TWI555040B - 電路保護裝置 - Google Patents

Description

電路保護裝置

本發明係關於一種電路保護裝置；特別是一種將複數個電阻加熱元件以一彼此熱影響的方法安排於一箱盒的電路保護裝置，據此，可消弭於該些電阻加熱元件間的熱失衡。

當電力作用於一電子裝置時，大量的電流會瞬間流入，該電流被稱為湧浪電流(Inrush Current)。當該湧浪電流重複地傳入到一電子裝置所承載的一電路板時，該湧浪電流的傳入會導致電子元件或半導體裝置的損壞，使壽命減短或功能退化。為了此原因，一額外的電路保護裝置被承載於該電路板。

其中一種被熟知的電路保護裝置為一熱敏電阻，該熱敏電阻是一種電阻器元件，其電阻會依照熱能敏感地改變。更詳細的說，該熱敏電阻的電阻值會依照其自身的溫度或環境溫度而改變。於各種熱敏電阻中，具有負溫度係數的熱敏電阻被稱為NTC熱敏電阻(Negative temperature coefficient Thermistor，負溫度係數熱敏電阻)。該NTC熱敏電阻具有隨著其自身的溫度或環境溫度上升而降低的一電阻值。

因為上述特徵，該NTC熱敏電阻被當成一保護裝置來使用，以抑制湧浪電流。隨著該NTC熱敏電阻的電阻值增加，該NTC熱敏電阻抑制湧浪電流的功效可被增強。雖然運用高電阻值的NTC熱敏電阻可達到抑制湧浪電流的重大功效，但抑制湧浪電流後可能發生電力與熱能持續損失。因此，當試 圖以一NTC熱敏電阻抑制湧浪電流時，可能會使用具有一低電阻值的一NTC熱敏電阻。

為了要減少電力與熱能於抑制湧浪電流後的損失，可使用表面區域大或散熱性良好的一NTC熱敏電阻。

韓國未經實體審查的專利公開第10-2012-0009303號揭露了一具有改良散熱性的一電路保護裝置。該電路保護裝置依照定位一碟型加熱電阻器於一箱盒並用填充料填充該箱盒以改良散熱性。

此外，日本未經實體審查的專利公開第2007-103687號揭露了配置一熱產生電子元件於一箱盒並用樹脂水泥填充該箱盒以改良散熱性的一電子元件。

諸如此類的一電路保護裝置可於單獨被使用時展現出良好的加熱性。然而，當複數個上述的電路保護裝置承載於電路板時，該些電路保護裝置之間發生熱失衡，因此仍遭受電力與熱能的損失。更具體地說，當湧浪電流傳入承載複數個電路保護裝置的該電路板時，因為該些電路保護裝置具有不同的電阻值或熱特性，電流僅集中流經其中一特定電路保護裝置或幾乎沒有電流流經該特定電路保護裝置。結果，該特定電路保護裝置無法滿足期望的電路保護功能之情況可能會發生，且該些電路保護裝置之間可能發生熱失衡從而導致電力或熱能的損失。舉例來說，當湧浪電流傳入具有承載5歐姆(Ω)電阻值的一NTC熱敏電阻與具有承載5.1歐姆(Ω)電阻值的一NTC熱敏電阻的一電路板時，具有5歐姆(Ω)初始電阻值的該NTC熱敏電阻的電阻值呈現隨著溫度增加至130℃而降低至0.2歐姆(Ω)，而具有5.1歐姆(Ω)初始電阻值的該NTC熱敏電阻的電阻值呈現隨著溫度增加至約45℃而降低至4歐姆(Ω)。因此，即使該些NTC 熱敏電阻間具有微小的電阻差異，重大的熱失衡就會在該些NTC熱敏電阻間發生，且熱失衡會隨著時間而增強。

