TWI723893B - 一種疊加繞線電阻及其製法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種疊加繞線電阻及其製法，該疊加繞線電阻包括：一具有一阻抗值之陶瓷棒，並在其上塗裝一基本絕緣層，其具有一第一端及一第二端；一第一繞線電阻，具有一第一金屬繞線，其具有一第一線頭及一第一線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏繞該陶瓷棒之第二端，其中該第一金屬繞線塗裝一第一絕緣層於其上；以及至少一第二繞線電阻，係垂直疊置於該第一繞線電阻及該具阻抗值之陶瓷棒上，且該具阻抗值之陶瓷棒、該第一繞線電阻與該至少一第二繞線電阻組成一預定之並聯電路連接，以提升抗突波性。

Description

一種疊加繞線電阻及其製法
本發明係有關一種疊加繞線電阻及其製法，尤其係有關一種具有可大為提升抗突波之垂直疊加繞線電阻及其製法。
在電子領域中，繞線電阻主要適用於精密儀表、醫療裝備、電訊儀器，電子設備等交直流電路中做分壓、降壓、分流及負載電阻，其另可提供抗突波之功能，以防護瞬間高電壓產生之突波而不致令電路受損。惟，當瞬間電壓過高時，一般之繞線電阻仍無法承受而斷開，致影響電路之運作，其中該繞線電阻之陶瓷棒不具阻抗值。另，日本發明專利第3208923號及美國專利USP9,978,483(與本案同發明人)揭示一抗突波的繞線電阻及其製法，其主要設計為在兩端帽蓋分別電鍍帽蓋電鍍層，其確可提升若干抗突波能力。此外，在有些電子裝備之特定應用中(如除顫器，Defibrillator)，其本身即有用到多次瞬間高壓電之需求，此時，若能提供一具簡單結構之繞線電阻來勝任其電路之防護及安全運作，更是業界極需及期望的。
緣此，業界期能獲致一種可有效對抗突波電壓之繞線電阻，以維護電子裝備之安全及正常運作。
本發明之主要目的在提供一種疊加繞線電阻及其製法，其可在瞬間電壓高達數kv以上時，能較一般習用繞線電阻具有更高之抗突波性(至少數倍以上)，以維電子電路或裝備之安全及正常運作。
本發明之又一目的在提供一具簡單結構之疊加繞線電阻，以在需要多次瞬間高壓電之特定應用中維護電子設備之安全及正常運作。
依據本發明之一種疊加繞線電阻，包括：一具有一阻抗值之陶瓷棒，並在其上塗裝一基本絕緣層，其具有一第一端及一第二端；一第一金屬繞線，其具有一第一線頭及一第一線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏繞該陶瓷棒之第二端，其中該第一金屬繞線塗裝一第一絕緣層於其上，以形成一第一繞線電阻；一第二金屬繞線，其具有一第二線頭及一第二線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏於該第一繞線電阻上，其中第二金屬繞線塗裝一第二絕緣層於其上，以形成一第二繞線電阻，藉此，該第二繞線電阻係垂直疊置於該第一繞線電阻及該具阻抗值之陶瓷棒上，且該第一繞線電阻、該具阻抗值之陶瓷棒與該第二繞線電阻組成一預定之電路連接，以提升抗突波性。
另依據本發明之一種疊加繞線電阻之製法，包括：提供一具有一阻抗值之陶瓷棒，並在其上塗裝一基本絕緣層，其具有一第一端及一第二端；提供一第一金屬繞線，其具有一第一線頭及一第一線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏繞該陶瓷棒之第二端；塗裝一第一絕緣層於該第一金屬繞線上，以形成一第一繞線電阻；提供一第二金屬繞線，其具有一第二線頭及一第二線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏於該第一繞 線電阻上；塗裝一第二絕緣層於該第二金屬繞線上，以形成一第二繞線電阻，藉此，該第二繞線電阻係垂直疊置於該第一繞線電阻及該具阻抗值之陶瓷棒上，且該具阻抗值之陶瓷棒，第一繞線電阻與該第二繞線電阻組成一預定之電路連接，以提升抗突波性。
