专利名称：电路正温度系数特性自恢复保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电路保护领域，特别涉及电路过载保护装置技术领域，具体是指一种电路正温度系数特性自恢复保护装置。
背景技术：
正温度系数(PTC， Positive Temperature Coe伍cient)特性热敏电阻目前已广泛用于各种电路中过流、过载或过热等故障保护。当电路正常工作时，PTC热敏电阻阻值Ro ( 0.1。以下)非常小不阻碍电流通过；而当电路出现过流、过载或过热等故障时，热敏电阻表面温度迅速上升，超过开关温度时其阻值瞬间升至Ri (100Q以上)，从而及时限制电路电流到很低水平保护电路；当故障排除后，PTC热敏电阻迅速冷却并恢复到原低阻状态，电路恢复正常后此热敏电阻可再次重复使用。但是，PTC热敏电阻元件难以显示工作状态，而且在保护过程中往往需专业技术人员检查才能判断电路工作状态，从而给排除电路故障造成较多的时耗和能耗。
另外，在现有技术中，目前具有指示功能的过流保护器件一般采用双金属片热断路器。但是，在电路故障未排除时双金属片热断路器会间隔性复位，导致其触点易烧毁或焊死，这样存在电路设备过电流损坏的危险，且复位时产生的电磁干扰可能导致双金属热断路器与电子控制系统不相容，因而具有较大安全隐患
实用新型内容
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本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够明显显示工作状态、
在故障期间保持关断状态不会复位、可重复使用、结构简单、工作性能稳定可靠、适用范围
较为广泛的电路正温度系数特性自恢复保护装置。
为了实现上述的目的，本实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置具有如下构成该电路正温度系数特性自恢复保护装置，包括外部壳体和设置于该外部壳体内的二个电
极，该二个电极均部分穿出该外部壳体，其主要特点是，所述的外部壳体中还设置有正温度
系数特性热敏电阻功能模块，所述的正温度系数特性热敏电阻功能模块与所迷的二个电极均电连接。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的正温度系数特性热敏电阻功能模块包括正温度系数特性热敏电阻、第一电阻、第一发光体和第二发光体，所述的第一发光体和第二发光体并联，并与所述的第一电阻串联后并联跨接于该正温度系数特性热敏电阻两端，所述的正温度系数特性热敏电阻与所述的二个电极均电连接。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的正温度系数特性热敏电阻功能模块中还包括壳顶盖，该壳顶盖活动卡设于所述的外部壳体上，且该壳顶盖两端分别具有第一凹孔和第二凹孔，所述的第一电阻卡设于第一凹孔中，所述的第一发光体和第二发光体均卡设于第二凹孔中，所述的正温度系数特性热敏电阻嵌设于该壳顶盖的底部定位框中。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的壳顶盖的第 一 凹孔与第二凹孔之间设置有第一铜弹片，该壳顶盖的底部设置有第二铜弹片和第三铜弹片，所述的第一铜弹片的两末端分別延伸进入第 一凹孔和第二凹孔并分别抵靠于该第 一 凹孔和第二凹孔的内侧壁，所述的第二铜弹片的末端延伸进入第一凹孔并分别抵靠于该第一凹孔的外侧壁，所述的第三铜弹片的末端延伸进入第二凹孔并分别抵靠于该第二凹孔的外侧壁，所述的第 一 电阻弹性卡设于第 一 凹孔中的第 一铜弹片末端与第二铜弹片末端之间，所述的第 一发光体和第二发光体均弹性卡设于第二凹孔中的第 一铜弹片末端与第三铜弹片末端之间，该第 一 电阻通过该第二铜弹片与所述的正温度系数特性热敏电阻相导通连接，且该第 一发光体和第二发光体均通过该第三铜弹片与所述的正温度系数特性热敏电阻相导通连接。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的壳顶盖通过倒扣式卡钩结构活动卡设于外部壳体上。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的正温度系数特性热敏电阻包括正温度系数高分子聚合物层和压合设置于该正温度系数高分子聚合物层正反两面的电极铜箔层，所述的各个电极铜箔层上均焊接贴合有铜电极板。