承受高电压的热保护设备制造技术

一种承受高电压的热保护设备，包括：第一PTC设备，其布置在PTC电路中，并且具有耦合到PTC电路的输入路径的第一输入侧，以及具有耦合到该PTC电路的输出路径的第一输出侧；第二PTC设备，其布置在PTC电路中，并且具有耦合到PTC电路的输入路径的第二输入侧，并且具有耦合到该PTC电路的输出路径的第二输出侧；以及热熔丝，其具有第三输入侧，其经由PTC电路的输出路径耦合到第一PTC设备的第一输出侧和第二PTC设备的第二输出侧。PTC设备的第二输出侧。PTC设备的第二输出侧。

【技术实现步骤摘要】
承受高电压的热保护设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年2月2日提交的标题为“Thermal Protection Device To Withstand High Voltage”的美国临时专利申请号63/305,901的优先权权益，该申请通过引用全部纳入本文。


[0003]实施例涉及电阻加热器领域，并且更具体地涉及基于PPTC材料的加热器。

技术介绍

[0004]汽车和其他装置可以包括被设计为在较宽的温度范围内操作的部件。可在较宽的温度范围内操作的部件的示例包括用于控制汽车中各种部件的电子电路，以及用于为汽车供电的电池。
[0005]为了保护各种电气和电子部件和电路，各种已知设备可被部署，包括热保护设备、过电压保护设备以及过电流保护设备。
[0006]关于这一点和其他考虑，提供了本公开。

