专利名称：节能型大电流低功耗ntc器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能型大电流低功耗NTC器件，广泛应用 于大功率的转换电源、开关电源、UPS电源、各类大功率照明灯具、 电动机软启动等领域。
背景技术：
目前，大功率型NTC热敏电阻器是由电极引线、NTC芯片、包封 材料等组成的分立安装的圆片形元件，应用于电路中起浪涌电流抑制 作用。由于其常温电阻值为0.5 50Q，稳态工作电流为6 60A，在 通电工作时元件自身发热温度升高阻值降低，稳态工作电流下电阻值 为30 300mQ，功率消耗10 20w，元件本体表面温度高达150。C以 上。因此既不利于节能，又对电路中其他元件产生不良影响，难以在 更大电流、较小空间的场合下广泛应用。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的大功率型NTC热敏电阻器功率 消耗大、发热量大、温度高、导通电流能力低的不足，提供一种节能 型大电流低功耗NTC器件，该器件不仅能起到浪涌电流抑制的作用， 而且工作电流大、消耗功率小，工作状态下表面温度低，是节能型大 电流低功耗器件。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种节能型大 电流低功耗NTC器件，包括NTC热敏电阻芯片(l)、定电极片(2)、 动电极片(3)和绝缘外壳(6)，定电极片(2)和动电极片(3)与 NTC陶瓷芯片(1)通过定电极片(2)和动电极片(3)的大接触面 多接触点弹性压力铜片接触实现电气连接，动电极片(3) —端设有双金属片(4)，双金属片(4) 一端部设有动电接点触头(5A)，定 电极片(2) —端延长设有定电接点触头(5B)，定电接点触头(5B) 与动电接点触头(5A)之间设有触头间隙(5C)，上述双金属片(4)、 动电接点触头(5A)和定电接点触头(5B)构成双金属热自保开关 (7)，热自保开关(7)与NTC芯片(1)通过定电极片(2)和动电 极片(3)并联。
所述的NTC热敏电阻芯片(1)由高性能NTC热敏电阻陶瓷基 片、烧渗于陶瓷基片的导电层银电极和涂覆于基片和银电极上的抗氧 化涂层组成无引线圆片或方片形结构，大小为015 60rnrnx3.0 15腿或15 60mmxl5 60mmx3.0 15mm，电阻值为0.5 50Q， 稳态工作电流为6 60A。
所述的双金属片(4)形状为条形、L形或U形，双金属片(4) 有效尺寸为10 60mmx2.5 15mmx0.3 5mm，电阻值为0.2 25mQ，电阻率为3.0 162|iQ'cm，工作电流为6 200A，消耗功率 为0.5 10w。
所述的定电极片(2)和动电极片(3)由与外电路焊接的铜镀锡 引出线端子或与外电路螺丝紧固连接的铜镀铬引出线端子和大接触 面多接触点弹性压力片构成。
所述的动电接点触头(5A)与定电接点触头(5B)之间的触头 间隙(5C)为0.2 5mm。
所述的绝缘外壳(6)由相对隔离的固定腔(6A)与热容腔(6B)、 引出线端子出口、盖板和安装孔组成，固定腔(6A)内设有NTC陶 瓷芯片(1)、定电极片(2)和动电极片(3)，热容腔(6B)内设有 热自保开关(7)，热容腔(6B)设置在固定腔(6A)的侧面、下面 或上面。