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的二个电极均为插片式铜电极，所述的正温度系数特性热敏电阻弹性夹持于该二个插片式铜电极之间。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的第一电阻为表面贴装式电阻。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的第一发光体和第二发光体均为表面贴装式发光二极管。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的第 一发光体可以为具有正负极的表面贴装式第一发光二极管，第二发光体可以为具有正负极的表面贴装式第二发光二极管，所述的第一发光二极管和第二发光二极管按电极相反方向并联。
该电路正温度系数特性自恢复保护装置中的第一发光体和第二发光体也可以均为无正负极贴片式发光体。
采用了该实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置，具有下迷优越的技术效果(1 ) LED灯指示电路工作，易检查、分析当前电路工作状态，便于及时排查故障，从
而为故障的排查减少大量时耗和能耗；
(2)PTC热敏电阻工作时阻值Ro在0.1Q以下，不阻碍工作电流通过，当过流、过栽或
过热等故障出现时，PTC热敏电阻因发热使自身温度迅速上升至开关温度，此时PTC热敏电
阻为F^呈高阻状态，及时限制电路中电流达到过流或过栽保护目的；
(3 )PTC热敏电阻动作时间短，能及时防止电路中电子元件因过流、过栽或过热而损坏；(4) PTC热敏电阻初始电阻很小(O.IQ以下)，整个保护装置在正常电路中产生的能耗
极少；
(5 )在故障未排除期间PTC热敏电阻始终不会复位而保持高阻状态，因此起限流作用，该保护装置不会出现如双金属片热短路器内触点间歇性复位现象，其不易出现被烧损或炫焊等不良缺陷，其使用寿命相对较长，从而能长期、有效、安全地保护电路；
(6) 产品尺寸小、易安装且相对双金属片热断路器价格低廉，可直接取代各类汽车及工程机械电气电路中总保险盒内保护装置，具有良好的经济效益；
(7) 产品整体固体构架，具有高抗振动、抗冲击性能，在高振动、高沖击环境下其性能保持不变；
(8) 产品可广泛应用于各类汽车(轿车、客用汽车及栽货卡车等)、工程机械(起重机、施工机械等)及船舶内电气电路中总保险盒的过流、过载或过热等故障保护装置。
图1为本实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置的内部结构剖视图。图2为本实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置的侧面局部剖视图。图3为图1中A-A向剖视示意图。图4为图3中B-B向剖^见示意图。
图5为本实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置的俯视图。
图6为本实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置的整体外形示意图。
图7为本实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置中正温度系数特性热敏电阻功能模块的电路原理图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1至图7所示，该电路正温度系数特性自恢复保护装置，包括外部壳体和设置于该外部壳体8内的二个电极7，该二个电极7均部分穿出该外部壳体8，其中，所述的外部壳体8中还设置有正温度系数特性热敏电阻功能模块，所述的正温度系数特性热敏电阻功能模块与所述的二个电极7均电连接。
其中，该正温度系数特性热敏电阻功能模块包括正温度系数特性热敏电阻11、第一电阻Rl、第一发光体和第二发光体，所迷的第一发光体LED1和第二发光体LED2并联，并与所述的第一电阻R1串联后并联跨接于该正温度系数特性热敏电阻1两端，所述的正温度系数特性热敏电阻1与所述的二个电极7均电连接，其中，该二个电极7均为插片式铜电极7,所述的正温度系数特性热敏电阻1弹性夹持于该二个插片式铜电极7之间；该第一电阻Rl为表面贴装式电阻，该第一发光体可以为具有正负极的表面贴装式第一发光二极管LED1，第二发光体可以为具有正负极的表面贴装式第二发光二极管LED2,所述的第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2按电极相反方向并联；同时，该第一发光体和第二发光体也可以均为无正负41贴片式发光体。
