JPH11111137A - 過熱保護回路 - Google Patents

過熱保護回路

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JPH11111137A
JPH11111137A JP30480697A JP30480697A JPH11111137A JP H11111137 A JPH11111137 A JP H11111137A JP 30480697 A JP30480697 A JP 30480697A JP 30480697 A JP30480697 A JP 30480697A JP H11111137 A JPH11111137 A JP H11111137A
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JP
Japan
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metal piece
elastic metal
solder
conductive elastic
overheat protection
Prior art date
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Pending
Application number
JP30480697A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Chiisagata
正明 小県
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子の過熱保護を確実に行うと共に、過熱保
護動作後に繰り返して使用できる過熱保護回路を提供す
ること。 【解決手段】 回路基板1に銅箔パターン2aを設け過
熱を保護する素子のパワートランジスタ3を接続する。
4は導電性弾性金属片で屈曲して形成されている。パワ
ートランジスタ3のコレクタ電極Cと導電性弾性金属片
4の一端4dは銅箔パターン2aの上で第1の半田5に
より半田付けし、弾性金属片4の他端4aは第3の半田
7により銅箔パターン2と半田付けされている。異常時
にパワートランジスタ3が過熱すると第1の半田5が溶
解して弾性金属片4の一端4dは弾性復元力で端子Cか
ら離脱して通電を遮断し、異常回復後に弾性金属片4の
一端4dを第1の半田でコレクタ電極Cと半田付けして
繰り返して使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路における
過熱保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】電気回路では、回路に配置された例えば
パワートランジスタ等の素子に異常電流が流れて発熱
し、その発熱で発煙、発火等の事故が発生する恐れがあ
る。この事故を防止するために、回路に流れる異常電流
や電圧、あるいは素子の発熱を検出して素子への通電を
遮断する過熱保護回路が設けられている。
【0003】図7は、このような過熱保護回路に設けら
れる一例の温度ヒューズを示す断面図である。この図に
おいて、素子への通電回路に設けた一対のリード線1
1、12の内端側部分13、14を保護ケース15の蓋
16内に配置し、可溶合金17により接続する。一方の
リード線12の内端側部分14は導電性ばね材により弾
性変形可能に形成している。保護ケース15は、保護の
対象とする素子に密着または近接して配置される。異常
電圧、または異常電流が供給されることにより素子が過
熱し、保護ケース15内の可溶合金17が設定温度以上
の過熱温度を検出して溶融すると、一方のリード線12
の内端側部分14は弾性復元力により図示破線の位置に
離れて一対のリード線11、12間の通電を遮断する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図7に示されている例
では、一対のリード線11、12とその内端側部分1
3、14を接続している可溶合金17を保持するために
保護ケース15を用いている。このため、過熱保護の対
象とする素子の温度は可溶合金17が保護ケース15を
介して間接的に検出するので過熱温度の検出精度が悪く
過熱保護を確実に行えないという問題があり、熱伝導効
率を良好にするためには一対のリード線の接続部に接着
材を塗布する必要があり構成が複雑になるという問題が
あった。また、可溶合金17は一度溶融すると取替えが
必要となりその作業に手間取り、コストも高くなるとい
う問題があった。
【0005】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、素子に対する過熱保護を確実に行え、発熱
の検出による素子への通電遮断動作後に繰り返して使用
できる過熱保護回路の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、電
気回路に配置された素子の発熱を検出して前記素子への
通電を遮断してなる過熱保護回路において、過熱保護回
路を、一端が前記素子の電極に半田付けされ他端が前記
素子への通電電極に接続された導電性弾性金属片を備
え、前記素子の発熱による前記半田の溶解により前記導
電性弾性金属片の一端を弾性復元力により前記電極から
離脱させて前記素子への通電を遮断する構成とすること
により達成される。
【0007】本発明の上記特徴によれば、素子の電極に
過熱保護回路の導電性弾性金属片の一端を半田付けして
いるので素子からの熱伝導効率が良好となり過熱保護を
確実に行える。また、素子が設定温度以上に発熱したこ
