一种应用于开关电源的贴片式熔断器的制作方法

本发明涉及熔断器技术领域，具体的说是一种应用于开关电源的贴片式熔断器。

背景技术：

随着电力电子技术的发展，电源模块在各个领域得到了广泛的应用，开关电源更是逐步取代了线性电源，成为主流电源。设备的动力以主要是开关电源提供，开关电源的性能指标之一就是熔断器的使用。

熔断器为常用的电气元器件，在电路中起到保护作用。一般熔断器电路过载时，通过熔断电流致使熔体发热快速熔断熔体从而断开电路实现电路保护。表面贴装过电流熔断器具有尺寸小、安装方便等特点，当电路中的电流超过了设备使用的安全值时，电路中串接的表面贴装过电流熔断器中的熔丝会因电流过大发热而熔断，及时断开了电路，避免电路中的开关电源的损坏。

随着开关电源的越来越多，越来越小，熔断器的便利性、安全性、可靠性以及电路的保护越来越受到研发人员和使用者的重视。尤其是在开关电源保护中，需要达到开关电源的严格要求：熔断器特性应当干净利落，断后电阻高，整个熔断过程在封装里面进行，抑制电弧的特性应当良好，并且能够承受冲击和振动。由于智能设备在调试过程中需要更换不同熔断电流的贴片式熔断器，同时也可能需要熔断器的并联使用或者多级熔断使用，由于调试的需要，应该能够快速的更换熔断器，保证研发的效率。

但是由于pcb焊盘焊接次数的限制，需要尽可能避免经常对熔断器的焊盘进行加热焊接。分断能力是指在额定电压下，熔断器能够安全断开电路，并且不发生破损时的最大电流值。当熔断器熔断时需要快速干净的分离。不受其他的影响。然而现有的贴片式熔断器，只能有一种熔断丝，只有一个熔断电流，如果想并联使用或者想多级熔断，需要多个熔断器并联或者多个熔断器组合构成多级熔断，不仅浪费pcb的空间，还耽误了时间，同时现有的熔断器的熔断由于材料和空间的限制也有可能不能快速干净的熔断。另外，现有的熔断器一旦损坏，只能认为的去更换整个熔断器，不仅麻烦，而且影响pcb的寿命。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种应用于开关电源的贴片式熔断器，具有快速干净的熔断能力，同时能够满足研发者对多个熔断器的要求或者多级熔断不同熔断电流并联的要求。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种应用于开关电源的贴片式熔断器，包括熔断器更换部分和熔断器焊接部分；

所述熔断器更换部分包括上基板、熔断器主体和锁扣的卡扣；所述熔断器主体有若干个，固定安装在所述上基板的内腔中；所述熔断器主体的槽体接插部分外露于所述上基板的下部；所述锁扣的卡扣连接在所述上基板的下部；

所述熔断器焊接部分包括下基板、第一端面电极、第二端面电极、金属插槽和锁扣的卡槽；所述第一端面电极和第二端面电极分别固定在所述下基板的左右两端，并全部或部分外露于所述下基板；所述金属插槽设置在所述下基板的上部，且数量和大小对应于所述熔断器主体，用于插接所述熔断器主体的槽体接插部分；所述锁扣的卡槽连接在所述下基板的上部，对应于所述锁扣的卡扣；

所述上基板通过所述锁扣连接所述下基板。

所述上基板包括一体成型的上盖板、左盖板、右盖板、前盖板和后盖板，还包括底盖板，所述底盖板连接所述左盖板、右盖板、前盖板和后盖板；所述底盖板的中部由前盖板向后盖板方向具有三角锥形的凸起部分，且还设有与所述熔断器主体相对应的圆形开口。

所述下基板包括一体成型的左面盖板、右面盖板、前面盖板、后面盖板和底面盖板，还包括上面盖板，所述上面盖板设有与所述底盖板的凸起部分相对应的三角锥形槽，且还设有与所述圆形开口对应的开口，所述开口内设置所述金属插槽。