本实用新型与现有的大功率NTC热敏电阻器相比，其优点是 本实用新型的NTC热敏电阻芯片在通电工作时起浪涌抑制作用 并发热，热量传导到双金属片使之变形弯曲使热自保开关接通并且将NTC陶瓷芯片短路，NTC陶瓷芯片几乎不再有电流流过，电流流经双 金属片使双金属片发热维持电接点触头的可靠接触。双金属片的电阻 值比NTC陶瓷芯片在稳态电流下的电阻值要小很多，因此既可以导通 更大的电流，也可以保持较小的功率消耗，器件本身的温度就降低了 很多，是一种大电流、低功耗的节能型NTC器件。本实用新型不仅能 起到浪涌电流抑制的作用，而且工作电流大、消耗功率小，工作状态 下表面温度低，是节能型大电流低功耗器件。本实用新型利用NTC 热敏电阻芯片及双金属片各自的特有功能进行组合，原理明确、结构 简单、可靠性高，使用范围更广阔。
图l是本实用新型的电路原理图。
图2是本实用新型的实施例之一结构示意图。
图3是本实用新型的实施例之二结构示意图。
图4是本实用新型的实施例之三结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
一种节能型大电流低功耗NTC器件，包括NTC热敏电阻芯片 (1)、定电极片(2)、动电极片(3)和绝缘外壳(6)，定电极片(2) 和动电极片(3)与NTC陶瓷芯片(1)通过定电极片(2)和动电极 片(3)的大接触面多接触点弹性压力铜片接触，动电极片(3) —端 设有双金属片(4)，双金属片(4)端部设有动电接点触头(5A)， 定电极片(2) —端延长设有定电接点触头(5B)，定电接点触头(5B) 与动电接点触头(5A)之间设有触头间隙(5C)，上述双金属片(4)、 动电接点触头(5A)和定电接点触头(5B)构成双金属热自保开关 (7)，热自保开关(7)与NTC热敏电阻芯片(1)通过定电极片(2) 和动电极片(3)形成并联电路连接关系。如图1所示，图中Rt代表 NTC热敏电阻芯片(1)， Kt代表双金属热自保开关(7)。将大功率 NTC热敏电阻陶瓷芯片(1)、热自保开关(7)组装在绝缘外壳(6) 内，在接通电源时，电流由定电极片(2)、 NTC芯片(1)、动电极片(3)形成通路，对电路中的浪涌电流进行抑制，NTC芯片(1) 发热温度升高，热量同时传导到双金属片(4)上，双金属片(4)变 形弯曲接通动电接点触头(5A)与定电接点触头(5B)，热自保开关 (7)闭合，对NTC芯片(1)进行短路。电流流经双金属片(4)使 双金属片(4)发热维持定电接点触头(5B)和动电接点触头(5A) 的可靠接触。
双金属片(4)的几何形状、尺寸及电阻值是根据额定工作电流 设计的，电路中的电流主要由双金属热自保开关(7)形成通路，该 双金属片(4)在额定工作电流下消耗功率发热变形弯曲，维持热自 保开关(7)可靠接通。这样，双金属片(4)只需消耗很小的功率就 能导通较大的工作电流，而NTC陶瓷芯片(1)本身几乎不再消耗功 率。双金属片的电阻值0.2 25mQ比NTC芯片在稳态电流下的电阻 值30 300mQ要小很多，因此既可以导通更大的电流，也可以保持 较小的耗散功率，器件本身的温度低于80°C，是一种节能型大电流 低功耗的器件。
所述的大功率NTC热敏电阻芯片(1)由高性能大功率NTC热 敏电阻陶瓷基片、烧渗于陶瓷基片的导电层银电极、涂覆于基片和电 极上的抗氧化涂层组成，为无引线圆片或方片形结构，其稳态工作电 流下截面功率密度为0.8 4w/cm2，材料常数B值2500 3500，电阻 率p为60 1100Q，mm。烧渗于陶瓷基片的导电层银电极的面积为基 片面积的60 80%，导电层必须均匀、致密、附着牢固，边沿整齐无 缺陷，厚度^12nm。涂覆于基片和电极上的抗氧化涂层致密牢固、柔 性附着，厚度3~6拜，涂层不得妨碍电极的导电性能。与定电极片(2) 和动电极片(3)通过压力接触实现电气连接，其电阻值范围0.5 50Q、 稳态工作电流范围6 60A、尺寸范围0)15 60mmx3.0 15mm或 15 60mmxl5 60mmx3.0 15mm。
NTC热敏电阻芯片(1)是本实用新型能够实现浪涌电流抑制 的核心元件，具有数倍甚至数十倍于稳态工作电流的耐浪涌电流能力，有效的加以利用可以导通更大的电流是本实用新型的关键技术之
