专利名称：节能ptc起动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种减少电能消耗的PTC起动器，尤其是用于单相异步电动机的起动器。
背景技术：
目前，常用的单相异步电动机起动器是正温度系数热敏电阻起动器(即PTC起动器)，如附
图1所示，其工作原理是PTC电阻与单相电机的起动绕组串联，起动初期PTC处于低阻值状态，有较大的电流通过起动绕组以保证电机起动，同时这个较大的电流通过PTC 使其发热升温，从而使其阻值增大至很大的值，将通过起动绕组的电流减少至很微小值，这个微小的维持电流在电机整个运行期间将一直通过PTC以维持其高温高阻值的状态，并且消耗部分额外的电能。这部分额外电能的功率大小主要决定于PTC芯片体积的大小和高阻值状态对应的温度值(即PTC动作温度值，通常是130 150°C )，减小PTC芯片的体积和降低PTC动作温度值有助于减少额外的能耗。但是，为了满足电机功率容量的要求，不可能将PTC芯片的体积减小太多。另外，PTC芯片动作温度值太低的话将使得电机断电后PTC起动器的复位时间大大延长，甚至在环境温度较高时不能复位。
发明内容为了解决现有PTC起动器能耗较大的问题，本实用新型提供一种节能PTC起动器， 该种PTC起动器具备现有PTC起动器的功能和优点，同时能耗大大减小。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是如附图2所示，将一个体积较大的大PTC芯片PTCl与一个双向可控硅Triac串联，PTCl的一个极与Triac的T2端连接， PTCl的另一个极以及Triac的Tl端连接至电机的起动绕组回路，如图3所示。同时还有一个体积较小的小PTC芯片PTC2，PTC2的一个极连接至PTCl与电机起动绕组回路连接的一极，PTC2的另一个极连接至Triac的触发极G端。在电机起动初期，PTC2的阻值较小，其通过的电流可以让双向可控硅Triac触发导通，PTCl基本上处于完全通电的状态。PTCl发热阻值增大后，其上的电压降升高，这个升高后的电压降同时施加在PTC2上，使PTC2发热并且阻值增大，导致通过PTC2的电流减小，当这个电流减小到不能触发双向可控硅Triac 时，则Triac将会关断，电流将不再通过PTCl，PTCl也就不再产生能耗，此时只有PTC2在产生残余能耗。由于PTC2芯片的体积比PTCl芯片的体积小很多，并且动作温度值较低，因此产生的残余能耗很小。考虑到PTCl在电机起动初期的初始阻值所产生的电压降也施加在PTC2上，如果PTC2芯片的体积太小并且初始阻值太小，则有可能在PTCl芯片阻值增大前PTC2芯片先发热和阻值增大，并且关断双向可控硅Triac，致使电机没有足够时间完成起动过程。但是，PTC2芯片的体积增大将使得其残余能耗增大，还可能导致电机起动完成后PTCl的电流不能可靠关断，另一方面，PTC2的初始阻值太大的话，起动初期通过电机起动绕组的电流有效值将减小，使得电机的起动性能变差。因此，PTC2芯片的体积和初始阻值要限定在一定范围内。本实用新型将PTC2芯片的体积限定在大于4. 4mm3至小于20mm2
3之间，25°C时的初始电阻值限定在1. ^Ω至^Ω之间，并且在温度上升至70 90°C的某个值时电阻值增大一倍。在电机带有运行电容器Cr的场合，为了防止通过双向可控硅Triac的电流变化率过大，提高产品的可靠性，需要增加抑制电流突变的电感线圈L。L与Triac串联连接。在大批量生产时，要保证本实用新型所使用的双向可控硅的触发灵敏度的一致性是较为困难的，为了解决这个问题，Triac的Tl端和触发极G端之间可以连接分流电阻R， 用于调整双向可控硅的触发电流。本实用新型所使用的大PTC芯片PTC2在发生故障时可能会碎裂，并且造成芯片两侧面的弹性接触电极短路接触的后果。为了避免出现此种后果，大PTC芯片的安装方式可以采用防短路结构。具体措施是与PTC芯片的两侧电极面F1、F2接触的弹性接触电极P1、 P2错位布置，也即是两侧电极面的弹性接触电极接触位置不在同一条垂直于电极面的直线上。弹性接触电极与PTC芯片电极面的每一个接触位置所相对的另一侧电极面位置处，都是用绝缘材料支撑，该支撑位置Dl (或者D2)与相对的另一面的电极P2(或者Pl)的接触位置在同一条垂直于电极面的直线Xl (或者X2)上。本实用新型的有益效果是，可以大大减小PTC起动器的能耗，并且采用的元器件参数选择合理，数量较少，工作可靠，成本较低。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是使用现有技术PTC起动器的单相电机的电路原理图。 为起动绕组端， 为运行绕组端，Θ为公共端。图2是本实用新型的电路原理图。图3是本实用新型与电机的连接电路图。图4是用于说明本实用新型的一种优选实施方案，图中所示为大PTC芯片的安装方式所采用的防短路结构。