隨著電子產品的增大，與高解析度的顯示裝置，比如OLED或UHD等等的出現，大量的電流流通於此類電子產品，使得具有低電阻值的電路保護裝置的使用被需要。習知由NTC熱敏電阻組成的電路保護裝置具有降低電阻的限制。更具體地說，雖然NTC熱敏電阻必須具有一增大尺寸以降低其電阻，製造成本會隨著該熱敏電阻尺寸的增加而成比例指數地增加。因此，僅藉由增大該NTC熱敏電阻以降低電阻具有限制。

[相關技術文件]

[專利文件]

(專利文件1)

韓國未經實體審查的專利申請第10-2012-0009303號

(專利文件2)

日本未經實體審查的專利申請第2007-103687號

因此，本發明由於上述問題而被創造，本發明的一目的是提供一種將複數個電阻加熱元件以一彼此熱影響的方法安排於一箱盒的電路保護裝置，因此可減少於該些電阻加熱元件間的熱失衡。

本發明的另一目的是提供一種電路保護裝置，該電路保護裝置配置一NTC熱敏電阻與一電阻元件於一箱盒，且該NTC熱敏電阻與該電阻元件電路相互連接，使得該電阻元件所產生的熱影響該NTC熱敏電阻，因此減少 熱失衡所引起的熱損失。

本發明的另一目的是提供一種電路保護裝置，該電路保護裝置配置一NTC熱敏電阻與一電阻元件於一箱盒，且該NTC熱敏電阻與該電阻元件電路相互連接，使得該電阻元件於無負載狀態下被當成一主電流路徑，而該NTC熱敏電阻於有負載狀態下被當成一主電流路徑，因此，確保改良的穩定度與延長使用壽命。

本發明的另一目的是提供一種電路保護裝置，該電路保護裝置具有以一有效率地彼此連接於一箱盒中的方法的複數個電阻加熱元件，使該些電阻加熱元件呈現一相對低的合併電阻值。

本發明的另一目的是提供一種電路保護裝置，該電路保護裝置具有有效率地安排於一箱盒中的複數個電阻加熱元件，且該些電阻加熱元件彼此連接，使一電路板承載該電路保護元件所需要的區域減少。

根據本發明，上述或其他目的可藉由一種電路保護裝置的提供而被達成，該電路保護裝置包含：一箱盒；容置於該箱盒中的一熱敏電阻，該熱敏電阻包含一電阻加熱元件、設置於該電阻加熱元件之兩面上的一對電極、以及由該對電極各自延伸出的一輸入線以及一輸出線；容置於該箱盒中的一電阻元件，該電阻元件包含電流流經的一輸入線以及一輸出線；一輸入連接器，該輸入連接器連接該熱敏電阻的輸入線至該電阻元件的輸入線；一輸出連接器，該輸出連接器連接該熱敏電阻的輸出線至該電阻元件的輸出線；一第一引線，該第一引線的一末端連接到該輸出連接器，該第一引線的另一末端延伸至該箱盒之外；以及一第二引線，該第二引線的一末端連接到該輸出連接器，該第二引線的另一末端延伸至該箱盒之外，其中，該熱敏電阻包含一NTC熱敏電 阻，該電阻元件包含具有一電阻值低於該熱敏電阻的電阻值的一線繞電阻，該NTC熱敏電阻與線繞電阻緊密地放置以相互熱影響，藉此於一無負載狀態下，該線繞電阻具有一較低電阻值以當成一主電流路徑，而該NTC熱敏電阻具有一較高電阻值以當成一次電流路徑，藉此於一有負載狀態下，接收來自該線繞電阻產生的熱之該NTC熱敏電阻因此具有一電阻值低於該線繞電阻的電阻值以當成該主電流路徑，而該線繞電阻當成該次電流路徑，據此消弭該線繞電阻與該NTC熱敏電阻間的熱失衡。

