TWI448031B - 具有與金屬氧化物變阻器過壓元件熱耦合的高分子正溫係數過流元件之電路保護裝置及包含該電路保護裝置之電路 - Google Patents

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Description

具有與金屬氧化物變阻器過壓元件熱耦合的高分子正溫係數過流元件之電路保護裝置及包含該電路保護裝置之電路
本發明係關於一複合之電路保護裝置，其用以防止過電壓/過電流暫態情況，並包含一平的金屬氧化物變阻器(MOV)，其關鍵地(critically)熱耦合至一平的聚合物正溫度係數(PPTC)過電流元件，使該MOV在受到永久性損害前，該MOV元件中產生之熱得以有效轉移，使該PPTC元件跳脫(trip)，並使該PPTC元件不致受到永久性損害。
已知在此技術中提供複合之電路保護裝置，其包含具熱耦合關係之過電壓保護元件與過電流保護元件。在已提供此等元件間之熱耦合之情況中，設計考量係使得自熱產生元件至熱觸發元件之熱轉移最大。一種已知之過電壓保護元件實例為金屬氧化物變阻器或”MOV”。一種已知之過電流保護裝置實例為熱阻器(thermistor)。例如在美國專利第5,379,176及5,379,022號中描述之複合裝置，採用串聯連接之熱阻器與並聯連接之MOV，其中以塊體(bulk)材料(例如以鈦酸鋇作為熱阻器)形成為固體圓柱條(slug)之熱阻器與變阻器，係由片狀金屬間隔物以端對端方式連接，形成複合之電路保護裝置，”用於最佳化熱轉移”，以保護測量裝置例如數位萬用電錶，使之免於遭受超出範圍之過電壓脈衝及超出範圍之過電流情況。
另一複合之熱阻器－變阻器保護裝置實例見於美國專利第6,282,074號。其中在圖3與圖4闡釋之熔絲裝置包含環繞內圓柱狀PPTC元件並與之直接接觸之MOV圓柱狀元件。
MOV係電壓相依、非線性電元件，一般主要係由氧化鋅及少量其他金屬與氧化物組成。組成MOV之混合材料係藉由燒結運作中施以高壓與高溫而形成，並藉以塑形為最終實體形式，例如具有錯合氧化鋅細晶粒結構之薄碟。MOV之主面具有傳導性金屬(例如銅或銀－玻璃)結構或沉積，俾向其製作端子(terminal)引線(lead)或其他連接。所欲之MOV之I－V電性與背對背連接之齊納(Zener)二極體之累增崩潰特性類似。由於各MOV實際上包含在氧化鋅晶粒邊界處之多重半導體接面，故MOV對過電壓情況之響應極其快速，將電壓箝位至一額定(nominal)位準，同時可能產生大體上跨越整個碟面之大量熱量。因此，期望以有效方式將此散佈之熱量轉移至較慢速反應之過電流保護元件，極佳為聚合物正溫度係數(PPTC)電阻器元件形式，藉以使得PPTC電阻器加速跳脫至其極高電阻狀態。
獨立型聚合物PTC裝置係眾所週知。特別有用之裝置包含由PTC傳導性聚合物組成之PTC元件，亦即一包含有機聚合物且其中散佈或分散有微粒之傳導性填料(例如碳黑(carbon black)或金屬或傳導性金屬化合物)之組成物。此類裝置在此稱之為聚合物PTC或PPTC電阻器、PPTC裝置及/或PPTC元件。適用之傳導性聚合物組合物與結構性成分及其製造方法，揭示於例如美國專利號4,237,441(van Konyeneburg等人)、4,545,926(Fouts等人)、4,724,417(Au等人)、4,774,024(Deep等人)、4,935,156(van Konynenburg等人)、5,049,850(Evan等人)、5,250,228(Baigrie等人)、5,378,407(Chandler等人)、5,451,919(Chu等人)、5,747,147(Wartenberg等人)及6,130,597(Toth等人)，茲將其中所揭併入本文供參考。