具体实施方式
在图2中，一个体积较大的大PTC芯片PTCl与一个双向可控硅Triac串联，PTCl 的一个极与iTriac的Τ2端连接，PTCl的另一个极以及Triac的Tl端连接至电机的起动绕组回路。同时还有一个体积较小的小PTC芯片PTC2，PTC2的一个极连接至PTCl与电机起动绕组回路连接的一极，PTC2的另一个极连接至Triac的触发极G端。PTC2的体积限定在大于4. 4mm3至小于20mm3之间，25°C时的初始电阻值限定在UkQ至证0之间，并且在温度上升至70 90°C的某个值时电阻值增大一倍。针对电机带有运行电容器Cr的场合，增加了抑制电流突变的电感线圈L以防止通过双向可控硅Triac的电流变化率过大，提高产品的可靠性。L与Triac串联连接。为了调整双向可控硅Triac的触发电流，Triac的Tl端和触发极G端之间连接有电阻R。在图4所示的本实用新型优选实施方案中，大PTC芯片PTC2的安装方式采用了防短路结构，具体是，与PTC芯片的两侧电极面F1、F2接触的弹性接触电极P1、P2错位布置，
4也即是两侧电极面的弹性接触电极接触位置不在同一条垂直于PTC芯片电极面的直线上。 弹性接触电极与PTC芯片电极面的每一个接触位置所相对的另一侧电极面位置处，都是用绝缘材料支撑，该支撑位置(Dl或者D2)与相对的另一面的弹性接触电极接触位置在同一条垂直于PTC芯片电极面的直线上(XI或者X2)。这种结构设计一方面可以避免在PTC芯片破碎情况下发生两侧面的弹性接触电极短路接触的后果，同时又不会给PTC芯片施加额外的剪切力。CASE为绝缘外壳。
权利要求1.一种节能PTC起动器，其特征是一个体积较大的大PTC芯片与一个双向可控硅串联，大PTC芯片的一个极与双向可控硅的T2端连接，大PTC电阻的另一个极以及双向可控硅的Tl端作为外接端连接至电路的起动回路，同时还有一个体积比大PTC芯片小的小PTC 芯片，小PTC芯片的一个极连接至大PTC芯片作为外接端的一极，小PTC芯片的另一个极连接至双向可控硅的触发极G端，小PTC芯片的体积限定在大于4. 4mm3至小于20mm3之间，小 PTC芯片在25°C时的初始电阻值限定在1. ^Ω至^Ω之间。
2.根据权利要求1所述的一种节能PTC起动器，其特征是大PTC芯片与双向可控硅串联后还与一个电感线圈串联。
3.根据权利要求1所述的一种节能PTC起动器，其特征是双向可控硅的Tl端和触发极G端之间连接有电阻。
4.根据权利要求1所述的一种节能PTC起动器，其特征是在产品组装结构上，与大 PTC芯片的两侧电极面接触的弹性接触电极错位布置，也即是两侧电极面的弹性接触电极接触位置不在同一条垂直于电极面的直线上，弹性接触电极与大PTC芯片电极面的每一个接触位置所相对的另一侧电极面位置处，都是用绝缘材料支撑，该支撑位置与相对的另一面的弹性接触电极接触位置在同一条垂直于电极面的直线上。
专利摘要一种节能PTC起动器，它是将一个体积较大的大PTC芯片与一个双向可控硅串联，大PTC芯片的一个极与双向可控硅的T2端连接，大PTC电阻的另一个极以及双向可控硅的T1端作为外接端连接至电路的起动回路。同时还有一个体积较小的小PTC芯片，小PTC芯片的一个极连接至大PTC芯片作为外接端的一极，小PTC芯片的另一个极连接至双向可控硅的触发极G端。小PTC芯片的体积限定在大于4.4mm3至小于20mm3之间，初始电阻值限定在1.5kΩ至5kΩ之间。电路起动结束后只有小PTC芯片产生残余能耗，由于小PTC芯片的体积很小，并且动作温度较低，因此残余能耗很小。
文档编号H02P1/42GK202150820SQ201120165988
公开日2012年2月22日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者张焕金 申请人:刘惠玲