とを検出すると、前記半田が溶解して弾性復元力により
導電性弾性金属片の一端が素子の電極から離脱させて素
子への通電を遮断する構成であるから、異常状態の回復
後に導電性弾性金属片の一端と素子の電極とを半田付け
することにより安価に繰り返して過熱保護回路を使用で
きる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図1、図3は本発明の実施の
形態に係る過熱保護回路の導電性弾性金属片の取付けの
一例を示す概略の断面図であり、図2は図1の電気回路
図、図4は図3の電気回路図である。図1において、1
は回路基板、2a,2b,2cは銅箔パターン、3は過
熱を保護する素子のパワートランジスタ、4は導電性弾
性金属片である。
【0009】図5は上記導電性弾性金属片4の形状の一
例を示す概略の斜視図である。導電性弾性金属片4は、
図5に示すように両端の4aと4dとの間を屈曲部4
b,4cで連結して一体化して形成されている。
【0010】図1に戻り、導電性弾性金属片4の一端4
aは銅箔パターン2cに第3の半田7により半田付けさ
れ、パワートランジスタ3のベース電極Bは銅箔パター
ン2bに第2の半田6により半田付けされる。導電性弾
性金属片4の他端4dは、銅箔パターン2cに半田付け
された一端4aを支点として弾性復元力に抗して銅箔パ
ターン2aの表面に向けて押圧し、銅箔パターン2aの
表面上でパワートランジスタ3のコレクタ電極Cと第1
の半田5で半田付けする。このようにして導電性弾性金
属片4は、過熱を保護する素子の通電回路に接続されて
過熱保護回路を形成している。
【0011】導電性弾性金属片4は弾力性と導電性を有
し、かつ半田付けが良好になされる材料からなる部材、
例えば炭素鋼(S45C)やステンレス鋼(SUS30
4)を用いている。この導電性弾性金属片4は、過熱を
保護する素子のパワートランジスタ3のコレクタ電極C
と第1の半田5により半田付けされているので、パワー
トランジスタ3から導電性弾性金属片4への熱伝導効率
が極めて高く、熱伝導効率の値はほぼ100%近くの値
に設定されている。
【0012】図2の電気回路図において、パワートラン
ジスタ3のベース電極Bに供給される電流(ベース電
流)を適宜設定するにより、通電電極8からパワートラ
ンジスタ3のコレクタ電極C,エミッタ電極Eを通る方
向に所定値の電流Iが流れる。ここで、パワートランジ
スタ3のベース電流が何らかの異常により増大して電流
Iの値が大きくなり設定値を超えると、パワートランジ
スタ3は許容値以上に発熱する。
【0013】パワートランジスタ3が発熱してその温度
が上記許容値以上となり第1の半田5の融点を超えると
第1の半田5が溶解する。このときには、図3に示すよ
うに第3の半田7で銅箔パターン2cと半田付けされて
いる一端4aを支点として、導電性弾性金属片4の他端
4dは弾性復元力によりパワートランジスタ3のコレク
タ電極Cから離脱する。上記のような導電性弾性金属片
4の動作は、形状記憶合金のように複雑な材料で構成さ
れる部材を用いることなく、導電性でかつ半田付けが良
好になされ弾力性のある、前記炭素鋼やステンレス鋼の
ような材料の特性に着目して導電性弾性金属片4を構成
することにより得られるものである。
【0014】第1の半田5が溶解すると、図4の電気回
路図に示すように通電電極8とパワートランジスタ3の
コレクタ電極Cとの電気的な接続が開放され、パワート
ランジスタ3への通電を遮断する。導電性弾性金続片4
は半田の溶解温度で前記のような素子への通電を遮断し
て保護動作をするので、素子の過熱による故障発生を確
実に防止できる。
【0015】異常原因を除去した後に、図1に示すよう
に再度導電性弾性金属片4の一端4dとパワートランジ
スタ3のコレクタ電極Cとを第1の半田5により半田付
けして、パワートランジスタ3の通電回路を形成する。
以下同様にして導電性弾性金属片4は、パワートランジ
スタ3の発熱を検出して通電遮断の保護動作をした後
に、その一端をパワートランジスタ3のコレクタ電極C
に第1の半田5により半田付けすることにより繰り返し
て過熱保護回路として使用出来る。このような過熱保護
回路は、導電性弾性金属片の一端と素子の電極とを半田
付けするだけで繰り返して使用できるので、温度ヒュー
ズを取り替える従来の方式よりも安価に構成できる。
【0016】ところで、素子に供給される異常電圧、ま
たは異常電流を検出して素子の通電を遮断する通常の保
護回路においては、正常動作時の誤動作を防止するため
に、保護回路動作の異常電流値または異常電圧値を余裕
をもった値に設定している。例えば電流ヒューズの溶断
値は定格電流の2.5倍の電流値に設定されている。こ
のため、通常の保護回路では素子に定格値以上で電流ヒ
ューズの溶断値よりも少ない電流が恒常的に流れても電
源遮断の保護動作ができないので、素子は温度上昇して
発煙、発火等の事故が発生する場合がある。しかしなが
ら、上記のような導電性弾性金属片4を用いた過熱保護
回路は、素子に定格電流よりも大きな電流が流れて発熱
し半田の融点以上に温度上昇すると素子への通電を遮断
するので、素子の過熱保護を確実に行うことができる。
【0017】なお、上記の例では導電性弾性金属片4の
一端を銅箔パターン2cに接続し、他端をパワートラン
ジスタ3のコレクタ電極Cに半田付けして過熱保護回路
を形成するものとして説明したが、導電性弾性金属片の
両端の表現は相対的なものであり、上記接続例で「一
端」、「他端」を置き換えて表現することもできる。
【0018】図6は本発明の別の実施の形態に係る過熱