此處所採用之術語”PTC”係用以表達R1 4 值為至少2.5及/或R1 0 0 值為至少10之物質組合物，且較佳該組合物之R3 0 值為至少6，其中R1 4 係在14℃範圍之末端與起始處之電阻率之比；R1 0 0 係在100℃範圍之末端與起始處之電阻率之比；及R3 0 係在30℃範圍之末端與起始處之電阻率之比。一般而言，本發明之裝置中所採用之組合物之電阻率增加程度較該等最低值高得多。
聚合物PTC電阻裝置用途眾多，尤其適用於電路保護應用，其功能在於做為遠端可重置裝置，以協助保護電部件使之不致因過量電流及/或過高溫度而受損。可以此方式保護之部件包含馬達、電池、電池充電器、擴音機、在汽車、電信設備與電路中之線束(wiring harness)、以及其他電氣與電子部件、電路及裝置。近年來採用此方式使用PPTC電阻元件、部件及裝置者快速成長，並持續增加中。
已知提供PPTC電阻器裝置或元件，使其與電子部件例如齊納二極體、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)及更複雜之積體電路做保護性電連接及熱接觸，而構成電壓/電流調節器，如共同受讓之美國專利第6,518,731號(Thomas等人)之教導與揭示所例示者，茲將其所揭併入本文供參考。此外，見於例如美國專利第3,708,720號(Whitney等人)及美國專利第6,700,766號(Sato)。亦注意共同受讓之美國專利第4,780,598號(Fahey等人)，其中描述PPTC元件係藉由熱傳導性電絕緣體材料而熱耦合至其他電路元件，例如電壓相依(dependent)之電阻器。
當足量電流通過PPTC裝置時，其抵達一關鍵或跳脫值，此時幾乎總是在裝置之一極小比例體積中發生極大比例之增熱(及壓降)。此小比例部分在此稱之為”熱線”或”熱區”，見於例如美國專利第4,317,027號(Middleman等人)。一般已知增加PPTC層厚度將增加裝置之抗高壓保護能力，但吾人發現到，僅利用既有裝置幾何形狀來調整PPTC層厚度，無法滿足高壓電路保護裝置需求。因此為了達成電路保護裝置改良，乃欲以一有效方式合併PPTC電阻器元件之過電流保護特性與MOV之過電壓保護特性，得以於單一複合裝置中協同實現兩保護元件之所有優點。
亦知有其他PTC材料，例如摻雜之陶瓷，例如鈦酸鋇，但在電力保護應用中，一般並未如PTC傳導性聚合物材料般有用，此特別肇因於陶瓷具有較高之非運作、靜態(quiescent)電阻率，且具有居禮(Curie)轉換溫度位準，其高於與跳脫至PPTC電阻器之高電阻狀態相關之轉換溫度。
在電信領域中，通信對(pair)之尖端(tip)及環狀線(ring wire)可能偶然感應或直接接觸高電壓電位源，例如雷擊或交流(AC)電力感應或接觸。電信保護裝置須可承受高壓以及在此情況下造成之高電流。迄今已於高壓電氣應用中採用引線式PPTC裝置，尤其是電信領域。傳統引線置裝置使得來自電路板之電流繞經引線至金屬箔電極。該等引線係充作至PPTC裝置金屬箔電極之端子與互連接。因先前之引線式PPTC裝置係對稱的，故在通過與相對面之金屬箔電極垂直之PTC複合材料方向中發生電氣傳導。因此熱區(及最高電位差區)可說是係形成為與PPTC電阻器之金屬箔等距且與其平行之薄平區。
雖然上述美國專利第6,282,074號之教導中闡釋PPTC圓柱層直接接觸在閂狀熔絲結構內之MOV圓柱層，但吾人發現將自MOV元件PPTC元件之熱轉移極佳化或最大化並無法獲致令人滿意的結果，諸如置放一平的PTC疊層裝置，使之與MOV裝置之相對平坦表面直接接觸，而無複合裝置故障之高度可能性。吾人將此故障可能性直接歸因於PPTC元件之主箔電極與MOV之主面直接接觸時，MOV內產生之熱量導致PPTC電阻器熱區移向主箔電極，直接導致PPTC元件電壓崩潰及後續故障。
