具有并联的有效电阻区的PTC电路保护器制造技术

一种电路保护器，其特征在于包括：　　　　随温度变化而改变其电阻的聚合物电阻元件，所述电阻元件具有第一表面和第二表面；　　　　与所述第一表面电接触的第一电极；和　　　　与所述第二表面电接触的第二电极；　　　　所述第一电极和所述第二电极通过所述聚合物电阻元件互相电连接；　　　　所述聚合物电阻元件具有第一有效电阻区和第二有效电阻区，所述第一有效电阻区与所述第二有效电阻区电并联。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电路保护装置。更具体地，本技术涉及电阻电路保护装置的聚合物正温度系数(PTC)。
技术介绍
具有正温度系数电阻的电路保护器通常被称为PTC装置，提供电阻特性的特定材料通常被称为PTC材料或PTC电阻元件。PTC装置通常应用在各种不同的电子装置中，如电动机中，来保护装置免受过电流和/或过度的温度条件。PTC装置典型地是放置在向保护装置供电的电流通路中，使电流在到达受保护装置之前必须流过PTC装置的电阻元件。在正常的运行温度和电流下，电阻元件对电流表现出相对低的电阻，并且允许基本未受阻碍的电流流向受保护装置。当电流或环境温度变得过度时，PTC装置的电阻率增加，至少基本上限制流向受保护装置的电流量，来防止受保护装置的损坏。电阻元件典型地是聚合物电阻元件，具有聚烯烃材料和导电碳粒子的均匀混合物。在正常的运行温度和电流下，电阻元件具有晶体结构，其提供低电阻导电路径装置。当遇到过度的温度和/或电流时，电阻元件经历相变(转换作用)到非晶(非晶体)结构和聚烯烃的膨胀。相变通过分离碳黑粒子来抑制导电性，并导致电阻增加。相变发生在很窄的温度带内，导致电阻快速增加几个数量级。高电阻状态限制电流流向受保护装置，并保护装置不受过度的电流和/或温度的损坏。在过度的温度和/或过电流停止之后，电阻元件返回到其低电阻状态。通过自感I2R加热或通过暴露于高温的周围环境中，电阻元件能够达到其相变温度。甚至当PTC装置在正常运行条件下运行在其低电阻状态中时，PTC装置在某种程度上抑制电流流向受保护装置。因此，由于PTC装置的存在，需要额外的电流给受保护装置供电，而在没有PTC装置的情况下，则不需要额外的电流。为节约能源，希望电阻元件的电阻在正常运行电流和温度下尽可能地低。尽管传统PTC装置在标准运行条件下的电阻率低到足以提供适合其预定用途的PTC装置，但是需要一种PTC装置，在正常运行条件下具有更低的电阻，来减少运行受保护装置所需的电流量，并因而节约能源。在正常运行条件下，PTC装置的总电阻(Ω)是电阻元件厚度(t)、有效电阻的电阻元件面积(A)(其长度(l)乘以其宽度(W))和电阻率(ρ)的函数，电阻率(ρ)是特定电阻元件的组成物的固有性质。特别是，在正常运行条件下，PTC装置的总电阻可通过下面的公式来计算Ω＝(t/A)(ρ)其中A＝w*l. 有效电阻的电阻元件面积是电流从其实际流过的电阻元件的部分，因此，是电阻元件实际对电流提供的电阻的部分。有效电阻面积(A)越大，PTC装置的总电阻(Ω)越低。而且，并联电连接的电阻器比串联电连接的电阻器具有更低的电阻是一个已被确认的特性。因此，具有多个并联的电阻元件的PTC装置在正常运行条件下比具有多个串联电阻元件的PTC装置具有更低的电阻。尽管在正常运行条件下具有降低的电阻的PTC装置可通过增加有效电阻的电阻元件面积来获得，但仍然存在保持PTC装置的整个尺寸尽可能小的需要，使得PTC装置能被用于空间非常宝贵的应用当中。本技术通过提供每个各有多个并联电阻元件和与传统PTC装置相比的增大了的有效电阻区的PTC装置，满足在正常运行条件下具有降低的电阻的PTC装置的需要。在PTC组件中可提供并联在一起的多个改进的PTC装置，该PTC组件在正常运行条件下具有比任何单独的改进的PTC装置更低的电阻。通过对传统PTC装置的理解使人们更好地认识本技术的特征。图1示出了示范性的PTC装置10。传统PTC装置10通常包括聚合的PTC电阻元件12、第一电极14、以及第二电极16。电阻元件12通常包括上表面18、下表面20、第一端22和第二端24。第一电极14具有第一部分26和第二部分28。第二电极16通常包括第一部分30和第二部分32。第一部分26、30和第二部分28、32位于电阻元件12的两侧。第一电极14的第一部分26位于电阻元件12的上表面18上或紧邻电阻元件12的上表面18，第一电极14的第二部分28位于第一电极14的下表面20上或紧邻第一电极14的下表面20。第一部分26和第二部分28通过第一侧电极34电连接。第一侧电极34在第一端22跨过电阻元件12的厚度。第二电极16的第一部分30位于电阻元件12的上表面18上或紧邻电阻元件12的上表面18，第二电极16的第二部分32位于电阻元件12的下表面20上或紧邻电阻元件12的下表面20。第一部分30和第二部分32通过第二侧电极36电连接。第二侧电极36在第二端24的跨度是电阻元件12的厚度。第一电极14设置成，使第一部分26与在PTC元件12的另一侧上的第二部分28相对。类似地，第二电极16的第二部分32设置成，使其与第一部分30相对。第一电极14的第一部分26和第二电极16的第二部分32分别超过第二部分28和第一部分30向装置10的中心延伸，并且在装置10的中心重叠。第一电极14和第二电极16通过刮削标记或间隙37A和37B分开。另外参考图2和3，当在第一电极14和第二电极16上任意一点进行电接触并且电流被供给到电极14、16时，电流流过电极14、16之间，在电极12、14重叠的区域ER中通过电阻元件12。区域ER是PTC装置10的有效电阻区。如图所示，电阻元件12的有效电阻区ER比元件12的总面积小很多，并且装置10的电阻在正常运行条件下比在其在有效电阻区ER增加的情况更大。进一步，如图3所示，有效电阻区ER是以电路图表示，PTC装置10只有一个单个的有效电阻区ER，从而导致PTC装置10在正常运行条件下比在电阻元件12被分成电并联的多个有效电阻区的情况下具有更大的电阻。因此，需要一种改进的PTC装置，在正常运行条件下与传统的PTC装置，如PTC装置10，相比表现出降低的电阻。