100，100’:疊加繞線電阻
110:具阻抗值之陶瓷棒
111:基本絕緣層
112:第一端
113:第二端
120:第一繞線電阻
121:第一金屬繞線
122:第一線頭
123:第一線尾
124:第一絕緣層
130:第二繞線電阻
131:第二金屬繞線
132:第二線頭
133:第二線尾
134:第二絕緣層
151:第一帽蓋
152:第二帽蓋
161，162:金屬引線
140:第三繞線電阻
141:第三金屬繞線
142:第三線頭
143:第三線尾
144:第三絕緣層
圖1顯示依據本發明一實施例之疊加繞線電阻其為二層垂直疊加電阻之結構圖。
圖2顯示依據本發明又一實施例之疊加繞線電阻其為三層垂直疊加電阻之結構圖。
圖3顯示依據本發明另一實施例之無感型疊加繞線電阻，其金屬繞線係反向纏繞。
附表一所示為除顫器(Defibrillator)5kv測試報告比較表(分別測試本發明及一般繞線電阻之比較)。
如圖1所示，依據本發明一實施例之一種雙層疊加繞線電阻100，其包括：一具有一阻抗值之陶瓷棒110，該陶瓷棒具阻抗值，完全不同於習用之繞線電阻之不具阻抗值之陶瓷棒，並在其上塗裝一基本絕緣層111，其具有一第一端112及一第二端113；一第一金屬繞線121，其具有一第一線頭122及一第一線尾123，係環繞式地自該陶瓷棒110之第一端112纏繞該陶瓷棒之第二端113，其中該第一金屬繞線121塗裝一第一絕緣層124於其上，以形成一第一繞線電阻120；一第二金屬繞線131，其具有一第二線頭132及一第二線尾133，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏於該第一繞線電 阻120上，其中第二金屬繞線塗裝一第二絕緣層134於其上，以形成一第二繞線電阻130，藉此，該第二繞線電阻130係垂直疊置於該第一繞線電阻120及該具阻抗值之陶瓷棒110上，以形成一多層疊加繞線電阻，且該具阻抗值之陶瓷棒，該第一繞線電阻與該第二繞線電阻組成一預定之並聯電路連接，以提升抗突波性。
於本發明之雙層疊加繞線電阻中，該預定之電路連接為並聯、或將該第一金屬繞線與該第二金屬繞線反向纏繞而形成一無感電阻。
就材料而言，該陶瓷棒為實心陶瓷電阻棒、或由高散熱性、導熱係數10W/mk以上的陶瓷棒結合金屬膜、金屬氧化膜、碳膜或玻璃釉膜而成。
又，於本發明之疊加繞線電阻中，其進而包含一第一帽蓋151及一第二帽蓋152，其係分別設置於該陶瓷棒的兩端而自該第一端及該第二端處向外延伸，其中該第一線頭與該第二線頭以及該第一線尾與該第二線尾係分別電銲至該第一帽蓋及該第二帽蓋的表面上，且其中該第一帽蓋及該第二帽蓋分別電鍍一第一帽蓋電鍍層(未示於圖中)及一第二帽蓋電鍍層(未示於圖中)。該基本絕緣層111及該第一絕緣層124於塗裝時不能塗到該等帽蓋，又，該第二金屬繞線環繞式地自該具阻抗值之陶瓷棒的第一端繞至第二端完成後，該第一金屬線及該第二金屬線之線頭、線尾的電焊點可一起加強電鍍，而於在塗裝第二絕緣層134封裝時，該等第一帽蓋151及第二帽蓋152亦予塗裝。
進而言之，如圖1所示，於二層疊加繞線電阻之結構中，該最外層之第二絕緣層之塗裝係將該等第一帽蓋151及第二帽蓋152亦予塗 裝；而圖3所示，則該第三絕緣層之塗裝係將該等第一帽蓋151及第二帽蓋152亦予塗裝。亦即在本發明之多層疊加繞線電阻，其最上層繞線電阻所塗裝之絕緣係將該等兩端之帽蓋亦予塗裝。
此外，並進而包含二外接之金屬引線161，162，分別自該第一帽蓋電鍍層及該第二帽蓋電鍍層自該第一帽蓋及該第二帽蓋之軸向向外延伸，以供外部電連接。