还包括偶数个弹性元件，所述弹性元件的一端连接所述左面盖板/右面盖板的内壁，另一端连接所述三角锥形槽。

所述锁扣包括卡扣和卡槽；

所述卡扣为带有突起部分的片状结构，所述片状结构的下半部分带有缺口；

所述卡槽的两侧带有与所述卡扣的突起部分相匹配的卡口，所述卡扣的宽度小于所述卡口的口径。

所述熔断器主体包括槽体接插部分、第一灭弧腔体、第二灭弧腔体和熔断丝；所述第一灭弧腔体和槽体接插部分均为两个，所述第二灭弧腔体的两端连接所述第一灭弧腔体，所述第一灭弧腔体连接所述槽体接插部分；所述熔断丝穿过所述第一灭弧腔体和第二灭弧腔体，并连接所述槽体接插部分。

所述第一灭弧腔体9-2和第二灭弧腔体均为密封结构，且装有不同的灭弧材料。

还包括拉环，连接所述上基板的外壁。

本发明具有以下优点及有益效果：

1、本发明具有快速干净的熔断能力，同时能够满足研发者对多个熔断器的要求或者多级熔断不同熔断电流并联的要求，而且不需要每次对pcb进行焊接，就可以更换熔断器的熔断丝，同时具有多灭弧装置，因此熔断器不仅性能高，可靠性强，满足各种研发需要，降低了研发成本，减少了研发时间，给研发和产品应用带来了方便。

2、本发明采用了熔断器焊接部分和熔断器更换部分分离的结构方式，焊接部分一直焊接在pcb板上，不再更换，只更换熔断器主体部分，实现了熔断器可更换的特性，提高了pcb的使用寿命，提高了熔断器的适用性，增加了熔断器的可操作性能，而且电路搭建简单可靠，操作方便。

3、本发明采用了熔断器主体不同结构的类型，实现了一个或者多个熔断丝在一个熔断器里，有利于熔断器的并联使用或者不同熔断电流的多级使用，提高了使用电路的简单性，增加了研发的便利性，减少了pcb的应用空间。

4、本发明的熔断器焊接部分和熔断器更换部分采用了锥圆体的接触形式，以及两边增加了锁扣结构，保证了两部分的有效接触，提高了熔断器的可靠性。

5、本发明的熔断器焊接部分和熔断器更换部分采用了斜插模式，以及弹性元件，保证了两部分的锁紧，增强了熔断器的运输性能，以及增加了整个产品对力学环境的适用性。提高了熔断器的稳定性。

6、本发明采用了两个灭弧腔体的结构，分别装不同的灭弧材料，保证了熔断器快速干净的熔断，提高了对电路的保护特性，增加了电路的安全性能。

附图说明

图1为本发明的熔断器的整体结构示意图；

图2为本发明的熔断器的侧面结构图；

图3为本发明的熔断器更换部分的整体结构图；

图4为本发明的熔断器可更换部分的上切面图；

图5为本发明的熔断器焊接部分切的面图；

图6为本发明的熔断器内部的弹性元件的结构图；

图7为本发明的熔断器内部的锁扣的结构图；

图8为本发明的熔断器内部的金属卡槽的结构图；

图9为本发明的熔断器内部的熔断器主体的结构图。

其中，1为上基板，2为下基板，3为第一端面电极，4为第二端面电极，5为熔断器更换部分，6为弹性元件，7为锁扣，7-1为卡扣，7-2为卡槽，8为金属插槽，9为熔断器主体，9-1为槽体接插部分，9-2为第一灭弧腔体、9-3为第二灭弧腔体，9-4为熔断丝，10为拉环，11为熔断器焊接部分。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种应用于开关电源的贴片式熔断器，包括熔断器更换部分5和熔断器焊接部分11；所述熔断器更换部分5包括上基板1、熔断器主体9和锁扣7的卡扣；所述熔断器主体9有若干个，固定安装在所述上基板1的内腔中；所述熔断器主体9的槽体接插部分外露于所述上基板1的下部；所述锁扣7的卡扣连接在所述上基板1的下部；所述熔断器焊接部分11包括下基板2、第一端面电极3、第二端面电极4、金属插槽8和锁扣7的卡槽；所述第一端面电极3和第二端面电极4分别固定在所述下基板2的左右两端，并全部或部分外露于所述下基板2；所述金属插槽8设置在所述下基板2的上部，且数量和大小对应于所述熔断器主体9，用于插接所述熔断器主体9的槽体接插部分；所述锁扣7的卡槽连接在所述下基板2的上部，对应于所述锁扣7的卡扣；所述上基板1通过所述锁扣7连接所述下基板2。