而且，该正温度系数特性热敏电阻功能模块中还包括壳顶盖5，该壳顶盖5活动卡设于所述的外部壳体8上，且该壳顶盖6两端分别具有第一凹孔和第二凹孔，所述的第一电阻R1卡设于第一凹孔中，所述的第一发光体和第二发光体均卡设于第二凹孔中，所述的正温度系数特性热敏电阻1嵌设于该壳顶盖5的底部定位框中。
其中，所述的壳顶盖5的第一凹孔与第二凹孔之间设置有第一铜弹片4，该壳顶盖的底部设置有第二铜弹片6和第三铜弹片，所述的第一铜弹片4的两末端分别延伸进入第一凹孔和第二凹孔并分别"^氐靠于该第一凹孔和第二凹孔的内侧壁，所述的第二铜弹片6的末端延伸进入第一凹孔并分别抵靠于该第一凹孔的外侧壁，所迷的第三铜弹片的末端延伸进入第二凹孔并分别抵靠于该第二凹孔的外側壁，所迷的第一电阻Rl弹性卡设于第一凹孔中的第一铜弹片4末端与第二铜弹片6末端之间，所述的第一发光体和第二发光体均弹性卡设于第二凹孔中的第一铜弹片4末端与第三铜弹片末端之间，该第一电阻Rl通过该第二铜弹片6与所述的正温度系数特性热敏电阻1相导通连接，且该第一发光体和第二发光体均通过该第三铜弹片与所述的正温度系数特性热敏电阻1相导通连接。同时，该壳顶盖5通过倒扣式卡钩结构活动卡设于外部壳体8上，所迷的正温度系数特 性热敏电阻1包括正温度系数高分子聚合物层和压合设置于该正温度系数高分子聚合物层正 反两面的电极铜箔层，所述的各个电极铜箔层上均焊接贴合有铜电极板。在实际使用当中，本实用新型的正温度特性自恢复保护装置直接串联于电路中使用，其 主要由正温度系数(PTC, Positive Temperature Coe伍cient)特性热敏电阻1和包含两只表面 贴装式发光二极管(LED, Light Emitting Diode) 3、 一个表面贴装式电阻2的组合件并联于 一起，所述两只LED灯按电极相反方向并联于一起，具体请参阅图7所示。在电路正常工作时，内部PTC热敏电阻1阻值Ro很小(O.IQ以下)，另贴装式电阻2阻 值很大(相当于PTC热敏电阻动作后R(),使得绝大部分电流通过PTC线路，整个单元组件 不阻碍电流通过，同时，通过LED灯3电流极小使其不发光；当电路因出现过流、过载或过 热等故障时，PTC热敏电阻1瞬间动作使其阻值变至Ri (100Q以上)，使整个单元组件内总 阻值亦很大，从而及时限流保护电路，另外，电路中ab端压降很大使得通过LED灯3电流 达到发光电流值使其发光；当故障排除后，PTC热敏电阻1可迅速恢复至低阻值状态，该保 护装置不阻碍电流通过，此时通过LED灯3电流值降至极小使其不再发亮，即此保护装置可 再次重复使用。本实用新型的正温度特性自恢复保护装置具体由壳顶盖组件> 插片式铜电极7、以及外 形壳体8 (耐高温绝缘工程塑料)等结构件组成。其中壳顶盖組件由PTC热敏电阻1、贴装 式电阻2、两只LED灯3、铜弹片4、壳顶盖5 (耐高温绝缘工程塑料)、及左右各一铜弹片 6等结构件组成。所述的保护装置结构组成如下通过固定在壳顶盖5的铜弹片4将贴装式电阻2与LED灯(按电极相反方向安装)3相 连，并依靠铜弹片4和固定在壳顶盖5底左右各一铜弹片6的预张力分别将贴装式电阻2与 LED灯3夹紧装于在壳顶盖5两端孔内；PTC热敏电阻1在嵌入壳顶盖5底定位框，并通过 左右各一铜弹片6预张力夹紧，通过右侧铜弹片6将LED灯3与PTC热敏电阻1连通，左 側铜弹片6将贴装式电阻2与PTC热敏电阻连通。所述两只插片式铜电极7插装并固定于外 形壳体8底部左右两孔内；壳顶盖组件插装入外形壳体内并通过插片式铜电极7的预张力夹 紧PTC热敏电阻1 ，使其保持充分接触具有良好的导电性'所述壳顶盖5通过倒扣式卡钩将 外形壳体8固定连接，保持整个保护装置固定连为一体。其中，PTC热敏电阻结构組成由PTC高分子聚合物、电极铜箔以及铜电极板等材料组 成，电极铜箔与PTC高分子聚合物以层状排列彼此叠压合在一起'两层电极板经回流焊焊后紧密贴合在电极铜箔上下两侧。整个正常工作时的PTC热敏电阻具有良好的导热导电性。