相反地，若PPTC元件與MOV元件間之熱耦合不良或根本上不存在熱耦合，則可能因過電壓情況及PPTC元件無法於充分時間內昇溫並跳脫，以保護MOV使之免於遭受永久性損害，致使MOV元件因過量電流而失效。
我們已發現，可藉由於PPTC元件與MOV元件間，直接插入熱質體(thermal mass)材料，例如金屬間隔物及/或銲錫(不論是單體或與傳導性或非傳導性黏著材料組合)或其他中間物，而控制平的PPTC元件與平的MOV元件間之熱耦合，以此方式致使於遠離面對MOV之平的主箔電極之相同處，形成PPTC電阻器熱區，藉以關鍵地調整自MOV至PPTC電阻器之熱轉移。
因此，本發明之一概略目的係為提供一關鍵性的(critical)熱質體，用以調節來自MOV元件之熱之轉移，以跳脫複合之電路保護裝置之PPTC元件，使得MOV元件中產生之熱得以有效轉移，俾於MOV元件受到永久性損壞前跳脫PPTC元件，且免於導致對PPTC元件之永久性損害。
本發明之另一目的係為以一有效方式耦合PPTC元件之過電流保護特性與MOV元件之過電壓保護特性，俾於單一複合之電路保護裝置中協同實現兩種保護元件之所有優點，該電路保護裝置包含熱質體材料，用以隔離PPTC元件與MOV元件並調節自MOV元件至PPTC元件之熱轉移。
本發明之一進一步目的在於提供包含熱質體材料之複合之電路保護裝置，該熱質體材料係用以電及熱耦合PPTC電阻器之主面與面對該主面之MOV元件的主面，以此方式克服先前技術之限制與缺點。
依本發明之原理，複合之電路保護裝置包含具有第一與第二平的主面之一PPTC電阻元件，在該第一平的主面處形成且與第一平的主面緊密電接觸之一第一電極，及在該第二平的主面處形成且與第二平的主面緊密電接觸之一第二電極；具有第三與第四平的主電極面之一MOV元件；具預定厚度與形狀之一熱質體材料，其形成且佔據隔離PPTC與MOV元件之空間，及形成用以連接該第二電極與該第三主電極面之一接頭元件；在該第一電極處之一裝置第一端子連接件；以及在該第四主電極面處之一裝置第二端子連接件。
在一態樣中，本發明包括二端式(two－terminal)裝置，其中在另一態樣中，本發明包括三端式(three－terminal)裝置，其中於接頭元件處設置第三端子。
在一相關態樣中，熱質體材料係亦形成接頭元件之金屬板或銲錫材料或接頭引線。或者，間隔物元件可環繞傳導性或非傳導性環氧樹脂間隔物材料或與之配合。熱質體材料厚度極佳在0.28 mm(0.011 inch)至2.8 mm(0.11 inch)之範圍。
考量所呈現之較佳實施例之詳細描述，並參閱所附圖式即可充分了解與領略本發明之這些及其他目的、優點、態樣及特徵。
依本發明之原理，圖1之示意電路圖顯示二端式電路保護裝置10。複合裝置10包含平的PPTC電阻器元件12與平的MOV元件14。依本發明之原理，PPTC元件12與MOV元件14電串聯且亦經中間之熱質體13熱耦合。二端式複合裝置10具有第一裝置接頭引線或墊16，及第二裝置接頭引線或墊18。複合裝置10之目的在於做為並聯保護電路，其具有連接至電源導體之引線16及連接至回流或接地導體之引線18。典型二端式裝置10係用於工業應用，例如馬達、電插座(outlet)電源線(power strap)或控制系統之突波(surge)保護，以確保符合各種工業及法規標準如Underwriter Laboratories Standard第UL 1449號所要求之過電流/過電壓條件。