就材料而言，該第一帽蓋及第二帽蓋之材料為鐵、銀、鎳、銅或其合金。又，該第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層之材料為環氧樹脂，矽基不燃性漆或琺瑯漆。
此外，該等外接之金屬引線之材料為銅合金，以提高導熱性。
依此結構，本發明之疊加繞線電阻可在雙層疊加繞線電阻上進而疊加至少一第三繞線電阻(詳述於如下之圖2中)，如可疊加一第三層、一第四層繞線電阻等，視電阻值及抗突波電壓之需要而定。
依據本發明之疊加繞線電阻，進而包含至少一第三繞線電阻，如可為一第三繞線電阻及/或一第四繞線電阻等疊加於該第二繞線電阻之上。圖2顯示疊加一第三繞線電阻之結構如次。
如圖2所示，依據本發明又一實施例之三層垂直疊接繞線電阻100’，進而包含一第三金屬繞線141，其具有一第三線頭142及一第三線尾143，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端112纏繞於該第二繞線電阻130上，其中該第三金屬繞線141塗裝一第三絕緣層143於其上，以形成一第三繞線電阻140，且其中該第三繞線電阻係垂直疊接於該第二繞線電阻130上，且該第一繞線電阻120、該第二繞電阻130及該第三繞線電阻140為並聯連接。
另如圖3所示，依據本發明另一實施例之疊加繞線電阻100，其第一繞線電阻120之第一金屬繞線121與其第二繞線電阻130之第二金屬繞線131係反向纏繞，以使該疊加繞線電阻構成一無感電阻。
本發明所提供之一種疊加繞線電阻之製法，包括：提供一具有一阻抗值之陶瓷棒，並在其上塗裝一基本絕緣層，其具有一第一端及一第二端；提供一第一金屬繞線，其具有一第一線頭及一第一線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏繞該陶瓷棒之第二端；塗裝一第一絕緣層於該第一金屬繞線上，以形成一第一繞線電阻；提供一第二金屬繞線，其具有一第二線頭及一第二線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏於該第一繞線電阻上；塗裝一第二絕緣層於該第二金屬繞線上，以形成一第二繞線電阻，藉此，該第二繞線電阻係垂直疊置於該第一繞線電阻及該具阻抗值之陶瓷棒上，以形成一多層疊加繞線電阻，且該第一繞線電阻，該具阻抗值之陶瓷棒與該第二繞線電阻組成一預定之電路連接，以提升抗突波性。
依據本發明之疊加繞線電阻，進而包含至少一第三繞線電阻，係疊加於該第二繞線電阻之上。其詳細示於圖2中，又，如前圖3所示，本發明之第一繞線電阻及第二繞線電阻之金屬繞線可反向纏繞而使該疊加繞線電阻呈一無感電阻。
就材料而言，該陶瓷棒為實心陶磁電阻棒、或由高散熱性、導熱係數10W/mk的陶瓷棒結合金屬膜、金屬氧化膜、碳膜或玻璃釉膜而成。
另於本發明之疊加繞線電阻之製法中，可進而提供一第一帽 蓋及一第二帽蓋，其係分別設置於該陶瓷棒的兩端而自該第一端及該第二端處向外延伸，並分別將該第一線頭與該第二線頭以及該第一線尾與該第二線尾電銲至該第一帽蓋及該第二帽蓋的表面上，進而將該第一帽蓋及該第二帽蓋分別電鍍一第一帽蓋電鍍層及一第二帽蓋電鍍層。該基本絕緣層及該第一絕緣層於塗裝時不能塗到該等帽蓋，又，該第二金屬繞線環繞式地自該具阻抗值之陶瓷棒的第一端繞至第二端完成後，該第一金屬繞線及該第二金屬繞線之線頭、線尾的電焊點可一起加強電鍍，而於再塗裝第二絕緣層封裝時，該等帽蓋亦予塗裝。
此外，可進而外接二金屬引線，分別自該第一帽蓋電鍍層及該第二帽蓋電鍍層自該第一帽蓋及該第二帽蓋之軸向向外延伸，以供外部電連接，其中該第一帽蓋及第二帽蓋之材料為鐵、銀、鎳、銅或其合金。
此外，該第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層之材料為環氧樹脂，矽基不燃性漆或琺瑯漆。