上基板1与拉环10连接在一起，熔断器主体9嵌入或者安装在上基板1的腔体内，槽体接插部分9-1裸露在上基板1的外面。锁扣7的卡扣部分与上基板1相连接。下基板2与第一端面电极3、第二端面电极4连接，同时与锁扣7的卡槽部分相连；弹性元件6以及金属插槽8安装或嵌入到下基板2的腔体中。

上基板1可以通过具有特定形状的成型模具将原材料冷压或热压形成除了底盖板之外所需的接触面，然后再固化成形；或者也可以先固化材料后通过蚀刻或机械加工的方式实现腔体。如果有需要可以对腔体添加隔热绝缘的填充物，填充物的体积要考虑熔断器主体9的移动轨迹。上基板1的底盖板需要加工成一个具有三角锥形的突起部分，同时需要根据熔断器主体9的数量，把底盖板做成具有圆形的开口。保证与熔断器主体9紧密结合。上基板1主要包括图1所示的前后左右以及上下，六个面的盖板。六个盖板组成了一个腔体或者是具有内壁填充物六个盖板组成了一个实体腔体。内壁填充物要保证熔断器主体9的结构空间。上基板1主要是对熔断器主体9进行外围的结构固定以及保护，防止其他外来物体对熔断器主体9的磕碰，提高熔断器的性能和寿命。

下基板2可以通过具有特定形状的成型模具将原材料冷压或热压形成出上面盖板外的所需的接触面，然后再固化成形；或者，也可以先固化材料后通过蚀刻或机械加工的方式实现腔体，如果有需要可以对腔体添加隔热绝缘的填充物，上面盖板需要加工成与上基板的底盖板相结合的三角锥形槽，同时根据金属插槽8的数量加工与之配合的圆口，保证熔断器上下部分的结合。下基板2包括图1所示的前后左右以及上下六个面的面盖板。六个面盖板组成了一个腔体或者是具有内壁填充物六个盖板组成了一个实体腔体。下基板2主要是第一端面电极3、第二端面电极4的载体，起到固定和承载第一端面电极3、第二端面电极4的作用。像上基板1一样，下基板2是可以空的腔体或者是一个具有内壁填充物的腔体，但是要保证弹性元件6、金属插槽8的空间。

第一端面电极3、第二端面电极4通过金属铜薄片压合或溅射电镀的方式在所述下基板2的前后左右面盖板形成金属薄层，再对该金属薄层按照所需尺寸蚀刻出表面端电极。第一端面电极3、第二端面电极4可以包裹在前后左右面盖板的周围，或者是镶嵌于前后左右面盖板。第一端面电极3、第二端面电极4主要用于与pcb的焊盘进行焊接。保证熔断器与pcb能够有效的结合。

如图3所示，熔断器更换部分5主要包括上基板1、锁扣7的卡扣部分、熔断器主体9和拉环10，主要用于更换熔断器的熔断部分，可以根据实际需要更换不同的熔断电流的熔断部分。实现了熔断器可更换的特性，提高了熔断器的适用性，增加了熔断器的可操作性能。

如图6所示，弹性元件6安装在熔断器焊接部分11斜插槽旁边。通过弹性元件6自身的弹力和变形，对斜插槽起到固定和锁紧的目的，弹性元件的数目是偶数个。此设计增加了熔断器焊接部分11和熔断器更换部分5的贴合能力，提高了熔断器的稳定性，保证了熔断器各个点有效的接触，加强了熔断器的可靠性。以及增加了整个产品对力学环境的适用性。