一。以圆片形为例例(l)陶瓷基片尺寸015 30mmx3 8mm，电阻 值1.0 50Q，稳态工作电流6 25A，耐浪涌电流6 80A;例(2)陶
流15 45A，耐浪涌电流50 150A;例(3)陶基片尺寸。45 60mmxlO 15mm，电阻值0.5 20Q，稳态工作电流30 60A，耐浪 涌电流120 200A。
所述的双金属热自保开关(7)是本实用新型的又一关键技术， 双金属片(4)具有受热或发热变形弯曲其自由端产生位移、冷却后 恢复原始形状的特性，同时又具有电阻率小、工作温度高的特性，利 用这些特性设计成热自保开关(7)，其由双金属片(4)、定电接点触 头(5B)、动电接点触头(5A)和触头间隙(5C)组成。
所述的定电极片(2)和动电极片(3)由电极引出线端子和大接 触面多接触点弹性压力片构成，定电极片(2)电极引出线端子的设 计必须兼顾安装可靠性和导电能力其引出线端子可设计为焊接式或 螺丝紧固式连接；与NTC陶瓷芯片(1)压力接触处设计为大接触面、 多接触点的弹性压力片形式，定电接点触头(5B)可铆接或焊接在 定电极片(2) —端延长端子线上，动电极片(3)引出线端子的设计 必须兼顾安装可靠性和导电能力，其引出线端子可设计为焊接式或螺 丝紧固式连接；与NTC陶瓷芯片(1)压力接触处设计为大接触面、 多接触点的弹性压力片形式，还需考虑双金属片(4)的固定端到动 电接点触头的有效长度，双金属片(4)固定端焊接在动电极片(3) 的弹性压力片上以保证热量的良好传导，自由端焊接或铆接动电接点 触头(5A)。定电极片(2)和动电极片(3)材料为铜镀锡或镀铬， 定电接点触头(5B)和动电接点触头(5A)材料为银铜合金。
双金属片(4)是热自保开关(7)的的核心元件。双金属片(4) 材料以电阻型双金属为宜，其电阻率范围为3.0 162^^cm，可在几 何形状及尺寸限定的条件下满足各种电阻值即耗散功率的需要，为了 在较低的温度下产生足够的位移，还需兼顾选择比较大的比弯曲K
12mm，电阻值0.8 30Q，稳态工作电值。双金属片(4)的阻值范围为0.2 25mD;工作电流为6 200A; 功率消耗为0.5 10w;形状为条形、L形或U形，双金属片的有效尺 寸为长度为10 60mm、宽度为2.5 15mm、厚度为0.3 5.0mm。
双金属片(4)应用举例例(l)有效尺寸为10 25mmx2.5 6mmx0.3 3mm，电阻值为0.5 25 mQ，工作电流为6 80A，耗散 功率为0.5 5w;例(2)有效尺寸为20 40mmx4 10mmxi.o 4.0mm， 电阻值为0.3 lmQ，工作电流为70 150A，耗散功率为4 8w;例 (3)有效尺寸为35 60mmx8 15mmx2 5mm，电阻值为0.2 0.5mQ， 工作电流为120 200A，耗散功率为6 10w。
触头间隙(5C)直接影响器件的浪涌电流抑制效果和稳态工作 时的功率消耗即器件表面温度，其间隙为0.2 5mm。
所述的绝缘外壳(6)由相对隔离的固定腔(6A)与热容腔(6B)、 引出线端子出口、盖板和安装孔组成，固定腔(6A)内设有NTC热 敏电阻芯片(1)、定电极片(2)和动电极片(3)，热容腔(6B)内 设有热自保开关(7)，热容腔(6B)设置在固定腔(6A)的侧面、 下面或上面。固定腔(6A)的尺寸结合NTC陶瓷芯片(1)尺寸及定 电极片(2)和动电极片(3)的尺寸确定，确保安装牢固可靠。热容 腔(6B)是热自保开关(7)的工作空间，其大小与散热程度影响着 器件的消耗功率。绝缘外壳(6)材料要求最高工作温度为20(TC 。
