步地，绝缘弹力部件为绝缘弹力环，绝缘弹力环中至少设置有一个内环。

进一步地，绝缘弹力环中设置有两个或两个以上的内环，相邻内环之间设置有隔条。

绝缘弹力环包括但是不限于硅胶环、橡胶环和聚氨酯环。

进一步地，热脱离引脚通过低温合金丝电气连接在电极层上。

进一步地，热脱离引脚通过低温合金丝电气连接在与电极层贴合的引脚电极上。

与热脱离引脚同侧的引脚电极一端设置有突出固定端，绝缘弹力环的内环将突出固定端和低温合金丝套接在内。

进一步地，在突出固定端、低温合金丝和绝缘弹力环周围堆积包覆的热熔材料，热熔材料为以乙烯-醋酸乙烯聚合物为主材的热熔胶或具有助熔性能的树脂。

进一步地，低温合金丝和绝缘弹力环的外部设置有用于保留和释放回弹空间的外罩绝缘壳体。

电极层、引脚电极、热脱离引脚、热熔材料和压敏电阻基片外部均披附有绝缘树脂密封层，引脚电极外接电路部分裸露在绝缘密封层外。

绝缘弹力环包括但不限于硅橡胶环。

绝缘弹力环为封闭式内缩型环状、“C”型内缩半封闭环或不规则环状。

低温合金丝与突出固定端具有1.0mm以上的空间距离。

热熔材料为绝缘体，其熔点低于低温合金丝的熔点。

本申请的工作原理为：

在压敏电阻的引脚电极与热脱离引脚所连接的低温合金丝之间套有绝缘弹力环。绝缘弹力环可以通过引脚电极上的突出固定端与低温合金丝之间的距离保持拉伸状态，当热脱离电极所连接的低温合金丝受热熔化时，绝缘弹力环收缩回弹，快速，彻底的切断热脱离引脚与压敏电阻之间的液态低温合金丝，切断电流，并形成绝缘阻隔。

本申请的有益效果如下：

1、本申请综合机械式脱离和熔断式脱离开两种方式的优点，在低温合金丝熔化过程中施以外力对其拉扯，使其断开过程更快，更干脆；断开距离可以根据绝缘弹力环的大小进行人为调整，来应对不同标准等级的要求。

2、该绝缘弹力环结构简单，加工简单，安装简便；该绝缘弹力属环于非金属弹力件，是绝缘体，与压敏电阻的电极或其它金属导体可以紧密接触，安装位置自由度和安全性比金属弹力件高等优点。

附图说明

图1为本申请实施例1正面结构示意图。

图2为本申请实施例1侧面结构示意图。

图3为本申请实施例1动作示意图。

图4为本申请实施例2正面结构示意图。

图5为本申请实施例2侧面结构示意图。

图6为本申请实施例2动作示意图。

图7为本申请实施例3的正面结构示意图。

图8为本申请实施例3侧面结构示意图。

图9为本申请实施例3动作示意图。

附图中：

1-压敏电阻基片，2-热脱离引脚，3-绝缘弹力环，4-引脚电极，6-热熔材料，7-绝缘密封层，11-电极层，21-低温合金丝，41-突出固定端，32-小环一，33-小环二，8-内环，9-隔条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案例对本实用新型做进一步说明。

实施例1

参见图1、图2，一种热保护型压敏电阻器，其包括压敏电阻基片1，压敏电阻基片1两侧分别设置有电极层11，电极层11上引出有引脚电极4，一侧电极层11上还连接有热脱离引脚2，热脱离引脚2一端通过低温合金丝21与该侧电极层11相连，热脱离引脚2脱离于电极层11之上，与电极层11保持有0.3MM以上的绝缘间隙，低温合金丝21和与同侧的引脚电极4之间套接有绝缘弹力部件。低温合金丝21熔化时，绝缘弹力部件回弹收缩切断低温合金丝21。

绝缘弹力部件为绝缘弹力环3，绝缘弹力环3中设置有一个内环8。内环8是起到收缩的作用，一个内环8具体指低温合金丝21和同侧的引脚电极4之间套接在同一个内环8中。

绝缘弹力环3包括但是不限于硅胶环、橡胶环和聚氨酯环。只要能满足拉伸后能够快速收缩的弹性绝缘体都可以。

热脱离引脚2通过低温合金丝21电气连接在电极层11上。在本实施例中，热脱离引脚2通过低温合金丝21直接与同侧的电极层11相连，实现热脱离引脚2与压敏电阻电极层11的电气导通。