進而言之，該等外接之金屬引線之材料為銅合金，以提高導熱性。
附表一所示之除顫器5kv脈衝試驗係依照測試標準AANSI/AAMI EC53：2013 IEC 60601-2-27：2011，其為心電圖ECG醫療標準(https：//webstore.iec.ch/publication/2638)。如附表所示，其測試條件為：脈衝電壓=5kv；Number of pulse=10times；
測試樣品：(1)Nos.1,2,3：本發明SSWA 03(抗突波繞線電阻4kΩ並聯2.7kΩ再並聯2.7kΩ，註：三層疊加繞線電阻)
(2)一般繞線電阻Nos.4,5,6(分別為0.9920kΩ、0.9854kΩ、0.9888kΩ)
測試後：一般繞線電阻3個在第一次脈衝時爆炸開路嚴重損壞。
本發明：分別變為1.0204kΩ、1.0128kΩ及1.0277kΩ，皆正常且其電阻值之變化率在10%以內，抗突波能力提升10倍以上。
Figure 109118653-A0305-02-0012-1
Figure 109118653-A0305-02-0013-2
100:疊加繞線電阻
110:具阻抗值之陶瓷棒
111:基本絕緣層
112:第一端
113:第二端
120:第一繞線電阻
121:第一金屬繞線
122:第一線頭
123:第一線尾
124:第一絕緣層
130:第二繞線電阻
131:第二金屬繞線
132:第二線頭
133:第二線尾
134:第二絕緣層
151:第一帽蓋
152:第二帽蓋
161，162:金屬引線

Claims (18)

  1. 一種疊加繞線電阻，包括：一具有一阻抗值之陶瓷棒，並在其上塗裝一基本絕緣層，其具有一第一端及一第二端；一第一金屬繞線，其具有一第一線頭及一第一線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏繞該陶瓷棒之第二端，其中該第一金屬繞線塗裝一第一絕緣層於其上，以形成一第一繞線電阻；一第二金屬繞線，其具有一第二線頭及一第二線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏於該第一繞線電阻上，其中第二金屬繞線塗裝一第二絕緣層於其上，以形成一第二繞線電阻，藉此，該第二繞線電阻係垂直疊置於該第一繞線電阻及該具阻抗值之陶瓷棒上，以形成一多層疊加繞線電阻，且該具阻抗值之陶瓷棒，該第一繞線電阻與該第二繞線電阻組成一預定之電路連接，以提升抗突波性。
  2. 如申請專利範圍第1項之疊加繞線電阻，進而包含一第三繞線電阻，係疊加於該第二繞線電阻之上而成一三層疊加繞線電阻，其包含一第三金屬繞線，其具有一第三線頭及一第三線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏繞於該第二繞線電阻上，其中該第三金屬繞線塗裝一第三絕緣層於其上，以形成一第三繞線電阻，且其中該第三繞線電阻係垂直疊接於該第二繞線電阻上，且該具阻抗值之陶瓷棒，該第一繞線電阻、該第二繞電阻及該第三繞線電阻為並聯連接。
  3. 如申請專利範圍第1項之疊加繞線電阻，其中該預定之電路連接為並聯、或將該第一金屬繞線與該第二金屬繞線反向纏繞而形成一無感電 阻。
  4. 如申請專利範圍第1項之疊加繞線電阻，其中該陶瓷棒為實心陶磁電阻棒、或由高散熱性的陶瓷棒結合金屬膜、金屬氧化膜、碳膜或玻璃釉膜而成。
  5. 如申請專利範圍第1項之疊加繞線電阻，進而包含一第一帽蓋及一第二帽蓋，其係分別設置於該陶瓷棒的兩端而自該第一端及該第二端處向外延伸，其中該第一線頭與該第二線頭以及該第一線尾與該第二線尾係分別電銲至該第一帽蓋及該第二帽蓋的表面上，其中該第一帽蓋及該第二帽蓋分別電鍍一第一帽蓋電鍍層及一第二帽蓋電鍍層，且其中該基本絕緣層及該第一絕緣層於塗裝時不能塗到該等帽蓋，又，該第二金屬繞線環繞式地自該具阻抗值之陶瓷棒的第一端繞至第二端完成後，該第一金屬繞線及該第二金屬繞線之線頭、線尾的電焊點係一起加強電鍍，而於再塗裝該第二絕緣層封裝時，該等帽蓋亦予塗裝。