一複合之三端式電路保護裝置11示如圖2之示意電路圖，並包含連接至電源如電信局端(central office)設備之電池電源13之電源輸入引線16、用於連接PPTC元件及MOV元件之共同電節點至電負載15例如電信電路或設備之輸入端之電源輸出引線17、及連接至電源13及電負載15回流線兩者之回流引線18。除此之外，裝置11基本上與圖1裝置10相同。圖2亦包含過電壓/過電流之來源19，例如來自閃電、AC感應或短路之交流電，且包含間歇性(intermittency)來源，由正常開路之開關21示之。在正常情況下，保護裝置11係靜態且電導通至電源13與電負載15，PPTC元件12於引線16與17間呈現極低串聯電阻，MOV元件14於引線17與18間則呈現極高並聯電阻。但當來源19/開關21導致過電壓/過電流情況時，MOV元件14會以極快速動作，限制抵達電負載15之電壓至一額定最高電壓位準。在限制電壓上，MOV元件14產生相當高的熱量，以受控方式將熱量經熱質體13轉移至PPTC元件12，以於MOV元件受損前，使PPTC元件12加速跳脫至一高阻抗狀態，且使得PPTC元件不致因為短期內接收過多熱量而受損。三端式裝置11極適於電信應用中之合併過電流與過電壓保護，可符合標準如UL 60950、TIA－968－A、ITU－T K.20/K.21及類似標準，或符合工業應用，其中可於第三接頭引線17感應一跳脫指示器特徵，並用以控制指示器或警報器(alarm)。熟黯此藝者將易於了解，圖1之並聯電路保護裝置10可取代圖2之三端式串並式(series－shunt)電路保護裝置11，端視特定電路應用而定。
參圖3結構圖，以複合之電路保護裝置60闡釋在無保護性熱質體13情況下，因與MOV元件14直接熱接觸之PPTC元件12之安置所導致之問題。在圖3示例性裝置60中顯示在習知PPTC結構配置中，平的PPTC元件12包含提供用於連接引線16之連接區之頂箔層22、底箔層24，及一夾於頂層22與底層24間之PPTC材料層26。底箔層24直接固定於例如玻璃－銀之凸起的平台(plateau)連接區32，其係藉由在陶瓷MOV 14之主面34上印刷及加熱形成。(一類似之平台區36位於MOV 14之相對主面38，且提供用於連接引線18之連接區)。在額定運作條件下，以虛線28標示之熱區存在於與箔層22及24等距之PPTC材料層26中。但當過電壓情況跨越裝置之端子16與18出現時，MOV 14以其膝狀電壓特性導通並開始吸收大量電能，將所吸收之電能轉換為熱。此熱直接轉移至PPTC元件12並導致熱區移向MOV元件14，如虛線28A(在線28下方)所示。由於熱區現接近下方箔24，故PPTC元件之電壓崩潰降低，導致PPTC元件12可能受到永久性損害。在此實例中，熱區偏向箔電極24，如虛線28A所示，使PPTC聚合物層26中形成電弧(arcing)並產生碳化之傳導性材料之電弧軌跡(arc track)，造成PPTC元件12與複合裝置60之永久性損害。圖3因而闡釋為何自MOV元件14至PPTC元件12之最佳或最大熱轉移，未形成令人滿意之採用一或多個PPTC電阻器元件的複合之電路保護裝置。
反之，若PPTC元件12對MOV元件14之熱耦合不足，則在PPTC元件12跳脫前，MOV元件14會因過電流導致之內部加熱而易於過熱且故障，造成MOV元件14之永久性損害，且複合之二端式圖1保護裝置10或複合之三端式圖2保護裝置11亦隨之故障。
在製作本發明時，吾人發現須相關於MOV元件響應於高壓暫態情況之特徵的溫度對時間曲線，來調節或控制至平的PPTC元件之熱轉移。吾人已進一步發現藉由在平的PPTC元件12與平的MOV元件14間之空間中提供熱質體13，該熱質體13包含熱轉移材料，可調節及控制自MOV元件14至PPTC元件12之熱轉移，其調節與控制方式致使適度熱量得以轉移至PPTC元件而不使PPTC元件熱區過度變形，且不造成MOV元件之永久性損害，使得複合裝置10或11在通過工業電路保護標準上表現極佳，尤以高壓電信領域為最。