該線繞電阻可以一桿狀形成，且可設置於該NTC熱敏電阻的中央，使該線繞電阻的縱軸實質平行該NTC熱敏電阻。

10‧‧‧箱盒

11‧‧‧側壁

12‧‧‧後壁

13‧‧‧前壁

14‧‧‧底壁

15‧‧‧接受空間

16‧‧‧導引孔

20‧‧‧熱敏電阻

21‧‧‧電阻加熱元件

22‧‧‧電極

23‧‧‧輸入線

24‧‧‧輸出線

25‧‧‧塗層材料

30‧‧‧電阻元件

31‧‧‧電阻器元件

32‧‧‧電極

33‧‧‧輸入線

34‧‧‧輸出線

35‧‧‧塗層材料

40‧‧‧輸入連接器

40’‧‧‧輸入連接器

40”‧‧‧輸入連接器

50‧‧‧輸出連接器

50’‧‧‧輸出連接器

60‧‧‧第一引線

60’‧‧‧第一引線

70‧‧‧第二引線

70’‧‧‧第二引線

80‧‧‧填充料

為了使本發明的上述或其他發明目的、特徵、以及其他優點能透過接下來的實施方式並配合對應圖式而更清楚地被理解，其中：〔圖1〕係顯示根據本發明之第一實施例一電路保護裝置之透視圖。

〔圖2〕係圖1沿A-A連線之截面圖。

〔圖3〕係圖1沿B-B連線之截面圖。

〔圖4〕係顯示根據本發明之第一實施例容置於一箱盒中的一電路保護裝置之透視圖。

〔圖5〕係顯示根據本發明之第一實施例於容置後用填充料填充於一箱盒中的一電路保護裝置之透視圖。

〔圖6〕係顯示根據本發明之第一實施例於無負載狀態下，該電路保護裝置的電流流動之示意圖。

〔圖7〕係顯示根據本發明之第一實施例於有負載狀態下，該電路保護裝置 的電流流動之示意圖。

〔圖8〕係顯示根據本發明之第二實施例的一電路保護裝置之透視圖。

〔圖9〕係圖8沿A-A連線之截面圖。

〔圖10〕係圖8沿B-B連線之截面圖。

〔圖11〕係顯示根據本發明之第二實施例容置於一箱盒中的電路保護裝置之透視圖。

〔圖12〕係顯示根據本發明之第二實施例於容置後用填充料填充的一箱盒中的一電路保護裝置之透視圖。

於下文中，對本發明一些實施例將參照所附圖式進行說明：圖1根據本發明第一實施例例示了一種電路保護裝置。

本發明的第一實施例包含一箱盒10、一熱敏電阻20以及一電阻元件30。

關於圖1，箱盒10包含一對側壁11、一後壁12、一前壁13、以及一底壁14，該些元件定義出可容置該熱敏電阻20以及該電阻元件30並包含有一開放頂部的一接受空間15，該前壁13與複數導引孔16共同成形以導引出一引線，該引線之後會再敘述。

圖2例示了圖1沿A-A連線之一截面，圖3例示了圖1沿B-B連線之一截面。

關於圖2與圖3，該熱敏電阻20包含一電阻加熱元件21、設置於該電阻加熱元件21之兩面上的一對電極22、以及由該對電極22各自延伸出的一輸入線23與一輸出線24，該些元件皆被塗層材料25所覆蓋。

該電阻元件30包含一電阻器元件31以及設置於該電阻器元件31之兩面上的一對電極32，所有元件皆被塗層材料35所覆蓋，該對電極32各自延伸出一輸入線33與一輸出線34。

如圖1至圖3所示，該熱敏電阻20的輸入線23以及該電阻元件30的輸入線33藉由一輸入連接器40相互連接。該輸入連接器40可由一夾持裝置所組成，或該熱敏電阻20的輸入線23以及該電阻元件30的輸入線33可彼此整合性連結。

類似地，該熱敏電阻20的輸出線24以及該電阻元件30的輸出線34藉由一輸出連接器50相互連接。該輸出連接器50可由一夾持裝置所組成，或該熱敏電阻20的輸出線24以及該電阻元件30的輸出線34可彼此整合性連結。

同時，該電路保護裝置具有使電力供應於該熱敏電阻20以及該電阻元件30的一第一引線60，該第一引線60具有連接到該輸入連接器40的一末端，以及具有透過該箱盒10的其中一導引孔16延伸至外部的另一末端。

