NL9100617A - Chipsmeltveiligheid met variabele tijd-stroomkarakteristieken. - Google Patents

Description

UITTREKSEL

Een chipsmeLtveiligheid is voorzien van een rechthoekig paral-lellepipedumdoosvormig hoofdlichaam met een opening op de bovenzijde daarvan en een deksel dat de opening bedekt. Twee hoofdaansluitklemmen zijn op de tegengestelde kortere zijwanden van het hoofdlichaam aangebracht. Een aantal ondergeschikte aansluitklemmen bevindt zich langs de binnenvlakken van de tegengestelde Langere wanden van het hoofdlichaam. Een smeltbaar element is op een zigzagmanier uitgestrekt in de binnenruimte van het hoofdlichaam tussen de ene van de hoofdaansluitklemmen via een deel of alle van het aantal ondergeschikte aansluitklemmen en de andere van de hoofd-aansluitklemmen.

Korte aanduiding: ChipsmeltveiLigheid met variabele tijd-stroomkarakteris-tieken.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een subminiatuur chipsmeltveiligheid die voor gebruik direkt op een printplaat kan worden gesoldeerd.

In conventionele chipsmeltveiligheden is een smeltbaar element uitgestrekt tussen metalen aansluitklemplaten die op een zodanige manier op een zekere afstand op een vlak zijn geplaatst, dat de eindoppervlakken van de metalen aansluitklemplaten tegengesteld aan elkaar zijn (zie bijvoorbeeld het ter inzage gelegde Japanse gebruiksmodel nr. 119546/1984) of is een tweetal hoofdelektroden verschaft aan einden van een platte chipplaat met een tweetal hulpelektroden, waarin is voorzien bij een tussenliggend gedeelte tussen de hoofdelektroden en zijn draden verbonden tussen deze hoofd- en hulpelektroden teneinde daarmee te zijn gebond (zie bijvoorbeeld de ter inzage gelegde Japanse octrooiaanvrage nr. 172626/1987).

In het eerstgenoemde type conventionele chipsmeltveiLigheid dat hierboven is beschreven, is slechts een smalle spleet denkbaar tussen de aansluitklemmen waarin een smeltbaar element is uitgestrekt ten gevolge van de kleine grootte van een smeltlichaam dat is vereist door een chipsmelt-veiligheid. Als een resultaat is de tendens dat met betrekking tot de tijd— stroomkarakteristieken daarvan een overmatig snelle smeltresponsie wordt vertoond, waarbij daardoor een risico wordt veroorzaakt dat het smeltbare element doorsmelt door een stroomstoot die wordt opgewekt door schakelen gedurende normaal bedrijf.

Daarenboven maakt de smalle spleet het gebruik van een kort smeltbaar element noodzakelijk, hetgeen resulteert in een smeltbaar element dat een lage weerstand heeft. Dit vereist dat een smeltbaar element wordt toegepast, dat een kleinere diameter heeft, wanneer wordt gepoogd een smeltveiligheid met een Lagere stroomwaarde voort te brengen. De buitensporig kleine diameter die voor zo een smeltbaar element is vereist, is echter ónmogelijk te vervaardigen. Zelfs indien een smeltbaar element met zo een uitermate kleine diameter daarvan kan worden vervaardigd, zou het uitermate moeilijk zijn dit in een smeltveiLigheid te monteren.

In het laatstgenoemde type conventionele chipsmeltveiLigheid is het oppervlak van de draden bedekt met een transparant hars dat op een

Lenswijze is gekromd, en dit transparante hars berooft de draden van Joule-warmte. Dit maakt de smeltprestaties daarvan onstabiel. Bovendien wordt, aangezien er slechts is voorzien in een tweetal hulpelektroden, net zoals in het geval van de eerstgenoemde chipsmeltveiligheid, een overmatig snelle smeltresponsie vertoond, en is het niet mogelijk zo een aanspreektijd te modificeren.

Met het oog op de bovengenoemde problemen, die inherent in de chipsmeltveiligheden volgens de stand van de techniek zijn, is een doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een chipsmeItveiligheid die gemakkelijk kan worden voortgebracht, en die variabele tijd-stroomkarakteris-tieken heeft en stabiel smeltgedrag vertoont.