熱質體厚度係視所採用之材料類型、熱質體材料之熱傳導率及裝置組態而定。厚度係為容納不均勻性及相異形狀例如漸細(tapered)形狀之平均厚度。一般熱質體厚度為0.013至6.35 mm(0.0005至0.25 in)，較佳為0.025至5.1 mm(0.001至0.2 in)，特別是0.25至5.1 mm(0.01至0.2 in)，尤其是0.25至1.3 mm(0.01至0.05 in)。當MOV平均厚度為9.5至10.1 mm(0.37至0.40 in)時，即已製備完成可用裝置，但亦可採用其他MOV厚度。
在圖4、5、5A、6與7A、7B、7C及7D中，基本上與圖3無異之元件具有與圖3相同參考號碼。圖4闡釋裝置40，其中熱質體包含用以隔離PPTC元件12與MOV元件14之金屬間隔物42。
圖5闡釋裝置44，其中熱質體l3包含接頭引線17之平坦鞍部17A及環繞平坦鞍部17A之銲錫填料46。圖5A闡釋裝置44A，其中接頭引線17已具有一藉由壓鑄(coining)或衝壓(stamping)而些微漸細化之端部17B，使得PPTC元件12以些微角度相對於MOV元件14而安置。圖5A闡釋兩元件12與14無需如圖5實例般完全共面。在圖5與5A之實例中，熟諳此藝者將了解，形成間隔物之接線端可予以平坦化或可形成另一適於製成所欲間隔物之形狀，諸如鋸齒(zig－zag)狀、鉤(hook)狀、迴圈(loop)狀或其他適合形狀，利用或不利用壓鑄或平坦化皆可。
圖6闡釋裝置48，其中藉由黏著塊(blob)或點(dot)50之置放及熱固化，使得PPTC元件12與MOV元件14隔離。中央間隔物材料50可為熱及/或電傳導性或非傳導性。銲錫環52環繞中央間隔物點50並包含熱質體13，其提供PPTC元件12與MOV元件14之相對主面間之受控熱耦合及電連接。
本發明之二端式與三端式複合之電路保護裝置可具接頭引線與保護性塗佈，或用於直接表面安裝，如熟諳此藝者易於了解與領略者。
將包含裝置40、44、44A、48之一系列複合之保護裝置予以組合。部分但非所有裝置係大體上依本發明之原理，且包含PPTC薄片12、熱質體13與MOV碟14。例如藉由結合尺寸約為5.5 mm x 5.5 mm x 2.2 mm之PPTC元件12、厚度約0.29 mm(00115 inch)之金屬間隔物元件42及碟直徑為10 mm且厚度為1.3 mm之具引線的MOV碟元件14而組合裝置40。所採用之PPTC元件12之額定值為最高運作電壓60伏特、最高跳脫電壓250伏特及最高跳脫電流3安培。所採用之MOV元件14之額定值為270伏特DC(最高175VAC)、最高箝位電壓455VDC、突波電流(8x20μs)1750安培，且瓦特額定值為0.25瓦特。包含裝置40在內之該等裝置接著歷經包含600伏特/5安培/5秒測試之測試，其係在UL60950電信標準中涵蓋之測試電流範圍內。依本發明原理之裝置通過此測試而無永久性受損，然經最佳化熱轉移之裝置(圖3)或者無熱耦合之裝置則無法通過此測試。下表列出對於依圖3、4、5、5A及6以及依無熱耦合之裝置實例之測試結果。
一種採用本發明原理之實際裝置示如圖7A、7B、7C及7D。於其中，複合之三端式電路保護裝置70特別適用於供電信領域。裝置70包含PPTC元件12與MOV元件14。於PPTC元件12與MOV元件14間形成間隔物。雖然該間隔物可為依圖4或6之教導者，間隔物極佳係為依圖5A之教導之微漸細狀連接引線。鍍錫之線規(gauge)# 24銅線形成之端子引線16、17與18，使複合裝置得以連接而保護電信設備。MOV元件14極佳係薄陶瓷碟，其包含外徑約10 mm(0.39 inch)且厚度約1.3 mm之氧化鋅。PPTC元件12一般係正方形或微漸細狀盒形(例如5.5 mm x 5.5 mm x 2.2 mm)，典型係由PPTC與箔電極層之疊合片(sandwich sheet)衝壓而成，其側面尺寸在MOV碟之直徑範圍內。複合裝置70厚度約6 mm(0.24 inch)。例如介於引線16與17間之PPTC元件12之額定運作電壓係60VDC、故障電壓係250VAC RMS，且中斷或跳脫電流係3A RMS。介於端子引線17與18間之MOV元件14之AC電壓額定值為例如175V RMS。端子引線17具有一末端17B，其已被平坦化或壓鑄成一般具微漸細形體之預定極佳厚度，並形成用以提供PPTC元件12與MOV元件14間極佳間隔之初使間隔物。