如图2 4所示，组装时，将定电极片(2)、动电极片(3)的电 极引出线端子分别从绝缘外壳(6)上各自的出口穿出调整好相互位 置，将NTC陶瓷芯片(1)插入两电极的弹性压片之间，视情况加入 导电、导热胶粘剂或硅脂，确保良好的电接触与热传导，调整好定电 接点触头(5B)和动电接点触头(5A)之间的触头间隙(5C)，用胶 粘剂或螺丝将定电极片(2)和动电极片(3)固定在绝缘外壳(6) 上，然后盖好盖板并固定，组装即完成。
权利要求1、一种节能型大电流低功耗NTC器件，包括NTC热敏电阻芯片(1)、定电极片(2)、动电极片(3)和绝缘外壳(6)，其特征在于定电极片(2)和动电极片(3)与NTC芯片(1)通过定电极片(2)和动电极片(3)的大接触面多接触点弹性压力铜片接触实现电气连接，动电极片(3)一端设有双金属片(4)，双金属片(4)一端部设有动电接点触头(5A)，定电极片(2)一端延长设有定电接点触头(5B)，定电接点触头(5B)与动电接点触头(5A)之间设有触头间隙(5C)，上述双金属片(4)、动电接点触头(5A)和定电接点触头(5B)构成双金属热自保开关(7)，热自保开关(7)与NTC芯片(1)通过定电极片(2)和动电极片(3)并联。
2、 如权利要求1所述的节能型大电流低功耗NTC器件，其特 征在于所述的NTC热敏电阻芯片(1)由高性能NTC热敏电阻陶 瓷基片、烧渗于陶瓷基片的导电层银电极和涂覆于基片和银电极上的 抗氧化涂层组成无引线圆片或方片形结构，大小为015 60mmx3.0 15mm或15 60mmxl5 60mmx3.0 15mm，电阻值为 0.5 50Q，稳态工作电流为6 60A。
3、 如权利要求1所述的节能型大电流低功耗NTC器件，其特 征在于所述的双金属片(4)形状为条形、L形或U形，双金属片(4)有效尺寸为10 60mmx2.5 15mmx0.3 5mm，电阻值为0.2 25mQ，电阻率为3.0 162^iD'cm，工作电流为6 200A，消耗功率 为0.5 10w。
4、 如权利要求1所述的节能型大电流低功耗NTC器件，其特征 在于所述的定电极片(2)和动电极片(3)由与外电路焊接的铜镀 锡引出线端子或与外电路螺丝紧固连接的铜镀铬引出线端子和大接 触面多接触点弹性压力片构成。
5、 如权利要求1所述的节能型大电流低功耗NTC器件，其特征 在于所述的动电接点触头(5A)与定电接点触头(5B)之间的触 头间隙(5C)为0.2 5腿。
6、 如权利要求1所述的节能型大电流低功耗NTC器件，其特征 在于所述的绝缘外壳(6)由相对隔离的固定腔(6A)与热容腔(6B)、 引出线端子出口、盖板和安装孔组成，固定腔(6A)内设有NTC芯 片(1)、定电极片(2)和动电极片(3)，热容腔(6B)内设有热自 保开关(7)，热容腔(6B)设置在固定腔(6A)的侧面、下面或上 面。
专利摘要本实用新型涉及一种节能型大电流低功耗NTC器件，包括NTC热敏电阻芯片、定电极片、动电极片和绝缘外壳，定电极片和动电极片之间设有双金属热自保开关，热自保开关与NTC热敏电阻芯片并联。本实用新型具有以下优点NTC陶瓷芯片在通电工作时起浪涌抑制作用并发热，热量传导到双金属片使之变形弯曲，热自保开关接通。双金属片的电阻值很小，既可以导通更大的电流，也可以保持较小的功率消耗，因此本实用新型不仅能起到浪涌电流抑制的作用，而且工作电流大、消耗功率小，工作状态下表面温度低，是节能型大电流低功耗器件。本实用新型利用NTC热敏电阻芯片及双金属片各自的特有功能进行组合，结构简单、可靠性高，使用范围更广阔。
文档编号H01C7/04GK201355596SQ200920031769
公开日2009年12月2日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者杨宽让 申请人:杨宽让