Dit doel is bereikt door een chipsmeltveiligheid met variabele tijd-stroomkarakteristieken, omvattende een hoofdlichaam dat een wand heeft en een door de wand in het hoofdlichaam bepaalde holte, een tweetal hoofd-aansluitklemmen waarin op een zodanige manier op de wand is voorzien, dat het tweetal hoofdaansluitklemmen door de wand heen dringt, waarbij de hoofdaansluitklemmen tegengesteLd aan elkaar zijn en het tweetal hoofdaan-sluitklemmen eindgedeelten heeft voor elektrische verbinding met een externe schakeling aan de buitenzijde van de wand, een aantal ondergeschikte aansluitklemmen dat zich bevindt in de holte aan elk van beide zijden met betrekking tot een lijn die is gevormd door het richten vanaf de ene van het tweetal hoofdaansluitklemmen naar de andere van het tweetal hoofdaansluitklemmen en een smeltbaar element dat beide eindgedeelten heeft, die respectievelijk zijn bevestigd aan en elektrisch zijn verbonden met het tweetal hoofdaansluitklemmen, waarbij het smeltbare element op een zodanige manier in de holte is verschaft, dat het smeltbare element op een zigzag-wijze is uitgestrekt tussen de ene van het tweetal hoofdaansluitklemmen via een deel of alle van het aantal ondergeschikte aansluitklemmen en de andere van het tweetal hoofdaansluitklemmen en mechanisch is verbonden met het deel of alle van het aantal ondergeschikte aansluitklemmen.

Bovendien kan het smeltbare element een sectie daarvan omvatten of secties die zich uitstrekken tussen de ondergeschikte aansluitklemmen en/of tussen de ondergeschikte aansluitklem en de hoofdaansluitklem, waarvan het smeltpunt, de dikte en/of de soortelijke weerstand gedeeltelijk of geheel verschillend van elkaar zijn.

ALdus kan de feitelijke lengte van het smeltbare element bedui dend groter worden gemaakt dan de afstand tussen de hoofdaansluitklemmen. Bovendien is de lengte van het smeltbare element afhankelijk van het aantal gebruikte ondergeschikte aansluitklemmen bepaald en zijn de tijd-stroom-karakteristieken daarvan ontworpen om afhankelijk van de aldus bepaalde Lengte van het smeltbare element te variëren. Als een resultaat hiervan kunnen de tijd-stroomkarakteristieken van het smeltbare element worden ontworpen in overeenstemming met vereiste schakelingsbeveiligingskarakteris-tieken. Verder is het mogelijk de tijd-stroomkarakteristieken te verbeteren en een kleinere nominale stroomwaarde te verkrijgen door het smeltbare element uit te strekken in de ruimte die binnen het hoofdlichaam is gevormd.

Deze en andere doelen en voordelen zullen duidelijk worden door het lezen van de volgende beschrijving van de uitvinding onder verwijzing naar de begeleidende tekening, waarin figuur 1 een aanzicht is, dat het uiterlijk van een chipsmelt-veiligheid in overeenstemming met de onderhavige uitvinding Laat zien; figuur 2 een aanzicht is, dat het inwendige van een hoofdlichaam laat zien, waarbij een deksel is verwijderd voor goede zichtbaarheid; figuur 3 een bovenaanzicht van de chipsmeltveiligheid zonder een in figuur 2 geïllustreerd deksel is; figuur 4 een aanzicht in doorsnede van de chipsmeltvei ligheid zonder in figuur 2 geïllustreerd deksel is; en figuur 5 een aanzicht is, dat een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding Laat zien.

Verwijzend naar de tekening zal de onderhavige uitvinding worden beschreven. Figuur 1 is een aanzicht dat het uiterlijk van een chipsmeltvei Ligheid in overeenstemming met de onderhavige uitvinding Laat zien, die een uitermate klein hoofdlichaam heeft met een breedte van 2,6 mm, een lengte van 5 mm en een hoogte van 2 mm.