在組合裝置70期間，PPTC元件12與MOV元件14所設置之接頭引線16與18，係藉由例如紙帶(paper tape)而共同連接於末端，從而藉由微彈簧偏向力將兩元件固持在一起。接著將接頭17之漸細鞍形端17B插入PPTC元件12與MOV元件14間以形成間隔物。接著於複合裝置70塗佈助銲劑(flux)並置於銲錫槽(solder bath)中，使得銲錫46流入PPTC元件12與MOV裝置間未為連接引線17之平坦間隔物部分17B所佔據之空間中，如圖7B之X射線側視圖中所示。平坦間隔物部分17B與銲錫區46之組合提供兩保護元件12與14間之關鍵控制之熱傳導率，並提供其間之電連接，藉以克服圖3實例50所示之缺點及先前討論之無效熱耦合缺點。在最終組合及測試後，複合之保護裝置70可如一般獨立式PPTC裝置與MOV裝置般，被施以保護性塑膠或樹脂之塗佈。此外，引線16、17與18可形成為例如圖7B與7D所示之線性(in－line)陣列，並與製造過程中採用之紙帶隔離。
依本發明之裝置通過了600伏特/5安培/5秒之測試。但此類裝置適用於不同電壓與電流條件範圍，例如250至600伏特及0.5至40A，端視特定電路條件而定。
基於前述之本發明的較佳實施例，吾人會了解已完全達成本發明之目的，且熟諳此藝者會了解，在不背離本發明之精神與範疇下，本發明結構上之諸多變化及廣泛之各種實施例自不待言。因此，此處之揭示與描述僅供闡釋之用，並無任何限制之意。
10．．．二端式電路保護裝置
11．．．三端式電路保護裝置
12．．．平的PPTC電阻器元件
13．．．熱質體
14．．．平的MOV元件
15．．．電負載
16．．．第一裝置連接器引線或墊
17．．．第三連接器引線
17A．．．末端
18．．．第二裝置連接器引線或墊
19．．．電源
21．．．開關
22．．．頂箔層
24．．．底箔層
26．．．PPTC材料層
28．．．虛線
28A．．．虛線
32．．．平台連接區
34．．．主面
36．．．平台區
38．．．相對主面
40．．．裝置
42．．．裝置
44．．．裝置
44A．．．裝置
46．．．銲錫填料
50．．．中央間隔物材料
52．．．銲錫環
60．．．複合裝置
70．．．裝置
圖1係依本發明原理之複合之二端式電路保護裝置之示意電路圖，其中包含電與熱耦合至平的MOV元件之平的PPTC電阻器元件；圖2係依本發明原理之複合之三端式電路保護裝置之示意電路圖，其中包含電與熱耦合至平的MOV元件之平的PPTC電阻器元件，該保護裝置連接至電路配置並於其內運作，遭受過電壓/過電流源頭及事件；圖3係側面正視之放大概念圖，其中顯示平的PPTC元件與MOV元件之主面直接熱接觸，用以圖示PPTC元件熱區朝向MOV元件之位移及可能因而造成PPTC元件之永久性損害；圖4係側面正視及垂直剖面之放大結構圖，其中顯示依本發明原理之在平的PPTC元件與MOV元件之主面間之金屬熱質體材料(間隔物元件)；圖5係側面正視及垂直剖面之放大結構圖，其中顯示依本發明原理之在介於平的PPTC元件與MOV元件之主面間之平坦連接引線與銲錫填料；圖5A係側面正視及垂直剖面之放大結構圖，其中顯示依本發明原理之與圖5所示類似之複合裝置，其中連接引線已被平坦化為漸細形狀；圖6係側面正視及垂直剖面之放大結構圖，其中顯示依本發明原理之於平的PPTC元件與MOV元件之主面間形成間隙之非傳導性間隔物，該間隙周邊區域為傳導性材料所填充；以及圖7A、7B、7C及7D係本發明之實際實施例之放大底面、側面、頂面與邊緣之結構圖。
10．．．二端式電路保護裝置