此外，該電路保護裝置進一步具有用以導引自該熱敏電阻20以及該電阻元件30電流流動之一第二引線70。該第二引線70具有連接到該輸出連接器50的一末端，以及具有透過該箱盒10的其中另一導引孔16延伸至外部的另一末端。

當該熱敏電阻20以及該電阻元件30容置於該箱盒10後，一填充料80被充填至該箱盒10中，該填充料80不僅具有支撐該熱敏電阻20與該電阻元件30於該接受空間15中的功能而且確保自該熱敏電阻20與該電阻元件30的熱有效率的發散。因此，該填充料80較佳地使用具有優秀地散熱性的材料。

圖4與圖5根據本發明第一實施例例示了一種製造該電路保護裝置的過程。首先，準備該箱盒10、該熱敏電阻20、以及該電阻元件30。該熱敏電阻20與該電阻元件30藉由該輸入連接器40與該輸出連接器50相互連接。該輸入連接器40與該輸出連接器50分別連接該第一引線60與該第二引線70。

於此狀態下，該熱敏電阻20與該電阻元件30容置於該箱盒10的接收空間15，如圖4所示。該第一引線60的末端以及該第二引線70的末端透過導引孔16延伸至外部。

接下來，該箱盒10的接收空間15填滿該填充物80，因此完成該電路保護裝置。所得完成的電路保護裝置以一種可貢獻於抑制湧浪電流的方法承載於一電路板上。

於本實施例中，該熱敏電阻20為一大致平盤狀的NTC熱敏電阻，該電阻元件30為桿狀的線繞電阻元件。該NTC熱敏電阻與該線繞電阻元件被較佳地配置，使該NTC熱敏電阻與該線繞電阻元件間的熱轉移效能提升並減少整體尺寸。於更佳的配置中，該NTC熱敏電阻與該線繞電阻元件彼此緊密地放置並且於該NTC熱敏電阻與該線繞電阻元件之間的一面對區域增加。更具體的說，該線繞電阻元件設置於該NTC熱敏電阻的中央，使該線繞電阻元件的縱軸實質平行該NTC熱敏電阻。這是因為此配置可減少該電路保護裝置的尺寸並透過該熱敏電阻20與該電阻元件30的相互影響的事實，能減少該熱敏電阻20與該電阻元件30間的熱失衡。換句話說，電流流經該熱敏電阻20與該電阻元件30將導致該熱敏電阻20與該電阻元件30產生熱。在此時，熱會從產生較大量的熱的目標轉移到產生較小量的熱的另一目標，因此消弭兩者間的熱失衡。

該熱敏電阻20與該電阻元件30可具有相同或不同的電阻值。 無論該熱敏電阻20與該電阻元件30之電阻值，由於兩者皆並聯而相互連接，所以兩者合併電阻值會低於該熱敏電阻20或該電阻元件30之電阻值。因此，可以了解該電路保護裝置具有一相對低的電阻值，該相對低的電阻值很難由單獨的該熱敏電阻20或該電阻元件30所得到。廣泛地說，該NTC熱敏電阻的電阻值的降低與尺寸的提高是反比例，而該NTC熱敏電阻的製造成本的提高與尺寸的提高卻是指數比率。根據本實施例，兩個NTC熱敏電阻的並聯降低了兩者間的熱失衡，且便宜地實現該電路保護裝置具有相對低的合併電阻值。本文中，歸功於增大的電子產品，高解析度的顯示裝置如OLEDs和UHDs等等的出現，大量電流流通於該電子產品，因此需要具有低電阻值的一電路保護裝置。本發明可滿足此類需求。

特別地，當該熱敏電阻20與該電阻元件30具有不同的電阻值時，熱自該熱敏電阻20或該電阻元件30其中之一所產生，具有較低電阻值者，將轉移到另一個具有較高電阻值的電路保護裝置，因此造成另一個具有較高電阻值的電路保護裝置的電阻值改變。