与热脱离引脚2同侧的引脚电极4一端设置有突出固定端41，绝缘弹力环3的内环8将突出固定端41和低温合金丝21套接在内。突出固定端41的设置能使绝缘弹力环3的套接更加方便，突出固定端41与部分低温合金丝21穿过拉伸的绝缘弹力环3的内环8。

在突出固定端41、低温合金丝21和绝缘弹力环3周围堆积包覆的热熔材料6，热熔材料6为以乙烯-醋酸乙烯聚合物为主材的热熔胶或具有助熔性能的树脂。

或者低温合金丝21和绝缘弹力环3的外部设置有用于保留和释放回弹空间的外罩绝缘壳体。绝缘壳体是直接在热熔材料6所要包覆的位置外部扣上一个绝缘壳，形成一个保护空间，在进行外部绝缘密封层7操作时，不会对内部的部件产生固定。这个使用外罩绝缘壳体时可取代堆积的热熔材料6，外部绝缘密封层7依然存在。

电极层11、引脚电极4、热脱离引脚2、热熔材料6和压敏电阻基片1外部均披附有绝缘树脂密封层，引脚电极4外接电路部分裸露在绝缘密封层7外。热熔材料6作用是为低温合金丝21的熔化收缩和绝缘弹力环3回弹保留并释放空间。

绝缘弹力环3包括但不限于硅橡胶环。硅橡胶环是绝缘的，且拉伸后可以产生较强的回弹力，其至少能够承受200度以下的工作温度。绝缘弹力环3在200℃以下具有拉伸回弹能力。

绝缘弹力环3为封闭式内缩型环状、“C”型内缩半封闭环或不规则环状。

低温合金丝21的长度为0.5mm--20mm之间；横截面积在0.5mm²--5mm²之间，熔点在85℃-190℃之间。

低温合金丝21与突出固定端41的空间距离A在1mm以上。

绝缘弹力环3正常工作时为拉伸状态，当低温合金丝21受热呈熔融状态时，绝缘弹力环3产生回弹，此时则为收缩状态。

突出固定端41突出于电极层11表面，为电极引脚的延伸引出部分，引出方式为电极引脚的异向弯折，延伸引出部分不与压敏电阻电极层11贴合。

热熔材料6为绝缘体，其熔点低于低温合金丝21的熔点。两者温度差优选在10℃以上，热熔材料6优选为低温热熔胶或松香树脂类绝缘热熔材料6。

热熔材料6的堆积包覆范围应大于所包覆物边缘1mm以上，堆积包覆厚度应超过绝缘形变弹力件上表面0.2mm以上。

热脱离引脚2电极与电极层11之间有常规绝缘密封树脂进行绝缘密封和空间位置固定。

实施例2

参见图3、图4，实施例2与实施例1的主要区别在于低温合金丝21丝的前端焊接在电极引脚上。具体方案如下：

一种热保护型压敏电阻器，其包括压敏电阻基片1，压敏电阻基片1两侧分别设置有电极层11，电极层11上引出有引脚电极4，一侧电极层11上还连接有热脱离引脚2，热脱离引脚2一端通过低温合金丝21与该侧电极层11相连，热脱离引脚2脱离于电极层11之上，与电极层11保持有0.3MM以上的绝缘间隙，低温合金丝21和与同侧的引脚电极4之间套接有绝缘弹力部件。低温合金丝21熔化时，绝缘弹力部件回弹收缩切断低温合金丝21。

进一步地，绝缘弹力部件为绝缘弹力环3，绝缘弹力环3中至少设置有一个内环8。内环8是起到收缩的作用，一个内环8具体指低温合金丝21和同侧的引脚电极4之间套接在同一个内环8中。

绝缘弹力环3包括但是不限于硅胶环、橡胶环和聚氨酯环。只要能满足拉伸后能够快速收缩的弹性绝缘体都可以。

热脱离引脚2通过低温合金丝21电气连接在与电极层11贴合的引脚电极4上。使低温合金丝21先与同侧的引脚电极4相连，由于引脚电极4与电极层11相连，所以最终也能实现低热脱离引脚2与压敏电阻电极层11的电气导通。

与热脱离引脚2同侧的引脚电极4一端设置有突出固定端41，绝缘弹力环3的内环8将突出固定端41和低温合金丝21套接在内。突出固定端41的设置能使绝缘弹力环3的套接更加方便，突出固定端41与部分低温合金丝21穿过拉伸的绝缘弹力环3的内环8。