技术实现思路
本技术提供一种PTC电路保护装置，来保护电子装置免受过度的温度和电流的损坏。该PTC装置在正常的运行温度和电流条件下比传统的PTC装置具有更低的电阻。电阻的降低是因为PTC装置具有的电阻元件带有电并联的多个有效电阻区。电阻降低还是由于PTC装置具有的有效电阻区增加，但没有增加的总尺寸。本技术还提供PTC组件，电并联地组合了多个改进的PTC装置，来形成PTC组件，在正常运行条件下具有的电阻小于任何单独的PTC装置的电阻。在一个实施例中，该装置包括聚合物电阻元件、第一电极和第二电极。聚合物电阻元件随温度变化来改变电阻。电阻元件具有第一表面和第二表面。第一电极与第一表面电接触。第二电极与第二表面电接触。第一电极和第二电极跨过聚合物电阻元件互相电连接。电阻元件具有第一有效电阻区和第二有效电阻区，第一有效电阻区与第二有效电阻区电并联。本技术还提供一种电路保护装置，它包括聚合物电阻元件、第一电极、以及第二电极。聚合物电阻元件随温度变化来改变电阻，并且具有上表面、下表面、第一端和与第一端相对的第二端。第一电极具有与上表面电接触的第一部分，和与下表面电接触的第二部分。第二电极具有与下表面电接触的第三部分，和与上表面电接触的第四部分。第一电极的第一部分与第二电极的第一部分相对并且电接触。第一电极的第二部分与第二电极的第二部分相对并且电接触。第一电极的第一和第二部分通过位于电阻元件的第一端和第二端之间的第一侧电极电连接。第二电极的第一和第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路保护器，其特征在于包括随温度变化而改变其电阻的聚合物电阻元件，所述电阻元件具有第一表面和第二表面；与所述第一表面电接触的第一电极；和与所述第二表面电接触的第二电极；所述第一电极和所述第二电极通过所述聚合物电阻元件互相电连接；所述聚合物电阻元件具有第一有效电阻区和第二有效电阻区，所述第一有效电阻区与所述第二有效电阻区电并联。2.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于所述聚合物电阻元件包括聚烯烃材料和碳黑粒子。3.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于所述聚合物电阻元件在第一温度具有第一电阻和在第二温度有第二电阻，所述第二温度高于所述第一温度，所述第一电阻低于所述第二电阻。4.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于所述第一电极和所述第二电极中的至少一个是镀镍铜箔电极。5.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括接线端。6.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于所述第一有效电阻区是在所述第一电极的一个第一部分和所述第二电极的一个第一部分之间。7.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于所述第二有效电阻区是在所述第一电极的一个第二部分和所述第二电极的一个第二部分之间。8.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于所述第一电极包括与所述电阻元件的所述第一表面接触的第一部分；与所述电阻元件的所述第二表面接触的第二部分；其中所述第二电极包括与所述电阻元件的所述第一表面电接触的第一部分；与所述电阻元件的所述第二表面电接触的第二部分；其中所述第一有效电阻区是在所述第一电极的所述第一部分和所述第二电极的所述第一部分之间；其中所述第二有效电阻区是在所述第一电极的所述第二部分和所述第二电极的所述第二部分之间。9.如权利要求8所述的电路保护器，其特征在于所述第一电极的所述第一部分和所述第二部分通过第一侧电极电连接，所述第二电极的所述第一部分和所述第二部分通过第二侧电极电连接，所述第一电极和所述第二电极的跨度是所述电阻元件的厚度。10.如权利要求1所述的电路保护器，其特征在于多个所述电路保护装置并联地电连接。11.如权利要求10所述的电路保护器，其特征在于所述多个所述电路保护装置在接线端上并联地电连接。12.一种电路保护器，其特征在于包括随温度变化而改变其电阻的聚合物电阻元件，它具有上表面、下表面、第一端和与所述第一端相对的第二端；第一电极，具有与所述上表面电接触的第一部分；与所述下表面电接触的第二部分；第二电极，具有与所述下表面电接触的第一部分；与所述上表面电接触的第二部分；其中，所述第一电极的所述第一部分与所述第二电极的所述第一部分相对，并且与之电接触；其中，所述第一电极的所述第二部分与所述第二电极的所述第二部分相对，并且与之电接触；其中，所述第一电极的所述第一和所述第二部分通过位于所述电阻元件的所述第一端和所述第二端之间的第一侧电极电连...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯塔林，D·G·库尼茨，
申请(专利权)人：撒姆欧碟公司，
类型：实用新型
国别省市：