11．．．三端式電路保護裝置
12．．．平的PPTC電阻器元件
13．．．熱質體
14．．．平的MOV元件
15．．．電負載
16．．．第一裝置連接器引線或墊
17．．．第三連接器引線
18．．．第二裝置連接器引線或墊

Claims (10)

  1. 一種複合之電路保護裝置，其包含：具有第一與第二平的主面之一聚合物正溫度係數(PPTC)元件，在該第一平的主面處形成且與第一平的主面緊密電接觸之一第一電極片，及在該第二平的主面處形成且與第二平的主面緊密電接觸之一第二電極片；具有第三與第四平的主電極面之一金屬氧化物變阻器(MOV)元件；具預定厚度與形狀之一熱質體(thermal mass)材料，其中該熱質體材料係提供於該PPTC元件與該MOV元件之間且面向第二與第三平的主面，用以控制自MOV元件至PPTC元件之熱轉移，使得在該MOV元件達到一故障溫度前，該PPTC元件跳脫(trip)至一高電阻狀態，並用以電連接該第二電極片與該第三主電極面；在該第一電極片處之一裝置第一端子連接件；及在該第四主電極面處之一裝置第二端子連接件。
  2. 如請求項1之複合之電路保護裝置，其中該第一端子連接件係一第一接頭引線，且其中該第二端子連接件係一第二接頭引線。
  3. 如請求項1之複合之電路保護裝置，其中在該第二電極片與該第三主電極面間，製作一裝置第三端子連接件，較佳其中該第三端子連接件包括一第三接頭引線。
  4. 如請求項1之複合之電路保護裝置，其中該熱質體材料包括一金屬板，較佳其中該金屬板之平均厚度係約0.025 毫米(mm)至約2.5mm(0.001至0.100吋(in))。
  5. 如請求項3之複合之電路保護裝置，其中該熱質體材料包括該第三接頭引線之一末端部，及由該第二與該第三主面所界定而未由該末端部所佔據之一銲錫(solder)材料填充空間。
  6. 如請求項5之複合之電路保護裝置，其中該末端部已被形成為一平坦形狀，較佳其中該平坦形狀具有一漸細部(taper)。
  7. 如請求項5之複合之電路保護裝置，其中該末端部之厚度在0.25mm(0.01in)至0.51mm(0.020in)之範圍。
  8. 如請求項1之複合之電路保護裝置，其中該第二與該第三主面由位於中央之一點狀(dot)黏著材料所隔離，且其中該熱質體材料包括一銲錫材料，其環繞該點及介於該第二與該第三主面間未為該點所佔據之填充空間，較佳其中該黏著材料之厚度在0.25mm(0.01in)至5mm(0.2in)之範圍。
  9. 一種用於一電路保護裝置之電路，該電路包含：用以供應運作電力一額定(nominal)量之一電源；正常連接之用以接收該運作電力之一電負載；以及一串並式(series-shunt)複合之電路保護裝置，其連接於該電源與該電負載間，用以響應介於該電源與該裝置間之該電路中所發生之暫態過電壓/過電流情況之一來源，且包括：一聚合物正溫度係數(PPTC)元件，其串聯於該電源與該電負載間，且具有第一與第二平的主面；在該第一平 的主面處形成且與第一平的主面緊密電接觸之一第一電極片；及在該第二平的主面處形成且與第二平的主面緊密電接觸之一第二電極片；一金屬氧化物變阻器(MOV)，其與該電負載並聯，且具有第三與第四平的主電極面；及具預定厚度與形狀之一熱質體材料，其中該熱質體材料提供於該PPTC元件與該MOV元件之間且面向第二與第三平的主面，用以控制因該過電壓/過電流情況造成之自MOV元件至PPTC元件之熱轉移，使得在該MOV元件達到一故障溫度前，該PPTC元件跳脫至一高電阻狀態，並用以電連接該第二電極片與該第三主電極面。
  10. 如請求項9之電路，其中該電源、該電負載及該串並式複合之電路保護裝置係一電信系統之部分。
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