本实用新型的电路正温度系数特性自恢复保护装置主要用于各类汽车(轿车、客用汽车 及载货卡车等)、工程机械(起重机、施工机械等)及船舶内电气电路中总保险盒的过流、过 载或过热等故障保护装置，依据各实际使用电路中额定电流选取适当维持电流之正^度系数 特性自恢复保护装置型号，其保护装置维持电流大小与外壳颜色为一一对应(备注正温度 系数特性自恢复保险器之插片式电极尺寸、与维持电流一一对应的外壳颜色参照SAE( Society of Automotive Engineers) J2077设计)。下面结合具体电路特征说明具体实施情况 实施例1用于轿车电路中总保险盒过流、过载或过热等故障保护装置。本实施例中根据实际使用 电路中额定电流选取适当维持电流之正温度系数特性自恢复保险器型号，依过流、过栽或过 热等故障条件及其电路特征选择:PTC热敏电阻在动作温度为90~ 160。C、最大电压12~58V、 额定电流2 35A、初始电阻0.001范围内选取；贴装式电阻1选择阻值R = 1000Q, 外形尺寸规格为0603; LED灯3额定电流Imm = 1 ~ 10mA,外形尺寸规格为0603。实施例2用于工程机械之一起重机电气电路中总保险盒过流、过载或过热等故障保护装置。本 实施例中根据实际使用电路中额定电流选取适当维持电流之正温度系数特性自恢复保险器型 号，依过流、过载或过热等故障条件及其电路特征选择PTC热每文电阻在动作温度为90 ~ 160°C、最大电压12~58V、额定电流2-35A、初始电阻0.001 ~0.1Ci范围内选取；贴装式 电阻2选择阻值R= IOOOQ，外形尺寸规格为0603; LED灯3额定电流Imin = 1 ~ lOmA，夕卜 形尺寸规格为0603。实施例3 用于轮渡客轮电气电路中总保险盒过流、过栽或过热等故障保护装置。本实施例中根据 实际使用电路中额定电流选取适当维持电流之正温度系数特性自恢复保险器型号，依过流、 过载或过热等故障条件及其电路特征选择PTC热敏电阻在动作温度为90~16(TC、最大电 压12 58V、额定电流2 35A、初始电阻0.001 ~ 0.1Q范围内选取；贴装式电阻2选4奪阻值 R= 1000Q,外形尺寸规格为0603; LED灯3额定电流Imin = 1 ~ 10mA,外形尺寸规格为0603。采用了上述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，具有下述优越的技术效果 (l)LED灯指示电路工作，易检奎、分析当前电路工作状态，便于及时排查故障，从 而为故障的排查减少大量时耗和能耗；(2) PTC热敏电阻工作时阻值Ro在O.lQ以下，不阻碍工作电流通过，当过流、过载或 过热等故障出现时，PTC热敏电阻因发热使自身温度迅速上升至开关温度，此时PTC热敏电 阻为R,呈高阻状态，及时限制电路中电流达到过流或过载保护目的；(3 )PTC热敏电阻动作时间短，能及时防止电if各中电子元件因过流、过载或过热而损坏； (4) PTC热敏电阻初始电阻很小(o.m以下)，整个保护装置在正常电路中产生的能耗极少；(5 )在故障未排除期间PTC热敏电阻始终不会复位而保持高阻状态，因此起限流作用， 该保护装置不会出现如双金属片热短路器内触点间歇性复位现象，其不易出现被烧损或熔焊 等不良缺陷，其使用寿命相对较长，从而能长期、有效、安全地保护电路；(6) 产品尺寸小、易安装且相对双金属片热断路器价格低廉，可直接取代各类汽车及工 程机械电气电路中总保险盒内保护装置，具有良好的经济效益；(7) 产品整体固体构架，具有高抗振动、抗冲击性能，在高振动、高冲击环境下其性能 保持不变；(8) 产品可广泛应用于各类汽车(轿车、客用汽车及载货卡车等)、工程机械(起重机、 施工机械等)及船舶内电气电路中总保险盒的'过流、过栽或过热等故障保护装置。在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附
权利要求1、一种电路正温度系数特性自恢复保护装置，包括外部壳体和设置于该外部壳体内的二个电极，该二个电极均部分穿出该外部壳体，其特征在于，所述的外部壳体中还设置有正温度系数特性热敏电阻功能模块，所述的正温度系数特性热敏电阻功能模块与所述的二个电极均电连接。
2、 根据权利要求1所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在于，所述的正 温度系数特性热敏电阻功能模块包括正温度系数特性热敏电阻、第一电阻(Rl)、第一发光 体和第二发光体，所述的第一发光体和第二发光体并联，并与所述的第一电阻(Rl )串联后 并联跨接于该正温度系数特性热敏电阻两端，所述的正温度系数特性热敏电阻与所述的二个 电极均电连接。
