CN219916825U - 热保护变阻器及热金属氧化物变阻器及其热切断装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种包括切断装置的金属氧化物变阻器。本文中的TPV可以包括：变阻器主体，其具有与第二主侧相对的第一主侧；沿着第一主侧的第一引线和第二引线以及沿着第二主侧的第三引线。TPV还可以包括连接第一引线和第二引线的热熔体，以及沿着第一主侧的切断装置，其中切断装置包括壳体内的滑块和偏置装置，并且其中热熔体穿过壳体中的开口。

Description

热保护变阻器及热金属氧化物变阻器及其热切断装置

技术领域

本公开通常涉及保护电气和电子电路和设备免受电涌的影响，并且更具体地，涉及具有切断装置的热保护变阻器。

背景技术

过电压保护装置被用于保护电子电路和部件免受过电压故障状况导致的损坏。这些过电压保护装置可以包括被连接在要保护的电路和地线之间的金属氧化物变阻器(MOV)。MOV具有特定的电流-电压特性，其允许它们被用于保护此类电路免受灾难性电压浪涌的影响。当大于额定电压或阈值电压的电压被施加到装置时，电流流过MOV，其生成热量。这会导致链接元件熔化。一旦链接熔化，就会创建开路，从而防止MOV起火。

在部分地由于上述电应力导致持续过电压或热失控的情况下，热断开器可被用于使装置断路。期望使热断开机构非常靠近MOV盘，以便热响应时间尽可能快。因此，热断开MOV的目的是在受到导致热失控的状况时提供相对良性的故障。

尽管热保护变阻器(TPV)目前是可用的，但目前可用的热断开变阻器包括复杂的组件并且制造成本高。因此，目前需要一种有效构造的变阻器，用于保护敏感电路和设备免受异常过电压瞬变的影响，并且能够易于维护和维修。正是考虑到这些和其他因素，才提供了目前的改进。

实用新型内容

提供本实用新型内容是为了以简化的形式介绍所选择的概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本实用新型内容不旨在识别所要求保护的主题内容的关键特征或基本特征，也不旨在帮助确定所要求保护主题内容的范围。

在根据本公开的一种方法中，本文的TPV可以包括：变阻器主体，该变阻器主体具有与第二主侧相对的第一主侧；沿着第一主侧的第一引线和第二引线以及沿着第二主侧的第三引线。TPV还可以包括连接第一引线和第二引线的热熔体(thermal link)，以及沿着第一主侧的切断装置(cutoff device)，其中切断装置包括壳体内的滑块和偏置装置(biasing device)，并且其中热熔体穿过壳体中的开口。

在根据本公开的另一种方法中，热金属氧化物变阻器(TMOV)组件可以包括：变阻器主体，变阻器主体包括与第二主侧相对的第一主侧；沿着第一主侧的第一引线和第二引线；以及沿着第二主侧的第三引线。TMOV组件还可以包括与第一引线和第二引线直接接触的热熔体，以及沿着第一主侧的切断装置，其中切断装置包括壳体内的滑块和弹簧，其中热熔体穿过壳体中的开口，并且其中热熔体接合滑块。

在根据本公开实施例的又一方法中，用于热金属氧化物变阻器的热切断(TCO)装置可以包括：具有与第二端相对的第一端的壳体，其中该壳体可被定位在变阻器主体的顶部；和壳体内的滑块和偏置装置。热熔体可以穿过壳体中的开口，其中热熔体接合滑块，其中热熔体与第一引线和第二引线接触，第一引线和第一引线中的每个被连接到变阻器主体，并且其中一经发生过电压事件，热熔体熔化并允许滑块响应于来自弹簧的力而朝向壳体的第二端移动。

附图说明

附图说明了迄今为止为其原理的实际应用而设计的所公开实施例的示例性方法，并且其中：

图1是根据本公开实施例的TPV的透视图；

图2A是根据本公开实施例的TPV的切断装置的分解透视图；

图2B是根据本公开实施例的TPV的切断装置的透视图；

图3A-3B展示了根据本公开实施例的切断装置的操作；以及

图4是示出了根据本公开实施例的用于组装TPV的示例方法的流程图。

附图不一定按比例绘制。附图仅为表示，并不意在描绘本公开的具体参数。附图旨在描述本公开的典型实施例，并且因此不应被视为限制范围。在附图中，类似的编号表示类似的元素。此外，为了说明清楚，可以省略一些附图中的某些元素，或者不按比例进行说明。此外，为了清晰起见，某些附图中可以省略一些参考编号。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中更充分地描述根据本公开的实施例。实施例可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例将使得本公开彻底且完整，并且将向本领域技术人员充分传达系统和方法的范围。