在突出固定端41、低温合金丝21和绝缘弹力环3周围堆积包覆的热熔材料6，热熔材料6为以乙烯-醋酸乙烯聚合物为主材的热熔胶或具有助熔性能的树脂。

或低温合金丝21和绝缘弹力环3的外部设置有用于保留和释放回弹空间的外罩绝缘壳体。绝缘壳体是直接在热熔材料6所要包覆的位置外部扣上一个绝缘壳，形成一个保护空间，在进行外部绝缘密封层7操作时，不会对内部的部件产生固定。这个使用外罩绝缘壳体时可取代堆积的热熔材料6，外部绝缘密封层7依然存在。

电极层11、引脚电极4、热脱离引脚2、热熔材料6和压敏电阻基片1外部均披附有绝缘树脂密封层，引脚电极4外接电路部分裸露在绝缘密封层7外。热熔材料6作用是为低温合金丝21的熔化收缩和绝缘弹力环3回弹保留并释放空间。

绝缘弹力环3包括但不限于硅橡胶环。硅橡胶环是绝缘的，且拉伸后可以产生较强的回弹力，其至少能够承受200度以下的工作温度。绝缘弹力环3在200℃以下具有拉伸回弹能力。

绝缘弹力环3为封闭式内缩型环状、“C”型内缩半封闭环或不规则环状。

低温合金丝21的长度为0.5mm--20mm之间；横截面积在0.5mm²--5mm²之间，熔点在85℃-190℃之间。

低温合金丝21与突出固定端41具有1.0mm以上的空间距离。

绝缘弹力环3正常工作时为拉伸状态，当低温合金丝21受热呈熔融状态时，绝缘弹力环3产生回弹，此时则为收缩状态。

突出固定端41突出于电极层11表面，为电极引脚的延伸引出部分，引出方式为电极引脚的异向弯折，延伸引出部分不与压敏电阻电极层11贴合。

热熔材料6为绝缘体，其熔点低于低温合金丝21的熔点。两者温度差优选在10℃以上，热熔材料6优选为低温热熔胶或松香树脂类绝缘热熔材料6。

热熔材料6的堆积包覆范围应大于所包覆物边缘1mm以上，堆积包覆厚度应超过绝缘形变弹力件上表面0.2mm以上。

热脱离引脚2电极与电极层11之间有常规绝缘密封树脂进行绝缘密封和空间位置固定。

实施例3

参见图7-9，实施例3与实施案例1、2的区别在于在绝缘弹力环3上设有隔离条，隔条9将绝缘弹力环3分隔成小环一32和小环二33。低温合金丝21和突出固定端41分别穿过小环一32和小环二33。具体方案如下：

一种热保护型压敏电阻器，包括压敏电阻基片1，压敏电阻基片1两侧分别设置有电极层11，电极层11上引出有引脚电极4，一侧电极层11上还连接有热脱离引脚2，热脱离引脚2一端通过低温合金丝21与该侧电极层11相连，热脱离引脚2脱离于电极层11之上，与电极层11保持有0.3MM以上的绝缘间隙，低温合金丝21和与同侧的引脚电极4之间套接有绝缘弹力部件。低温合金丝21熔化时，绝缘弹力部件回弹收缩切断低温合金丝21。

绝缘弹力环3中设置有两个或两个以上的内环8，相邻内环8之间设置有隔条9。两个或两个以上的内环8具体指低温合金丝21和同侧的引脚电极4可分别套接在同一个绝缘弹力环3的不同的内环8中，实现相互隔离和收缩的效果。其与实施案例1、2的区别在于在绝缘弹力环3上设有隔离条，使绝缘弹力环3分隔成两个连为一体的小环一32和小环二33，引脚电极4和低温合金丝21分别穿过小环一32和小环二33，在引脚电极4和低温合金丝21之间形成进一步的绝缘阻隔。

绝缘弹力环3包括但是不限于硅胶环、橡胶环和聚氨酯环。只要能满足拉伸后能够快速收缩的弹性绝缘体都可以。

进一步地，热脱离引脚2通过低温合金丝21电气连接在电极层11上。热脱离引脚2可通过低温合金丝21直接与同侧的电极层11相连，实现热脱离引脚2与压敏电阻电极层11的电气导通。

与热脱离引脚2同侧的引脚电极4一端设置有突出固定端41，绝缘弹力环3的内环8将突出固定端41和低温合金丝21套接在内。突出固定端41的设置能使绝缘弹力环3的套接更加方便，突出固定端41与部分低温合金丝21穿过拉伸的绝缘弹力环3的内环8。

