TW202127487A - 繼電器組合及繼電器保護電路 - Google Patents

Abstract

揭露包括用於反接保護的正溫度係數熱敏電阻（PTC）的電性繼電器組合。在一些實施例中，一種繼電器組合包括接納繼電器的繼電器插座、連接至所述繼電器插座的電源以及連接於所述繼電器插座與所述電源之間的正溫度係數熱敏電阻（PTC）。

Description

具反接保護之繼電器組合

本揭露大體而言是有關於一種電性繼電器組合，且更具體而言有關於一種包括用於反接保護的正溫度係數熱敏電阻（positive temperature coefficient thermistor，PTC）的電性繼電器組合。

隨著資訊技術的演進，例如固態繼電器或機械繼電器等繼電器被廣泛用於例如驅動負載、觸發警報、提供開或關時間延遲、隔離設備或驅動其他繼電器執行特定功能。為使繼電器改變狀態，繼電器的線圈被激活或去激活，此通常來自例如電壓損失、過電流、接地故障檢測、按鈕激活或上游手動開關定位等外部事件。

一些繼電器線圈與續流二極體（freewheeling diode）整合來抑制由電感負載引起的尖峰（spike），以避免損壞金屬氧化物半導體場效電晶體（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）/電晶體或與其連接的其他積體電路。此外，一些繼電器是接腳對稱（pin symmetrical）/鏡像對稱的（mirrored）。因此，有可能在錯誤的定向上插入繼電器。在繼電器安裝於印刷電路板（printed circuit board，PCB）上的情形中，繼電器的二極體可能會導致短路，此會損壞繼電器線圈或印刷電路板（PCB）跡線。

因此，需要一種能夠防止因短路而造成的過電流的繼電器組合。

在一種方式中，一種繼電器組合可包括接納繼電器的繼電器插座、連接至所述繼電器插座的電源以及連接於所述繼電器插座與所述電源之間的正溫度係數熱敏電阻（PTC）。

在另一方式中，一種繼電器保護電路可包括用於接納繼電器的接腳的繼電器插座、電性連接至所述繼電器插座的電源以及電性連接於所述繼電器插座與所述電源之間的正溫度係數熱敏電阻（PTC）。

在另一方式中，一種繼電器組合可包括接納繼電器的接腳的繼電器插座、電性連接至所述繼電器插座的電源以及電性連接於所述繼電器插座與所述電源之間的正溫度係數熱敏電阻（PTC）。

現將在下文中參照其中示出方法的實施例的附圖更全面地闡述根據本揭露的繼電器組合及繼電器保護電路。繼電器組合及繼電器保護電路可實施為諸多不同的形式，且不應被解釋為僅限於本文中所陳述的實施例。而是，提供該些實施例是為了使本揭露將徹底及完整，且將向熟習此項技術者全面地傳達系統及方法的範圍。

轉至圖1A至圖1B，將闡述根據本揭露實施例的繼電器組合（在下文中稱為「組合」）100。如圖所示，組合100可包括用於接納繼電器105的接腳104的繼電器插座102。在示例性實施例中，繼電器105的接腳104沿著延伸穿過繼電器105的軸線對稱或鏡像對稱。

組合100可更包括設置於殼體109內的組件柵格108，組件柵格108包括界定繼電器插座102的多個開口112。如圖1B中所示，所述組合可更包括位於組件柵格108下方的電路板（例如印刷電路板110）。印刷電路板110可包括藉由網版印刷及/或化學蝕刻製程形成的多個導電跡線（未示出）。在一些實施例中，印刷電路板110可由環氧樹脂或聚醯亞胺樹脂製成。樹脂可用編織玻璃布或其他基質（例如短纖（chopped fiber））來強化。由此種材料形成的PCB通常被稱為FR-4或G-10型電路板。作為另一選擇，PCB可由陶瓷或剛性聚合物構造成。此可接受PCB材料列表並非詳盡的，且亦可成功使用其他材料。用於形成印刷電路板的材料及製造技術是熟習此項技術者眾所習知的。

繼電器105的接腳104可例如藉由印刷電路板110中的接腳開口113電性耦合至導電跡線。在各種實施例中，繼電器105可為可安裝於電路板上的電控機械（機電）繼電器，或者包括金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）的固態繼電器裝置。基於組合100的電性應用，繼電器105可為例如常開（normally open）、常閉（normally closed）等任何不同的繼電器類型。