如本文将描述的，提供了一种热保护变阻器(TPV)装置，其包括与切断装置的滑块接合的热熔体，其中热熔体和滑块在过电压状况下形成开路。传统的热保护解决方案使用低熔点温度TCO导线作为主电路上的热熔体，以连接MOV主体和电源。当MOV芯片因过电压状况而升温时，TCO导线将熔化并形成开路。然而，熔化的液体趋于不受控制地流动，可能再次重新连接电源，这将无法切断短路电流，并可能导致灾难性火灾。

本公开的实施例通过使用定位于MOV主体顶部的新型切断装置克服了现有技术的缺陷。一旦热熔体形成开路，滑块将响应于来自偏置装置(例如，弹簧)的力而开始移动，偏置装置被定位于壳体内。滑块确保了热熔体不会再次重新连接。

现在转到图1，将描述根据本公开实施例的TPV组件/装置(以下称为“装置”)100。如图所示，TPV 100可以包括变阻器主体102，在本实施例中变阻器主体102具有大体由外周边103限定的圆形或圆盘形状。变阻器主体102包括沿着第一侧106布置的第一电极104和沿着第二侧110布置的第二电极(未示出)。在一些实施例中，第一电极和/或第二电极可以是热电极。热电极可以是陶瓷、银、铜、铝或铜加铝的金属化层。第一引线111和第二引线114可被电连接到第一电极104，而第三引线116沿着第二主侧110被电连接到第二电极。第一引线111可以经由焊接、熔接、导电粘合剂等直接连接到第一电极104。

变阻器主体102和第一电极104被描绘为圆形，但这不是关键的。可以设想，变阻器主体102和第一电极104中的一个或多个可以在不脱离本公开的范围的情况下具有不同的形状，诸如矩形、三角形、不规则的等。

装置100还可以包括在第一引线111和第二引线114之间的绝缘体盘120，以及在第一引线111和第二引线114之间延伸的热熔体124。第二引线114可以经由焊接、粘合剂等被连接到绝缘体盘120，其中绝缘体盘120可以由陶瓷或其他介电材料形成，以防止第二引线114和第一电极104之间的直接电连接。

尽管是非限制性的，但热熔体124可以包括焊丝。如果热熔体124超过熔点，例如在过电流状况下，热熔体124将开路，从而导致第一引线111或第二引线114与电源断开。如图所示，热熔体124的第一端128可被直接连接到第一引线111，而热熔体124的第二端130可被直接连接到第二引线114。

装置100还可以包括耦合到变阻器主体102的第一主侧106的热切断(TCO)装置125。TCO装置125可以包括定位于第一电极104顶部的壳体132。如图所示，热熔体124可以完全穿过壳体132以连接第一引线111和第二引线114。

图2A–2B更详细地展示了TCO装置125。如图所示，TCO装置125包括壳体132、弹簧134、滑块135和罩(cap)136。壳体132可以包括由多个壁138、第一端139和与第一端139相对的第二端140限定的主体137。罩136可以连接到壳体132的第二端140。穿过一个或多个壁138的开口142允许热熔体124穿过其中。尽管是非限制性的，但是壳体132和滑块135可以由陶瓷材料(例如，Al₂O₃)制成，并且罩136可以由高熔化塑料制成。由陶瓷形成壳体132和滑块135允许热量从第一电极104快速转移。

滑块135和弹簧134可以被定位在壳体132的内部144内。在一些实施例中，弹簧134可以包括与滑块135接触的第一端146和与壳体132的第一端139接触的第二端148。滑块135可以包括与第二端152相对的第一端151，其中第二端151与弹簧134的第一端146邻接，并且第一端151面向罩136。因而，弹簧134可以对滑块135的第二端152提供恒定的力。滑块135的第二端152可以包括基本上实心的主体，而滑块135的第一端151可以包括在第一侧155和第二侧156之间延伸的凹槽或通道154。通道154可操作为容纳热熔体124。在示例性实施例中，通道154与壳体132的开口142对齐，使得热熔体124同时穿过壳体132和滑块135。

图3A–3B展示了使用期间的TCO装置125。图3A示出了当热熔体124低于熔点并且热熔体124和第一电极104之间保持物理/电接触时的TCO装置125。热熔体124保持滑块135的位置。然而，当热熔体124升温时，例如，响应于过电流事件，并且超过热熔体124的熔点时，热熔体124熔化并开始流动，从而在滑块135开始朝向壳体132的第二端140移动时通过热熔体124创建开口或间隙。热熔体124中的间隙使第一引线111和第二引线114之间的电气连接以及变阻器主体102的第一电极和第二电极之间的电气连接断开。