3 、根据权利要求2所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在于，所述的正 温度系数特性热敏电阻功能模块中还包括壳顶盖，该壳顶盖活动卡设于所述的外部壳体上， 且该壳顶盖两端分别具有第一凹孔和第二凹孔，所述的第一电阻(Rl)卡设于第一凹孔中， 所述的第一发光体和第二发光体均卡设于第二凹孔中，所述的正温度系数特性热敏电阻嵌设 于该壳顶盖的底部定位框中。
4、 根据权利要求3所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在于，所述的壳 顶盖的第一凹孔与第二凹孔之间设置有第一铜弹片，该壳顶盖的底部设置有第二铜弹片和第 三铜弹片，所述的第一铜弹片的两末端分别延伸进入第一凹孔和第二凹孔并分别抵靠于该第 一凹孔和第二凹孔的内侧壁，所述的第二铜弹片的末端延伸进入第一凹孔并分别抵靠于该第 一凹孔的外侧壁，所述的第三铜弹片的末端延伸进入第二凹孔并分别抵靠于该第二凹孔的外 侧壁，所述的第一电阻(Rl)弹性卡设于第一凹孔中的第一铜弹片末端与第二铜弹片末端之 间，所述的第 一发光体和第二发光体均弹性卡设于第二凹孔中的第一铜弹片末端与第三铜弹 片末端之间，该第一电阻(Rl)通过该第二铜弹片与所述的正温度系数特性热敏电阻相导通 连接，且该第一发光体和第二发光体均通过该第三铜弹片与所述的正温度系数特性热敏电阻 相导通连接。
5、 根据权利要求3所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在于，所述的壳顶盖通过倒扣式卡钩结构活动卡设于外部壳体上。
6、 根据权利要求2至5中任一项所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在 于，所述的正温度系数特性热敏电阻包括正温度系数高分子聚合物层和压合设置于该正温度系数高分子聚合物层正反两面的电极铜箔层，所述的各个电极铜箔层上均焊接贴合有铜电极 板。
7、 根据权利要求2至5中任一项所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在 于，所述的二个电极均为插片式铜电极，所述的正温度系数特性热敏电阻弹性夹持于该二个 插片式铜电极之间。
8、 根据权利要求2至5中任一项所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在 于，所述的第一电阻(Rl )为表面贴装式电阻。
9、 根据权利要求2至5中任一项所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征在 于，所述的第一发光体为具有正负极的表面贴装式第一发光二极管(LED1 )，第二发光体为 具有正负极的表面贴装式第二发光二极管(LED2)，所述的第一发光二极管(LED1 )和第二 发光二极管(LED2)按电极相反方向并联。
10、 根据权利要求2至5中任一项所述的电路正温度系数特性自恢复保护装置，其特征 在于，所述的第一发光体和第二发光体均为无正负极贴片式发光体。
专利摘要本实用新型涉及一种电路正温度系数特性自恢复保护装置，包括外部壳体和设置于该外部壳体内的二个电极，该二个电极均部分穿出该外部壳体，其中外部壳体中还设置有正温度系数特性热敏电阻功能模块，正温度系数特性热敏电阻功能模块与所述的二个电极均电连接。采用该种结构的电路正温度系数特性自恢复保护装置，为故障的排查减少大量时耗和能耗，及时限制了电路中电流达到过流或过载从而有效防止了电路中电子元件因过流、过载或过热而损坏，同时在正常电路中产生的能耗极少，不易出现被烧损或熔焊等不良缺陷，使用寿命相对较长，具有良好的经济效益，在高振动、高冲击环境下性能稳定，可广泛应用于各类汽车、工程机械及船舶内电气电路中。
文档编号H01C7/13GK201387777SQ200820157139
公开日2010年1月20日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者史宇正, 王鹏兴, 黄金华 申请人:上海科特高分子材料有限公司