技术实现思路

[0007]在一个实施例中，热保护电路可以包括第一PTC设备，其布置在PTC电路中，并且具有耦合到PTC电路的输入路径的第一输入侧，以及具有耦合到该PTC电路的输出路径的第一输出侧；第二PTC设备，其布置在PTC电路中，并且具有耦合到PTC电路的输入路径的第二输入侧，并且具有耦合到PTC电路的输出路径的第二输出侧；以及热熔丝，其具有第三输入侧，经由PTC电路的输出路径耦合到第一PTC设备的第一输出侧和第二PTC设备的第二输出侧。
[0008]在另一实施例中，一种提供热保护的方法可以包括通过保护电路传导电流，该保护电路包括在PTC电路内以彼此电气并联的方式布置的第一PTC设备和第二PTC设备，并且还包括与PTC电路电气串联布置的热熔丝；以及响应于异常状况，将第一PTC设备从正常状态改变为跳闸状态，其中在使第一PTC设备跳闸之后第二PTC设备从正常导电状态转变为跳闸状态，并且其中第二PTC设备致使热熔丝熔化。
[0009]在另一个实施例中，热保护电路可以包括沿第一电流路径布置的热熔丝，第一电流路径被耦合到外部部件；以及PPTC加热器，设置成与热熔丝热接近，PPTC加热器包括沿第二电流路径布置的、与第一电流路径分开的PPTC设备。
附图说明
[0010]图1示出了根据本公开实施例的热保护电路；
[0011]图1A示出了图1A的热保护电路在正常状况期间的操作；
[0012]图1B和图1C共同示出了图1A的热保护电路在异常事件期间的操作；
[0013]图2示出了根据本公开实施例的第一PPTC设备和第二PPTC设备的电阻数据作为温
度函数的示例；
[0014]图3是示出根据本公开的实施例布置的PTC电路的示例性温度和电流行为的复合图；
[0015]图4示出了根据本公开实施例的热保护电路；
[0016]图5A示出了根据本公开实施例的热保护电路的俯视图；
[0017]图5B示出了根据本公开实施例的以横截面形式的图5A的热保护电路；以及
[0018]图6示出了根据本公开的进一步实施例的另一热保护电路。
具体实施方式
[0019]现在将在下文中参考附图更充分地描述本实施例，其中示出了示例性实施例。实施例不应被解释为局限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达其范围。在附图中，类似的数字始终指代类似的元件。
[0020]在下面的描述和/或权利要求中，
“……
之上”、“覆盖于
……
之上”、“布置在
……
之上”以及
“……
上方”的术语可被用于下面的说明和权利要求中。
“……
之上”、“覆盖于
……
之上”、“布置在
……
之上”和
“……
上方”可被用于指示两个或更多个元件彼此直接物理接触。此外，术语
“……
之上”、“覆盖于
……
之上”、“布置在
……
之上”和
“……
上方”可以意指两个或更多个元件彼此不直接接触。例如，
“……
上方”可以意指一个元件位于另一个元件之上，而彼此不接触，并且可以在两个元件之间具有另一个或多个元件。此外，术语“和/或”可以意指“和”，它可以意指“或”，它可以意指“排他性的或”，它可以意指“一个”，它可以意指“一些，但不是全部”，它可以意指“两者都不是”，和/或它可以意指“两者”，尽管所要求保护的主题内容的范围在这方面不受限制。
[0021]在各种实施例中，基于PTC电路和热熔丝或热熔断器的组合提供了一种新型热保护电路。根据各种非限制性实施例，热保护电路可被用于保护任何合适的物体、部件、电路或上述的组合。如下所述，在各种实施例中，PTC电路可以包括第一PTC设备，具有耦合到PTC电路的输入路径的第一输入侧，并且具有耦合到该PTC电路的输出路径的第一输出侧。PTC电路还可以包括第二PTC设备，其具有耦合到PTC电路的输入路径的第二输入侧，并且具有耦合到该PTC电路的输出路径的第二输出侧。热保护电路的热熔丝可以具有第三输入侧，其经由PTC电路的输出路径耦合到第一PTC设备的第一输出侧和第二PTC设备的第二输出侧。如下所述，该电路架构在异常事件的情况下提供了有利的保护。
[0022]图1示出了根据本公开实施例的热保护电路100。图1A示出了图1A的热保护电路100在正常状况下的操作。图1B和图1C共同示出了图1A的热保护电路100在异常事件期间的操作。如图1所示，热保护电路100包括第一PTC设备102，其布置在PTC电路108中，并且具有耦合到PTC电路108的输入路径103的第一输入侧112，并且具有耦合到PTC电路108的输出路径105的第一输出侧114。热保护电路100还包括第二PTC设备104，其具有耦合到PTC电路108的输入路径103的第二输入侧116，并且具有耦合到PTC电路108的输出路径105的第二输出侧118。热保护电路还包括热熔断器或类似的热元件，本文称为热熔丝106，其具有第三输入侧120，经由PTC电路108的输出路径105耦合到第一PTC设备102的第一输出侧114和第二PTC设备104的第二输出侧118。
[0023]根据本公开的各种实施例，术语PTC设备可以指由正温度系数(PTC)材料形成的设备，其中PTC设备是可复位设备，其作用通过在给定温度(通常称为跳闸温度)下表现出电阻率的大幅增加来限制电流。在特定实施例中，第一PTC设备102和第二PTC设备104中的一个或多个可以由聚合物PTC材料(PPTC)材料形成。合适的PTC材料或PPTC材料可包括由一种或多种合适的聚合物形成的聚合物基体，以及导电填料，诸如碳、金属粉末、石墨烯或其他已知填料。材料特性，诸如正常状态电阻率，可以通过调整导电填料相对于整个PTC材料(包括聚合物基体在内)的相对百分比来定制。
[0024]关于用于PTC设备的聚合物基体，根据非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热保护电路，包括：第一PTC设备，其布置在PTC电路中，并且具有耦合到所述PTC电路的输入路径的第一输入侧，并且具有耦合到所述PTC电路的输出路径的第一输出侧；第二PTC设备，其布置在所述PTC电路中，并且具有耦合到所述PTC电路的输入路径的第二输入侧，并且具有耦合到所述PTC电路的输出路径的第二输出侧；以及热熔丝，其具有第三输入侧，所述第三输入侧经由所述PTC电路的输出路径耦合到所述第一PTC设备的第一输出侧和所述第二PTC设备的第二输出侧。2.根据权利要求1所述的热保护电路，其中，所述第一PTC设备包括第一跳闸温度，并且其中所述第二PTC设备包括大于所述第一跳闸温度的第二跳闸温度。3.根据权利要求2所述的热保护电路，其中，所述第一PTC设备包括聚乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯
‑
四氟乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯酯、乙烯和丙烯酸共聚物、乙烯
‑
丙烯酸丁酯共聚物、聚己内酯、聚氨酯、聚酯或其组合。4.根据权利要求2所述的热保护电路，其中，所述第二PTC设备包括聚乙烯、聚偏氟乙烯、全氟烷氧基烷烃、乙烯
‑
四氟乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯酯、乙烯和丙烯酸共聚物、乙烯
‑
丙烯酸丁酯共聚物或其组合。5.根据权利要求1所述的热保护电路，其中，所述第二PTC设备与所述热熔丝热接近。6.根据权利要求1所述的热保护电路，其中，所述第一PTC设备包括第一跳闸温度PTC
T1
，其中所述第二PTC设备包括第二跳闸温度PTC
T2
，其中所述热熔丝包括熔化温度T
M
，其中，PTC
T1
＜T
M
＜PTC
T2
。7.根据权利要求1所述的热保护电路，其中，所述第一PTC设备的第一电阻率小于所述第二PTC设备的第二电阻率。8.一种提供热保护的方法，包括：通过保护电路传导电流，所述保护电路包括在PTC电路内以彼此电气并联的方式布置的第一PTC设备和第二PTC设备，并且还包括与所述PTC电路电气串联布置的热熔丝；以及响应于异常状况，将所述第一PTC设备从正常状态改变为跳闸状态，其中，在所述PTC设备从正常状态改变到跳闸状态之后，所述第二PTC设备从正常导电状态转变为跳闸状态；并且其中，所述第二PTC设备致使所述热熔丝熔化。9.根据权利要求8所述的方法，其中：所述第一PTC设备具有耦合到所述PTC电路的输入路径的第一输入侧，并且具有耦合到所述PTC电路的输出路径的第一输出侧；所述第二PTC...

【专利技术属性】
技术研发人员：山冈俊和，水上阳平，陈建华，维尔纳，
申请(专利权)人：力特保险丝公司，
类型：发明
国别省市：