如图3B所示，滑块135已朝向壳体132的第二端140移动，并且因此液化的热熔体124被滑块135阻止重新连接。这防止热熔体124随机流动，并防止热熔体可能重新连接到电路。在一些实施例中，TCO装置125可以被重复使用，例如，通过移除罩136并用新的热熔体重新定位滑块135。在一些实施例中，滑块135可以在热熔体124熔化之后接合盖136。有利的是，这种高电弧屏蔽解决方案具有热保护的可靠性和长寿命，可广泛应用于各种热熔体设计。

现在转到图4，将描述用于组装装置100的方法200。在框201处，方法200可以包括提供变阻器主体，其包括与第二主侧相对的第一主侧。尽管是非限制性的，但是变阻器主体可以包括沿着第一主侧的电极，其中电极可以包括外部较厚部分和内部较薄部分。在一些实施例中，电极可以包括铝铜。

在框202处，方法200可以包括沿着变阻器主体的第一主侧连接第一引线和第二引线，以及沿着变阻体主体的第二主侧连接第三引线。在一些实施例中，第二引线被定位于绝缘体盘的顶部，绝缘体盘部分地定位于第一电极的顶部。

在框203处，方法200可以包括将TCO装置耦合到变阻器主体的第一主侧。在一些实施例中，TCO装置可以被定位成邻近绝缘体盘并且直接位于电极的较薄部分的顶部。

在框204处，方法200可以包括定位穿过TCO装置的热熔体，其中热熔体延伸穿过壳体壁并穿过TCO装置的滑块。在一些实施例中，滑块包括用于容纳热熔体的通道。热熔体可将滑块固定到位，直到发生过电流事件，这导致热熔体熔化并断开，从而允许滑块移动。

上述讨论是为了说明和描述的目的而提出的，并不打算将本公开限制在本文所公开的一种或多种形式。例如，为了简化本公开，本公开的各种特征可以在一个或多个方面、实施例或配置中被组合在一起。然而，应当理解，本公开的某些方面、实施例或配置的各种特征可以在替代方面、实施例或配置中组合。此外，以下权利要求通过本引用并入本详细说明，每项权利要求作为本公开的单独实施例而独立存在。

如本文所用，以单数形式叙述并以词语“一”或“一个”开头的元素或步骤应被理解为不排除复数元素或步骤，除非明确叙述了此类排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不打算被解释为排除同样纳入所述特征的附加实施例的存在。

本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意指包括此后列出的项目及其等价物以及附加项目。因此，术语“包括”、“包含”或“具有”及其变体是开放式表达，并且可在本文中互换使用。

如本文所使用的短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是在操作中既是连接又是分离的开放式表达。例如，表达“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”中的每一个表示单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或A、B和C一起。

所有方向参考(例如，近端、远端、上部、下部、向上、向下、左侧、右侧、横向、纵向、前部、后部、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、径向、轴向、顺时针和逆时针)仅被用于识别目的，以帮助读者理解本公开，并且不会产生限制，特别是对于本公开的位置、定向，或使用。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接、耦合、连接和接合)应作广义解释，并可以包括元素集合之间的中间成员和元素之间的相对运动。因此，连接参考不一定推断出两个元素直接连接并且彼此固定。

此外，识别参考(例如，主要的、次要的、第一、第二、第三、第四等)并不意味着重要性或优先级，而是用于区分一个特征与另一个特征。附图仅供说明的目的，并且随附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可能有所不同。

此外，术语“基本的”或“基本上”以及术语“近似”或“近似地”在一些实施例中可以互换使用，并且可以使用本领域普通技术人员可接受的任何相关度量来描述。例如，这些术语可以用作与参考参数的比较，以指示能够提供预期功能的偏差。尽管非限制性，但与参考参数的偏差可以是，例如，小于1％、小于3％、小于5％、小于10％、小于15％、小于20％的量等等。

本公开的范围不受本文所描述的具体实施例的限制。事实上，除了本文所述的那些以外，从前述描述和附图中本公开的其他各种实施例和修改将对本领域的普通技术人员是显而易见的。因此，此类其他实施例和修改旨在落入本公开的范围内。此外，本文在特定环境中针对特定目的的特定实施方案的上下文中描述了本公开。本领域的普通技术人员将认识到有用性并不限于此，并且本公开可以出于任何目的在任何数量的环境中有益地实施。因此，所述权利要求将根据本文所述的本公开的全部广度和精神进行解释。