  6. 如申請專利範圍第5項之疊加繞線電阻，進而包含二外接之金屬引線，分別自該第一帽蓋電鍍層及該第二帽蓋電鍍層自該第一帽蓋及該第二帽蓋之軸向向外延伸，以供外部電連接。
  7. 如申請專利範圍第5項之疊加繞線電阻，其中該第一帽蓋及第二帽蓋之材料為鐵、銀、鎳、銅或其合金。
  8. 如申請專利範圍第2項之疊加繞線電阻，其中該第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層之材料為環氧樹脂，矽基不燃性漆或琺瑯漆。
  9. 如申請專利範圍第6項之疊加繞線電阻，其中該等外接之金屬引線之材料為銅合金，以提高導熱性。
  10. 一種疊加繞線電阻之製法，包括：提供一具有一阻抗值之陶瓷棒，並在其上塗裝一基本絕緣層，其具有一第一端及一第二端；提供一第一金屬繞線，其具有一第一線頭及一第一線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏繞該陶瓷棒之第二端；塗裝一第一絕緣層於該第一金屬繞線上，以形成一第一繞線電阻；提供一第二金屬繞線，其具有一第二線頭及一第二線尾，係環繞式地自該陶瓷棒之第一端纏於該第一繞線電阻上；塗裝一第二絕緣層於該第二金屬繞線上，以形成一第二繞線電阻，藉此，該第二繞線電阻係垂直疊置於該第一繞線電阻及該具阻抗值之陶瓷棒上，以形成一多層疊加繞線電阻，且該具阻抗值之陶瓷棒，該第一繞線電阻與該第二繞線電阻組成一預定之電路連接，以提升抗突波性。
  11. 如申請專利範圍第10項之疊加繞線電阻之製法，進而提供至少一第三繞線電阻，以疊加於該第二繞線電阻上。
  12. 如申請專利範圍第10項之疊加繞線電阻之製法，其中該預定之電路連接為並聯、或將該第一金屬繞線與該第二金屬繞線反向纏繞而形成一無感電阻。
  13. 如申請專利範圍第10項之疊加繞線電阻之製法，其中該陶瓷棒為實心陶磁電阻棒、或由高散熱性的陶瓷棒結合金屬膜、金屬氧化膜、碳膜或玻璃釉膜而成。
  14. 如申請專利範圍第10項之疊加繞線電阻之製法，進而提供一第一帽蓋及一第二帽蓋，其係分別設置於該陶瓷棒的兩端而自該第一端及該第二 端處向外延伸，並分別將該第一線頭與該第二線頭以及該第一線尾與該第二線尾電銲至該第一帽蓋及該第二帽蓋的表面上，進而將該第一帽蓋及該第二帽蓋分別電鍍一第一帽蓋電鍍層及一第二帽蓋電鍍層，且其中該基本絕緣層及該第一絕緣層於塗裝時不能塗到該等帽蓋，又，該第二金屬繞線環繞式地自該具阻抗值之陶瓷棒的第一端繞至第二端完成後，該第一金屬繞線及該第二金屬繞線之線頭、線尾的電焊點可一起加強電鍍，而於再塗裝第二絕緣層封裝時，該等帽蓋亦予塗裝。
  15. 如申請專利範圍第14項之疊加繞線電阻之製法，進而外接二金屬引線，分別自該第一帽蓋電鍍層及該第二帽蓋電鍍層自該第一帽蓋及該第二帽蓋之軸向向外延伸，以供外部電連接。
  16. 如申請專利範圍第14項之疊加繞線電阻之製法，其中該第一帽蓋及第二帽蓋之材料為鐵、銀、鎳、銅或其合金。
  17. 如申請專利範圍第11項之疊加繞線電阻之製法，其中該第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層之材料為環氧樹脂，矽基不燃性漆或琺瑯漆。
  18. 如申請專利範圍第15項之疊加繞線電阻之製法，其中該等外接之金屬引線之材料為銅合金，以提高導熱性。
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