如图7所示，锁扣7主要包括卡扣7-1和卡槽7-2。卡扣7-1设计为带有突起部分的片状组成，卡扣7-1的片状下半部分制作成带缺口的形状。卡槽7-2加工成两侧带有与卡扣7-1突起部分相匹配的卡口，同时卡扣片状体积(宽度)稍稍小于卡口的口径。当卡扣7-1向下插时，突起部分卡到卡口处，保证锁紧；当分离时，一手按压突起部分，一手拉动拉环10，使之分离。锁扣7为绝缘隔热材料，主要采用的是接插卡扣锁紧的设计，与弹性元件6配合，保证熔断器的更换部分和焊接部分能够良好的接触，锁紧，保证熔断器更换部分在使用过程中不移动，提高了熔断器的安全性和可靠性。

如图8所示，金属卡槽8是一种圆锥形的金属槽体，通过成型模具铸造而成，保证槽体内部的光滑。其主要有以下两个作用：(1)方便熔断器主体9的槽体接插部分9-1能够快速准确的插进卡槽；(2)有利于熔断器焊接部分11和熔断器更换部分5有效接触，保证点点接触，提高了熔断器的稳定性能。

如图9所示，熔断器主体9包含槽体接插部分9-1，第一灭弧腔体9-2、第二灭弧腔体9-3和熔断丝9-4；熔断丝9-4穿过第一灭弧腔体9-2和第二灭弧腔体9-3，第一灭弧腔体9-2与第二灭弧腔体9-3相连接，第二灭弧腔体9-3与槽体接插部分9-1连接，槽体接插部分9-1与熔断丝9-4连接。第一灭弧腔体9-2和第二灭弧腔体9-3为绝缘隔热材料，且相对密封，槽体接插部分9-1为金属导体。熔断器主体9实现了一个或者多个熔断丝在一个熔断器里，有利于熔断器的并联使用或者不同熔断电流的多级使用，提高了使用电路的简单性。熔断器主体9采用了第一灭弧腔体9-2和第二灭弧腔体9-3两个灭弧腔体的结构，分别装不同的灭弧材料，保证了熔断器快速干净的熔断，提高了对电路的保护特性，增加了电路的安全性能。

拉环10用于在熔断器更换部分运输，或者更换，有利于保护熔断器更换部分的其他结构，提高了更换的便捷性能。

如图5所示，熔断器焊接部分11包含下基板2、第一端面电极3、第二端面电极4、弹性元件6、锁扣7的卡槽部分和金属插槽8，保证了熔断器焊接部分11一直焊接在pcb板上，不再更换，只更换熔断器主体部分，提高了pcb的使用寿命，降低了研发的成本。

如图2、4、5所示，熔断器的成体可以是只含有一个槽体接插部分9-1的熔断器更换部分5和一个金属插槽8的熔断器焊接部分(图2(b))，也可是两个(图2(c))，或者是三个(图2(a))，乃至多个。熔断器的整体组成选用取决于具体的应用场景；同时可以把熔断器更换部分5的槽体接插部分9-1的小数值插接到大于或者等于此数值的熔断器焊接部分11的金属插槽8，比如选用含有两个槽体接插部分的熔断器更换部分可以接插到含有两个，三个，甚至多个金属插槽的熔断器焊接部分，此设计方便熔断器的更换，提高了熔断器的通用性能，保证了试验和维修的快速性，降低了研发的成本。

本发明的熔断器的加工流程如下：

(1)按熔断器主体的个数加工除底面盖板以外的上基板，加工底盖板；

(2)按金属插槽的个数加工除顶面盖板以外的下基板，加工顶面盖板，电镀或者嵌入端面电极；

(3)加工拉环，锁扣，金属插槽，熔断器主体，弹性元件；

(4)根据需要向上下基板添加填充物，保证填充物形状与金属插槽8，熔断器主体9相一致；

(5)安装拉环，锁扣的卡扣，熔断器主体在上基板的相应位置，最后安装上基板的底面盖板，组成熔断器更换部分；

(6)安装锁扣的卡槽，弹性元件，金属插槽在下基板的相应位置，最后安装下基板的顶面盖板，组成熔断器焊接部分。

(1)，(2)，(3)步骤没有先后顺序，同时除了熔断丝、金属插槽、端面电极、弹性元件和槽体接插部分外，其他都是绝缘隔热材料制成。