在突出固定端41、低温合金丝21和绝缘弹力环3周围堆积包覆的热熔材料6，热熔材料6为以乙烯-醋酸乙烯聚合物为主材的热熔胶或具有助熔性能的树脂。

低温合金丝21和绝缘弹力环3的外部设置有用于保留和释放回弹空间的外罩绝缘壳体。绝缘壳体是直接在热熔材料6所要包覆的位置外部扣上一个绝缘壳，形成一个保护空间，在进行外部绝缘密封层7操作时，不会对内部的部件产生固定。这个使用外罩绝缘壳体时可取代堆积的热熔材料6，外部绝缘密封层7依然存在。

电极层11、引脚电极4、热脱离引脚2、热熔材料6和压敏电阻基片1外部均披附有绝缘树脂密封层，引脚电极4外接电路部分裸露在绝缘密封层7外。热熔材料6作用是为低温合金丝21的熔化收缩和绝缘弹力环3回弹保留并释放空间。

绝缘弹力环3包括但不限于硅橡胶环。硅橡胶环是绝缘的，且拉伸后可以产生较强的回弹力，其至少能够承受200度以下的工作温度。绝缘弹力环3在200℃以下具有拉伸回弹能力。

绝缘弹力环3为封闭式内缩型环状、“C”型内缩半封闭环或不规则环状。

低温合金丝21的长度为0.5mm--20mm之间；横截面积在0.5mm²--5mm²之间，熔点在85℃-190℃之间。

低温合金丝21与突出固定端41具有1.0mm以上的空间距离。

绝缘弹力环3正常工作时为拉伸状态，当低温合金丝21受热呈熔融状态时，绝缘弹力环3产生回弹，此时则为收缩状态。

突出固定端41突出于电极层11表面，为电极引脚的延伸引出部分，引出方式为电极引脚的异向弯折，延伸引出部分不与压敏电阻电极层11贴合。

热熔材料6为绝缘体，其熔点低于低温合金丝21的熔点。两者温度差优选在10℃以上，热熔材料6优选为低温热熔胶或松香树脂类绝缘热熔材料6。

热熔材料6的堆积包覆范围应大于所包覆物边缘1mm以上，堆积包覆厚度应超过绝缘形变弹力件上表面0.2mm以上。

热脱离引脚2电极与电极层11之间有常规绝缘密封树脂进行绝缘密封和空间位置固定。

Claims (10)

1.一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：包括压敏电阻基片（1），压敏电阻基片（1）两侧分别设置有电极层（11），电极层（11）上引出有引脚电极（4），一侧电极层（11）上还连接有热脱离引脚（2），热脱离引脚（2）一端通过低温合金丝（21）与该侧电极层（11）相连，热脱离引脚（2）脱离于电极层（11）之上，与电极层（11）保持有绝缘间隙，低温合金丝（21）和与同侧的引脚电极（4）之间套接有绝缘弹力部件。

2.根据权利要求1所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：绝缘弹力部件为绝缘弹力环（3），绝缘弹力环（3）中至少设置有一个内环（8）。

3.根据权利要求2所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：绝缘弹力环（3）中设置有两个或两个以上的内环（8），相邻内环（8）之间设置有隔条（9）。

4.根据权利要求1所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：绝缘弹力环（3）包括但是不限于硅胶环、橡胶环和聚氨酯环。

5.根据权利要求1所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：热脱离引脚（2）通过低温合金丝（21）电气连接在电极层（11）上。

6.根据权利要求1所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：热脱离引脚（2）通过低温合金丝（21）电气连接在与电极层（11）贴合的引脚电极（4）上。

7.根据权利要求1所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：与热脱离引脚（2）同侧的引脚电极（4）一端设置有突出固定端（41），绝缘弹力环（3）的内环（8）将突出固定端（41）和低温合金丝（21）套接在内。

8.根据权利要求7所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：在突出固定端（41）、低温合金丝（21）和绝缘弹力环（3）周围堆积包覆的热熔材料（6），热熔材料（6）为以乙烯-醋酸乙烯聚合物为主材的热熔胶或具有助熔性能的树脂。

9.根据权利要求7所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：低温合金丝（21）和绝缘弹力环（3）的外部设置有用于保留和释放回弹空间的外罩绝缘壳体。

10.根据权利要求8或9所述的一种热保护型压敏电阻器，其特征在于：电极层（11）、引脚电极（4）、热脱离引脚（2）、热熔材料（6）和压敏电阻基片（1）外部均披附有绝缘密封层（7），引脚电极（4）外接电路部分裸露在绝缘密封层（7）外。

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