現轉至圖2A至圖2B，將闡述組合100的繼電器保護電路（在下文中稱為「電路」）150。如圖所示，電路150可包括電性連接至繼電器插座102的電源152以及電性連接於繼電器插座102與電源152（例如，電池）之間的正溫度係數熱敏電阻155。在一些實施例中，正溫度係數熱敏電阻155是可複位的（resettable），以防止因短路而造成的過電流。在一些實施例中，所述PTC是聚合物PTC。如圖所示，正溫度係數熱敏電阻155可連接至電源152的正側。

儘管是非限制性的，然而正溫度係數熱敏電阻155的PTC材料可由包含聚合物及導電填料的正溫度係數導電組成物製成。PTC材料的聚合物可為選自由聚乙烯、聚丙烯、聚辛烯、聚偏二氯乙烯及其混合物組成的群組的結晶聚合物。導電填料可分散於所述聚合物中，且選自由碳黑、金屬粉末、導電陶瓷粉末及其混合物組成的群組。此外，為提高PTC材料的靈敏度及物理性質，PTC導電組成物亦可包含例如光引發劑、交聯劑、偶聯劑、分散劑、穩定劑、抗氧化劑及/或非導電抗電弧填料等添加劑。

在操作中，繼電器105可藉由插座102連接至電路150。圖2A展示繼電器105的恰當定向。舉例而言，繼電器105的線圈應被饋送自電源152至端子/接腳86的電壓（例如，+12伏），且藉由端子/接腳85接地。由於繼電器105包括二極體160（例如，積體續流二極體），因此若不是存在正溫度係數熱敏電阻155，接腳104在繼電器插座102內的放置便將是關鍵的。舉例而言，圖2B展示繼電器105的不恰當定向。如圖所示，端子/接腳85及86已與二極體160的方向一起反轉（即，旋轉180°）。有利的是，在繼電器定向處於不恰當定向的同時，正溫度係數熱敏電阻155防止因短路而造成的過電流。

總之，在繼電器被不正確地插入的情形中，本文中的實施例有利地防止對繼電器及/或連接至印刷電路板的組件的損壞。本文中的實施例有利地增加了功能性與安全性二者。

如本文中所使用，以單數形式敘述且跟在詞語「一（a或an）」後面的元件或步驟被理解為不排除多個元件或步驟，除非明確敘述了此種排除。此外，本揭露所提及的「一個實施例」不旨在被解釋為排除亦併入有所敘述特徵的額外實施例的存在。

本文中所使用的「包括（including、comprising）」或「具有（having）」及其變型意在囊括其後列出的項目及其等效物以及額外項目。因此，用語「包括」或「具有」及其變型是開放式表達，且在本文中可互換使用。

本文中所使用的片語「至少一者」、「一或多者」及「及/或」是開放式表達，且在操作中是合取及析取的。舉例而言，表達「A、B及C中的至少一者」、「A、B或C中的至少一者」、「A、B及C中的一或多者」、「A、B或C中的一或多者」及「A、B及/或C」意指A單獨地、B單獨地、C單獨地、A與B一起、A與C一起、B與C一起、或A、B及C一起。

所有方向參考（例如，近側、遠側、上部、下部、向上、向下、左、右、橫向、縱向、前、後、頂部、底部、上方、下方、垂直、水平、徑向、軸向、順時針及逆時針）僅用於辨識目的，以幫助讀者理解本揭露。方向參考不產生限制，特別是關於本揭露的位置、定向或使用。除非另有指示，否則連接參考（例如，附裝、耦合、連接及接合）應被廣義地解釋，且可包括元件集合之間的中間構件及元件之間的相對移動。因此，連接參考未必推斷出兩個元件是直接連接的且彼此呈固定關係。

此外，辨識參考（例如，初級、次級、第一、第二、第三、第四等）並不旨在暗含重要性或優先級，而是用於區分一個特徵與另一特徵。圖式是出於例示的目的，且本文附圖中反映的尺寸、位置、次序及相對大小可變化。

此外，用語「實質」或「大約」以及用語「近似」或「大約」在一些實施例中可互換使用，且可使用此項技術中具有通常知識者可接受的任何相對度量來進行闡述。舉例而言，該些用語可用作與參考參數的比較，以指示能夠提供預期功能的偏差。儘管是非限制性的，與參考參數的偏差可為例如小於1%、小於3%、小於5%、小於10%、小於15%、小於20%等等的量。

儘管本文中已闡述了本揭露的某些實施例，然而本揭露並非僅限於此，此乃因本揭露的範圍與此項技術將容許的一樣廣泛，並且說明書可同樣進行解讀。因此，以上說明不應被解釋為限制性的。而是，以上說明僅為特定實施例的示例。熟習此項技術者將在所附申請專利範圍的範圍及精神內設想出其他修改。