Claims (20)

1.一种热保护变阻器TPV，其特征在于，包括：

变阻器主体，其包括与第二主侧相对的第一主侧；

沿着所述第一主侧的第一引线和第二引线以及沿着所述第二主侧的第三引线；

连接所述第一引线和所述第二引线的热熔体；以及

沿着所述第一主侧的切断装置，其中所述切断装置包括壳体内的滑块和偏置装置，并且其中所述热熔体穿过所述壳体中的开口。

2.根据权利要求1所述的TPV，其特征在于，还包括位于所述第一主侧顶部的绝缘体盘，其中所述第二引线与所述绝缘体盘接触。

3.根据权利要求1所述的TPV，其特征在于，还包括沿着所述变阻器主体的第一主侧的热电极。

4.根据权利要求3所述的TPV，其特征在于，所述第二引线与所述热电极直接接触，并且其中所述热熔体与所述第一引线和所述第二引线直接接触。

5.根据权利要求1所述的TPV，其特征在于，所述热熔体与所述滑块邻接。

6.根据权利要求1所述的TPV，其特征在于，所述偏置装置是与所述滑块的端部和所述壳体的第一端接触的弹簧，并且其中所述弹簧可操作为向所述滑块施加力。

7.根据权利要求6所述的TPV，其特征在于，一经发生过电压事件，所述热熔体熔化并导致所述滑块朝向所述壳体的第二端移动。

8.一种热金属氧化物变阻器TMOV组件，其特征在于，包括：

变阻器主体，其包括与第二主侧相对的第一主侧；

沿着所述第一主侧的第一引线和第二引线以及沿着所述第二主侧的第三引线；

与所述第一引线和所述第二引线直接接触的热熔体；以及

沿着所述第一主侧的切断装置，其中所述切断装置包括壳体内的滑块和弹簧，其中，所述热熔体穿过所述壳体中的开口，并且其中所述热熔体接合所述滑块。

9.根据权利要求8所述的TMOV组件，其特征在于，还包括位于所述第一主侧顶部的绝缘体盘，其中所述第二引线与所述绝缘体盘接触。

10.根据权利要求8所述的TMOV组件，其特征在于，还包括沿着所述变阻器主体的第一主侧的热电极，其中所述第一引线与所述热电极直接接触，并且其中所述热熔体与所述第一引线和所述第二引线直接接触。

11.根据权利要求8所述的TMOV组件，其特征在于，所述热熔体被定位于所述滑块的凹槽内，并且其中所述热熔体限制所述滑块的移动。

12.根据权利要求8所述的TMOV组件，其特征在于，所述弹簧与所述滑块的端部和所述壳体的第一端接触，并且其中所述弹簧可操作为向所述滑块施加力。

13.根据权利要求12所述的TMOV组件，其特征在于，一经发生过电压事件，所述热熔体熔化并允许所述滑块响应于来自所述弹簧的力而朝向所述壳体的第二端移动。

14.一种用于热金属氧化物变阻器的热切断TCO装置，其特征在于，TCO装置包括：

壳体，其具有与第二端相对的第一端，其中所述壳体可定位在变阻器主体的顶部；和

所述壳体内的滑块和偏置装置，其中热熔体穿过所述壳体中的开口，其中所述热熔体接合所述滑块，其中所述热熔体与各自被连接到变阻器主体的第一引线和第二引线接触，并且其中，一经发生过电压事件，所述热熔体熔化并允许所述滑块响应于来自弹簧的力而朝向所述壳体的第二端移动。

15.根据权利要求14所述的TCO装置，其特征在于，所述滑块包括与第二端相对的第一端，其中所述第一端包括可操作为容纳所述热熔体的通道，并且其中所述第二端与所述偏置装置邻接。

16.根据权利要求14所述的TCO装置，其特征在于，所述偏置装置是弹簧，并且其中所述热熔体是金属导线。

17.根据权利要求16所述的TCO装置，其特征在于，所述弹簧与所述壳体的第一端邻接，以向所述滑块提供所述力。

18.根据权利要求14所述的TCO装置，其特征在于，所述壳体和所述滑块包括陶瓷材料。

19.根据权利要求14所述的TCO装置，其特征在于，所述壳体包括盖，并且其中所述滑块在所述热熔体熔化之后朝向所述盖移动。

20.根据权利要求14所述的TCO装置，其特征在于，所述壳体包括第二开口，并且其中所述热熔体穿过所述第二开口和第一开口以与所述第一引线和所述第二引线连接。