Figuur 2 Laat het inwendige van het hoofdlichaam van de chipsmeltvei Ligheid in overeenstemming met de onderhavige uitvinding zien, waarbij een deksel is verwijderd voor goede zichtbaarheid. Figuur 3 en 4 zijn respectievelijk een bovenaanzicht en een aanzicht in doorsnede van de chipsmeltveiligheid zonder een in figuur 2 geïllustreerd deksel. Verwijzend naar figuur 2 tot en met 4 heeft het hoofdlichaam 1 een rechthoekig paral-Lellepipedumdoosvorm en een opening 2 op de bovenzijde van het hoofdlichaam 1, tegengestelde kortere zijwanden 3 en tegengestelde langere zijwanden 4.

Een tweetal hoofdaansluitklemmen 5 is op een zodanige manier op de tegengestelde kortere zijwanden 3 aangebracht, dat de aansluitklemmen 5 door de tegengestelde kortere zijwanden 3 heen dringen, zodat beide eindgedeelten van een smeltbaar element 6 dat is gemaakt van een smeltbare draad respectievelijk aan beide hoofdaansluitklemmen 5, 5 op het binnenoppervlak van de kortere zijwanden 3 zijn bevestigd, terwijl de hoofdaansluitklemmen 5 direkt aan een externe schakeling op de buitenoppervlakken van de kortere zijwanden 3 zijn gesoldeerd.

Een aantal ondergeschikte aansluitklemmen 7 wordt bevestigd aan de binnenoppervlakken van de tegengestelde langere zijwanden 4 van het hoofdlichaam 1 met een rechthoekige paralellepipedumdoosvorm, wanneer het lichaam 1 door een vormproces wordt gevormd. Het aantal ondergeschikte aan-sluitklemmen 7 is met gelijke intervallen aangebracht op het binnenoppervlak van de Langere zijwanden 4. Deze ondergeschikte aansluitklemmen 7 dienen als verbindingsaansluitklemmen wanneer het smeltbare element 6 wordt uitgestrekt tussen het tweetal hoofdaansluitklemmen 5, 5. Aldus wordt het smeltbare element 6 op een zigzagwijze vanaf de ene van het tweetal aansluitklemmen 5 via het aantal ondergeschikte aansluitklemmen 7 uitgestrekt naar de andere van het tweetal aansluitklemmen 5, teneinde te worden bevestigd aan de hoofdaansluitklemmen 5 en het aantal ondergeschikte aansluit-klemmen 7. Nadat het smeltbare element 6 is uitgestrekt tussen de hoofdaansluitklemmen 5 en op deze manier daaraan is bevestigd, wordt een opening 2 van het doosvormige hoofdlichaam 1, dat de bovenzijde daarvan is, hermetisch afgedicht met een deksel 8 en wordt aldus een chipsmeltveiligheid voltooid.

In een geval waarin het smeltbare element 6 op een zigzagwijze tussen de hoofdaansluitklemmen 5 is uitgestrekt door gebruik te maken van de ondergeschikte aansluitklemmen 7 is, ofschoon de afstand tussen de hoofdaansluitklemmen 5 zo kort is, dat ze 5 mm op afstand van elkaar zijn aangebracht, teneinde te voldoen aan het vereiste van miniaturisering van een chipsmeltveiLigheidshoofdlichaam, de feitelijke lengte van het smeltbare element gelijk gemaakt aan of groter dan 20 mm, en is het aldus mogelijk een smeltbaar elementlengte te verkrijgen die 4 of meer keren groter is dan die van een conventionele chipsmeltveiLigheid. Als een resultaat hiervan kan de diameter van de smeltdraad van de onderhavige uitvinding met een factor twee of meer worden vergroot in vergelijking met die van een smeLtdraad die wordt gebruikt in de chipsmeltveiligheid volgens de stand van de techniek en kunnen gelijksoortigerwijze de tijdvertragingskarakte-ristieken van de chipsmeltveiLigheid van de onderhavige uitvinding eveneens met factor twee of meer worden verbeterd in vergelijking met die van de chipsmeltveiligheid volgens de stand van de techniek.