圖6根據本發明第一實施例於無負載狀態下例示了該電路保護裝置的電流流動，圖7根據本發明第一實施例於有負載狀態下例示了該電路保護裝置的電流流動。

舉例來說，當湧浪電流作用於承載具有5歐姆(Ω)的電阻值的一NTC熱敏電阻以及具有1歐姆(Ω)的電阻值的一電阻元件的一電路板時，如圖6所示，該合併電阻值為0.833歐姆(Ω)。於初始狀態下(該狀態即本說明書中提及的「無負載狀態」)，該電阻元件30具有一較低的電阻值以當成一主電流路徑(圖6中以粗的箭頭表示)，而該NTC熱敏電阻具有一較高的電阻值以當成一次電流 路徑(圖6中以細的箭頭表示)。因此，瞬間地熱失衡發生於該NTC熱敏電阻與該電阻元件之間，但隨著時間減少或消弭。更具體地說，自該電阻元件產生的熱轉移到該NTC熱敏電阻，因此大幅降低該NTC熱敏電阻的電阻值。結果，流通於該NTC熱敏電阻的電流量增加，使得該NTC熱敏電阻產生較大量的熱，因此減少或消弭該NTC熱敏電阻與該電阻元件的熱失衡(熱平衡狀態)。熱平衡狀態，即該NTC熱敏電阻與該電阻元件的熱失衡已減少或消弭，即本說明書中提及的「有負載狀態」。事實上，有負載狀態(熱平衡狀態)的合併電阻值為0.375歐姆(Ω)。

如圖7所示，於有負載狀態下(熱平衡狀態)，該電阻元件具有1歐姆(Ω)的電阻值，該NTC熱敏電阻具有0.6歐姆(Ω)的電阻值。因此，可理解該NTC熱敏電阻具有一較低的電阻值以當成一主電流路徑(圖7中以粗的箭頭表示)，而該電阻元件具有一較高的電阻值以當成一次電流路徑(圖7中以細的箭頭表示)，導致該電流路徑之間的變換。承上所述，該NTC熱敏電阻與該電阻元件被配置於該箱盒，使該電阻元件於無負載狀態下當成主電流路徑，而該電阻元件於有負載狀態下當成次電流路徑。因此，能實現具有增加穩定性與使用壽命的一電路保護裝置。

現就配合所附圖式說明本發明第二實施例。

與第一實施例類似，本發明第二實施例包含一箱盒10、一熱敏電阻20、以及一電阻元件30。因此，相同的元件符號被使用在所有圖式與說明書中，代表相同或類似的部分，實施方式中的元件符號則被省略。第一實施例與第二實施例之間的不同處在該熱敏電阻20與該電阻元件30之間的連接結構。

圖8至圖12根據本發明第二實施例例示了一種電路保護裝置。 關於圖8至圖12，根據本發明第二實施例，該電路保護裝置包含一連接器40"連接該電阻元件30的輸出線34至該熱敏電阻20的輸入線23。此外，根據第二實施例，該電路保護裝置包含一第一引線60'以及一第二引線70'，該第一引線60'的一末端連接到該電阻元件30的輸入線33，該第一引線60'的另一末端透過該箱盒10的其中一導引孔16延伸至外部，該第二引線70'的一末端連接到該熱敏電阻20的輸出線24，該第二引線70'的另一末端透過該箱盒10的其他導引孔16延伸至外部。該電阻元件30的輸入線33藉由一輸入連接器40'連接到該第一引線60'。與此類似，該熱敏電阻20的輸出線24藉由一輸出連接器50'連接到該第二引線70'。該些連接器40'、40"及50'的每一個可由一夾持裝置或其他連接元件所組成，或該些線或電線可彼此整合性連結。

於較佳地第二實施例中，該熱敏電阻20為一大致平盤狀並具有較高電阻值的NTC熱敏電阻，該電阻元件30由一具有較低電阻值的線繞電阻元件所組成。該線繞電阻器被較佳地設置，使該線繞電阻的縱軸實質平行該NTC熱敏電阻。結果，該NTC熱敏電阻20與該電阻元件30之間的熱失衡能被消弭。該熱敏電阻20與該電阻元件30可具有相同或不同的電阻值。