保護回路に用いる導電性弾性金属片の概略の斜視図であ
る。図において、9は第1、第2の固定層10a、10
bにより挟持されて固定されている金属層である。ここ
で、金属層9は導電性でしかも半田付けが良好になされ
る材料で形成され、金属層9それ自体では前記図1〜図
5で説明したような弾性による復元作用を行わなくても
良い。
【0019】第1、第2の固定層10a,10bは、弾
性による復元作用を行うことが必要であるが、導電性や
半田付けが良好になされる材料である必要はなく、合成
樹脂の成形品等が使用される。このため、図6の構成で
は金属層9と固定層10a、10bは特別の材料を用い
ることなく、通常使用されている導電材と合成樹脂等を
組み合わせれば良いので材料の選定が容易となる。この
例においても金属層9は一端9aと他端9dの間に屈曲
部9b,9cを有しており,側面形状は図5の例と同様
に形成されている。なお、金属層9は半田付けを良好に
するために素材にメッキを施しても良い。
【0020】図6の構成の導電性弾性金属片を図1〜図
5で説明したような導電性弾性金属片4に代えて過熱保
護回路に使用する例について説明する。導電片9の一端
9aを銅箔パターン2cに第3の半田7で半田付けし、
他端9dを押圧すると第1、第2の弾性片10a、10
bの弾性力により強制的に屈曲されて銅箔パターン2a
上で第1の半田5によりパワートランジスタ3のコレク
タ電極Cと半田付けされる。パワートランジスタ3に異
常状態が生じて発熱し第1の半田5が溶解すると、導電
片9の前記他端9dは第1、第2の弾性片10a、10
bの弾性復元力によりパワートランジスタ3のコレクタ
電極Cから離脱して、通電電極8とパワートランジスタ
3のコレクタ電極C間の電気的接続を開放してパワート
ランジスタ3の通電を遮断する。
【0021】このように、本発明においては導電性弾性
金属片の一端を半田付けにより素子の電極と接続し他端
を通電電極と接続して過熱保護回路を形成している。こ
のような導電性弾性金属片は、図1〜図5に示したよう
に単体の金属片でも、また、図6に示したように固定層
と金属層とを組み合わせて構成したものでも採用でき
る。いずれのものも素子の発熱検出による通電遮断後に
繰り返して使用できる。
【0022】本発明の過熱保護回路にパワートランジス
タを接続する例で過熱保護回路の動作を説明したが、本
発明はこれに限らず、種々の素子の過熱保護を行うこと
ができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の過熱保護回
路によればは、素子の電極に過熱保護回路の導電性弾性
金属片の一端を半田付けしているので素子からの熱伝導
効率が良好となり過熱保護を確実に行える。また、素子
が設定温度以上に発熱したことを検出すると、前記半田
が溶解して弾性復元力により導電性弾性金属片の一端を
素子の電極から離脱させて素子への通電を遮断する構成
であるから、異常状態の回復後に導電性弾性金属片の一
端と素子の電極とを半田付けすることにより安価に繰り
返して過熱保護回路を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る過熱保護回路の導電
性弾性金属片の取付けの一例を示す概略の断面図であ
る。
【図2】図1の電気回路図である。
【図3】図1の導電性弾性金属片動作時の概略の断面図
である。
【図4】図3の回路図である。
【図5】導電性弾性金属片の概略の斜視図である。
【図6】本発明の別の実施の形態の導電性弾性金属片の
概略の斜視図である。
【図7】従来例の温度ヒューズ取付けの概略の断面図で
ある。
【符号の説明】
1 回路基板 2a,2b,2c 銅箔パターン 3 パワートランジスタ 4 導電性弾性金属片 5 第1の半田 6 第2の半田 7 第3の半田 8 通電電極 9 金属層 10a,10b 第1、第2の固定層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気回路に配置された素子の発熱を検出
    して前記素子への通電を遮断してなる過熱保護回路にお
    いて、一端が前記素子の電極に半田付けされ他端が前記
    素子への通電電極に接続された導電性弾性金属片を備
    え、前記素子の発熱による前記半田の溶解により前記導
    電性弾性金属片の一端を弾性復元力により前記電極から
    離脱させて前記素子への通電を遮断してなることを特徴
    とする過熱保護回路。
JP30480697A 1997-09-30 1997-09-30 過熱保護回路 Pending JPH11111137A (ja)

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JP (1) JPH11111137A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007251134A (ja) * 2006-02-14 2007-09-27 Advics:Kk 電気回路装置
JP2016129097A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 株式会社オートネットワーク技術研究所 温度ヒューズ構造、及び、電気接続箱

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007251134A (ja) * 2006-02-14 2007-09-27 Advics:Kk 電気回路装置
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