Figuur 5 laat een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zien, waarin ervoor wordt gezorgd dat het smeltbare element 6 de ondergeschikte aansluitklemmen 7 op een andere wijze doorloopt dan welke hierboven is beschreven, waarbij de dikte daarvan bij een tussenliggend gedeelte Langs de lengte daarvan wordt gevarieerd. Met andere woorden is een dik smeltbaar element 6A uitgestrekt tussen de hoofdaansluitklemmen 5A en de ene van de ondergeschikte aansluitklemmen 7A aan de ene van de langere zijwanden 4 van het hoofdlichaam 1 en op de beurt mechanisch verbonden met beide van de aansluitklemmen 5A, 7A, is een dun smeltbaar eLement 6B dan uitgestrekt tussen de ondergeschikte aansluitklemmen 7A en de andere van de ondergeschikte aansluitklemmen 7B aan de andere langere zijwanden 4 van het hoofdlichaam 1, die tegengesteld aan de ondergeschikte aansluit-klemmen 7A is gepositioneerd, en op de beurt mechanisch verbonden met beide aansluitklemmen 7A, 7B en is een smeltbaar element 6C dat even dik als het smeltbare eLement 6A is, dat is uitgestrekt tussen de hoofdaansluitklem 5A en de ondergeschikte aansluitklem 7A, uitgestrekt tussen de ondergeschikte aansluitklem 7B en de andere hoofdaansluitklem 5b en op de beurt mechanisch verbonden met beide aansluitklemmen 7B, 5B. Aldus kan, in het geval waarin een supersnelle responsie als de tijd-stroomkarakteristieken van een chipsmeltvei Ligheid is vereist om een halfgeleiderinrichting te beveiligen met de onderhavige uitvinding, de afstand tussen de ondergeschikte aansluitklemmen worden verkleind tot 0,6 mm, hetgeen uitermate kort is, en kan eveneens de dikte van een daartussen gebruikt smeltbaar element worden gevarieerd, waardoor het mogelijk wordt gemaakt superieure supersnelle werkkarakteristieken te verkrijgen.

Daarenboven is het eveneens mogelijk een chipsmeltveiLigheids— functie als een smeltweerstand met hoge prestaties te maken door gebruik te maken van een draad met hoge weerstand bij een gedeelte Langs de lengte van een smeltbaar element. Verder kan zo een gedeelte langs de lengte van een uitgestrekt smeltbaar eLement worden opgebouwd door een smeltbare draad met een smeltpunt dat verschilt van dat van het overblijvende gedeelte van het smeltbare element in overeenstemming met verscheidene toepassingen.

Met smeltweerstanden volgens de stand van de techniek duurt het 60 tot 90 seconden voordat het smelten wordt bewerkstelligd bij een belasting van tien maal groter dan het nominale vermogen daarvoor, en bij sommige van die smeltweerstanden neemt de temperatuur ten tijde van het smelten toe en wordt deze büitensporig hoog en bereikt deze 200°C, hetgeen een groot probleem veroorzaakt doordat een substraat en andere randonderdelen onder spanning worden geplaatst. Met de smeltweerstanden in overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt daarentegen echter een abnormale stroom binnen een seconde uitgeschakeld, zelfs bij een belasting die vier maal groter is dan het nominale vermogen daarvoor en neemt de temperatuur ten tijde van het smelten weinig toe. Aldus vertoont de onderhavige uitvinding superieur gedrag bij het beveiligen van een schakeling.

Met de chipsmeltveiligheid van de onderhavige uitvinding die zoals hierboven is beschreven, is opgebouwd, kunnen verscheidene typen tijd— stroomkarakteristieken vanaf tijdvertragingskarakteristieken tot supersnelle werkkarakteristieken worden verkregen met een enkele hoofdlichaam-configuratie en kan daaraan eveneens een functie als een smeltweerstand worden toegevoegd. Verder kunnen met de onderhavige uitvinding smeltbare elementen met kleinere nominale stroomwaarden gemakkelijk worden vervaardigd.