承上所述，本發明提供一種將複數個電阻加熱元件以一彼此熱影響的方法安排於一箱盒的電路保護裝置，據此，從而減少由熱失衡引起的熱損失。

此外，本發明提供一電路保護裝置，該電路保護裝置配置一NTC熱敏電阻與一電阻元件於一箱盒，且該NTC熱敏電阻與該電阻元件電路相互連接，使得由該電阻元件所產生的熱影響該NTC熱敏電阻，因此減少熱失衡所引起的熱損失。

再者，本發明提供一電路保護裝置，該電路保護裝置配置一NTC熱敏電阻與一電阻元件於一箱盒，且該NTC熱敏電阻與該電阻元件電路相互連接，使得該電阻元件於無負載狀態下被當成一主電流路徑，而該NTC熱敏電阻於有負載狀態下被當成一主電流路徑，因此，確保改良的穩定度與延長使用壽命。

此外，本發明提供一電路保護裝置，該電路保護裝置具有以一有效率地彼此連接於一箱盒中的方法的複數個電阻加熱元件，使該些電阻加熱元件呈現相對低的合併電阻值。

再者，本發明提供一電路保護裝置，該電路保護裝置具有有效率地安排於一箱盒中的複數個電阻加熱元件，且該些電阻加熱元件彼此連接，使一電路板承載該電路保護元件所需要的區域減少。

雖然本發明的較佳實施例為了說明的目的已被揭露，本領域技術人員可領會只要不遠離本案申請專利範圍所揭露的領域及精神的各種修改、增加或減少都是可能的。

10‧‧‧箱盒

11‧‧‧側壁

12‧‧‧後壁

13‧‧‧前壁

14‧‧‧底壁

15‧‧‧接受空間

16‧‧‧導引孔

20‧‧‧熱敏電阻

23‧‧‧輸入線

24‧‧‧輸出線

30‧‧‧電阻元件

32‧‧‧電極

33‧‧‧輸入線

34‧‧‧輸出線

40‧‧‧輸入連接器

50‧‧‧輸出連接器

60‧‧‧第一引線

70‧‧‧第二引線

Claims (2)

1. 一種電路保護裝置，包括：一箱盒；一熱敏電阻，其係容置於該箱盒中，該熱敏電阻包含一電阻加熱元件、設置於該電阻加熱元件之兩面上的一對電極、以及由該對電極各自延伸出的一輸入線以及一輸出線；一電阻元件，其係容置於該箱盒中，該電阻元件包含電流流經的一輸入線以及一輸出線；一輸入連接器，該輸入連接器連接該熱敏電阻的輸入線至該電阻元件的輸入線；一輸出連接器，該輸出連接器連接該熱敏電阻的輸出線至該電阻元件的輸出線；一第一引線，該第一引線的一末端連接到該輸入連接器，及該第一引線的另一末端延伸至該箱盒之外；以及一第二引線，該第二引線的一末端連接到該輸出連接器，及該第二引線的另一末端延伸至該箱盒之外，其中，該熱敏電阻包含一NTC熱敏電阻，該電阻元件包含具有一電阻值低於該熱敏電阻的電阻值之一線繞電阻，該NTC熱敏電阻與該線繞電阻緊密地放置以相互熱影響，藉此於一無負載狀態下，該線繞電阻具有一較低電阻值以當成一主電流路徑，而該NTC熱敏電阻具有一較高電阻值以當成一次電流路徑，以及藉此於一有負載狀態下，接收來自該線繞電阻產生的熱之NTC熱敏電阻因此具有一電阻值低於該線繞電阻的電阻值以當成該主電流路徑， 而該線繞電阻當成該次電流路徑，據此消弭該線繞電阻與該NTC熱敏電阻間的熱失衡。
2. 如請求項1所述之電路保護裝置，其中該線繞電阻以一桿狀形成，且該線繞電阻設置於該NTC熱敏電阻的中央，使該線繞電阻的一縱軸實質平行該NTC熱敏電阻。