30、85、86、87:端子/接腳 100:組合/繼電器組合 102:插座/繼電器插座 104:接腳 105:繼電器 108:組件柵格 109:殼體 110:印刷電路板 112:開口 113:接腳開口 150:電路/繼電器保護電路 152:電源 155:正溫度係數熱敏電阻 160:二極體

附圖示出目前為所揭露實施例的示例性方式的原理的實際應用而構思的所揭露實施例的示例性方式，且在附圖中： 圖1A繪示根據本揭露實施例的繼電器組合的立體圖。 圖1B繪示根據本揭露實施例的圖1A所示繼電器組合的繼電器的立體圖。 圖2A是根據本揭露實施例的圖1A及圖1B所示繼電器組合的部分的電路圖。 圖2B是根據本揭露實施例的圖1A及圖1B所示繼電器組合的部分的電路圖。 圖式未必按比例繪製。圖式僅僅是代表圖，並不旨在描繪本揭露的具體參數。圖式旨在繪示本揭露的示例性實施例，且因此不應被認為對範圍進行限制。在圖式中，相同的編號代表相同的元件。 此外，為使例示清晰起見，一些圖中的某些元件可被省略或者不按比例示出。為使例示清晰起見，剖視圖可呈「切片」或「近視」剖視圖的形式，從而省略了在「真實」剖視圖中原本可見的某些背景線。此外，為清晰起見，可在某些圖式中省略一些參考編號。

100:組合/繼電器組合

102:插座/繼電器插座

104:接腳

105:繼電器

108:組件柵格

109:殼體

112:開口

Claims (20)

1. 一種繼電器組合，包括： 繼電器插座，接納繼電器； 電源，連接至所述繼電器插座；以及 正溫度係數熱敏電阻，連接於所述繼電器插座與所述電源之間。
2. 如請求項1所述的繼電器組合，所述繼電器藉由多個接腳連接至所述繼電器插座。
3. 如請求項2所述的繼電器組合，其中所述多個接腳沿著延伸穿過所述繼電器的軸線對稱。
4. 如請求項1所述的繼電器組合，其中所述正溫度係數熱敏電阻是可複位的。
5. 如請求項1所述的繼電器組合，其中所述正溫度係數熱敏電阻是聚合物正溫度係數熱敏電阻。
6. 如請求項1所述的繼電器組合，其中所述電源是電池，且其中所述正溫度係數熱敏電阻連接至所述電池的正側。
7. 如請求項1所述的繼電器組合，更包括組件柵格，其中所述繼電器插座包括穿過所述組件柵格的多個開口。
8. 如請求項1所述的繼電器組合，其中所述繼電器包括積體二極體。
9. 一種繼電器保護電路，包括： 繼電器插座，用於接納繼電器的接腳； 電源，電性連接至所述繼電器插座；以及 正溫度係數熱敏電阻，電性連接於所述繼電器插座與所述電源之間。
10. 如請求項9所述的繼電器保護電路，其中所述正溫度係數熱敏電阻是可複位的。
11. 如請求項9所述的繼電器保護電路，其中所述正溫度係數熱敏電阻是聚合物正溫度係數熱敏電阻。
12. 如請求項9所述的繼電器保護電路，其中所述電源是電池，且其中所述正溫度係數熱敏電阻連接至所述電池的正側。
13. 一種繼電器組合，包括： 繼電器插座，接收繼電器的接腳； 電源，電性連接至所述繼電器插座；以及 正溫度係數熱敏電阻，電性連接於所述繼電器插座與所述電源之間。
14. 如請求項13所述的繼電器組合，其中所述接腳沿著延伸穿過所述繼電器的軸線對稱。
15. 如請求項13所述的繼電器組合，其中所述正溫度係數熱敏電阻是可複位的。
16. 如請求項13所述的繼電器組合，其中所述正溫度係數熱敏電阻是聚合物正溫度係數熱敏電阻。
17. 如請求項13所述的繼電器組合，其中所述電源是電池，且其中所述正溫度係數熱敏電阻連接至所述電池的正側。
18. 如請求項13所述的繼電器組合，更包括設置於印刷電路板之上的組件柵格，其中所述繼電器插座包括穿過所述組件柵格的多個開口，且其中所述印刷電路板包括用於接納所述接腳的多個接腳開口。
19. 如請求項13所述的繼電器組合，其中所述繼電器包括積體二極體。
20. 如請求項19所述的繼電器組合，其中所述積體二極體是續流二極體。

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