De onderhavige uitvinding is gedetailleerd beschreven onder verwijzing naar zekere de voorkeur hebbende uitvoeringsvormen daarvan, maar het zal worden begrepen dat verscheidene modificaties kunnen worden bewerkstelligd binnen de geest en strekking van de uitvinding.

Claims (4)

1. Chipsmeltvei ligheid met variabele tijd-stroomkarakteristieken, omvattende een hoofdlichaam dat een wand heeft en een door de wand in het hoofdlichaam bepaalde holte, een tweetal hoofdaansluitklemmen waarin op een zodanige manier op de wand is voorzien, dat het tweetal hoofdaansluitklem-men door de wand heen dringt, waarbij de hoofdaansluitklemmen tegengesteld aan elkaar zijn en het tweetal hoofdaansluitklemmen eindgedeelten heeft voor elektrische verbinding met een externe schakeling aan de buitenzijde van de wand, een aantal ondergeschikte aansluitklemmen dat zich bevindt in de holte aan elk van beide zijden met betrekking tot een lijn die is gevormd door het richten vanaf de ene van het tweetal hoofdaansluitklemmen naar de andere van het tweetal hoofdaansluitklemmen en een smeltbaar element dat beide eindgedeelten heeft, die respectievelijk zijn bevestigd aan en elektrisch zijn verbonden met het tweetal hoofdaansluitklemmen, waarbij het smeltbare element op een zodanige manier in de holte is verschaft, dat het smeltbare element op een zigzagwijze is uitgestrekt tussen de ene van het tweetal hoofdaansluitklemmen via een deel of alle van het aantal ondergeschikte aansLuitklemmen en de andere van het tweetal hoofdaansluitklemmen en mechanisch is verbonden met het deel of alle van het aantal ondergeschikte aansluitklemmen.

2. Chipsmeltvei ligheid met variabele tijd-stroomkarakteristieken volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het smeltbare element een gedeelte daarvan omvat of gedeelten die zich uitstrekken tussen de ondergeschikte aansluitklemmen en/of tussen de ondergeschikte aansluitklem en de hoofdaan-sluitklem, waarvan het smeltpunt, de dikte en/of de soortelijke weerstand gedeeltelijk of geheel verschillend van elkaar zijn.

3. ChipsmeltveiLigheid met variabele tijd-stroomkarakteristieken, omvattende een hoofdlichaam met een rechthoekige paral Lellepipedumdoosvorm die een opening op de bovenzijde van het hoofdlichaam en zijwanden heeft, een tweetal hoofdaansluitklemmen waarin op een zodanige manier op de tegengestelde kortere zijwanden is voorzien, dat het tweetal aansluitklemmen door de tegengestelde kortere zijwanden dringt, waarbij het tweetal hoofdaansluitklemmen eindgedeelten heeft voor elektrische verbinding met een externe schakeling aan de buitenzijde van de tegengestelde kortere zijwanden, een aantal ondergeschikte aansluitklemmen dat zich bevindt Langs de binnenvlakken van de andere tegengestelde Langere zijwanden, een smeltbaar element dat beide eindgedeelten heeft, die respectievelijk zijn bevestigd aan en elektrisch zijn verbonden met het tweetal hoofdaansluitklemmen, waarbij het smeltbare element op een zigzagwijze is uitgestrekt tussen de ene van het tweetal hoofdaansluitklemmen via een deel of alle van het aantal ondergeschikte aansluitklemmen en de andere van het tweetal hoofdaan-sluitklemmen en mechanisch is verbonden met het deel of alle van het aantal ondergeschikte aansluitklemmen en een deksel dat over de opening van het hoofdlichaam is gelegd, teneinde een hermetisch afgedichte constructie voort te brengen.

4. Chipsmeltveiligheid met variabele tijd-stroomkarakteristieken volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het smeltbare element een sectie daarvan omvat of secties die zijn uitgestrekt tussen de ondergeschikte aan-sluitklemmen en/of tussen de ondergeschikte aansluitklemmen en de hoofdaansluitklemmen, waarvan het smeltpunt, de dikte en/of soortelijke weerstand gedeeltelijk of geheel van elkaar verschillen.