本实用新型涉及一种以利于PTC电阻高效发挥其性能的多层串联式PTC电阻发热芯。
背景技术：
PTC热敏电阻发热器已广泛地应用于气体、液体等。在这些应用中多为数片甚至数十片PTC电阻并联排列而成，以满足不同功率之要求。在其中各PTC电阻通过两电极片并联连接，也就是说每片PTC电阻都承受相同的电压，即发热器的额定电压。各片PTC电阻各自工作，其电压相同而电流可能各不相同。这种方式避免了串联连接因各片PTC电阻性能差异及环境的差异，升温速度不一造成电压分配不均。升温越快的PTC片所承受的电压越高，电压越高升温就越快，直至承受高电压的PTC电阻片因过热而击穿，而承受低电压的PTC电阻片因电压过低而几乎不发热。因此，现有此类PTC电阻发热器中PTC电阻片都采用并联连接。随着PTC电阻发热器应用越来越广，对其的要求越来越高，尤其PTC电阻发热器在新能源汽车中的应用。随着电动汽车电源的电压越来越高等，要求PTC电阻发热器的电压也越来越高。PTC电阻片要承受电压越高，PTC电阻片的厚度(沿电强方向)就越大(越厚)。PTC电阻片是以钛酸钡为基的半导体陶瓷。这种材料本身导热较差，厚度越大的PTC电阻片内部发热的热量较难传到其表面，再通过电极片及壳体传到被加热的物体上，此时PTC电阻片内部温度升高，电阻变大，电流减小，整体发热器功率就较小。同时越厚的PTC电阻对周围环境变化的敏感性越弱，其特有的自我控温性能也减弱。由此可见，越厚的PTC电阻片越不利于其作为发热元件的应用。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种采用较薄的PTC电阻片，以利于PTC电阻高效发挥其性能的多层串联式PTC电阻发热芯，尤其利于PTC电阻用于较高压的场合。
本实用新型是这样的，一种多层串联式PTC电阻发热芯，它本体包含有：多条PTC组件和一条含有多层安装孔的金属导热外管；
PTC组件包含有：两条电极片、若干PTC电阻片、一个塑胶定位框和一片绝缘层；电极片一端设有一接线端子，以便与外电源连接，塑胶定位框上设有若干PTC电阻片的定位孔位和电极片定位凹槽，电极片置于定位框的凹槽内定位，在其上面的PTC孔位中摆放设有PTC电阻片，PTC电阻片电极面与电极片贴合紧密，在塑胶定位框另一面的凹槽内安装另一电极片，在上述的组件外包裹一绝缘层，以保证其电绝缘。
PTC组件外包裹的一绝缘层，也可用套入一绝缘管代替。
在每层金属导热外管的安装孔中设置一条上述的PTC组件，然后在外管两面平行加压，使外管稍微变形，紧紧地夹持上述的每层组件，使它们中各面紧密贴合、压紧，以保证PTC电阻片和电极片之间导电和导热都良好。为更好保证PTC电阻片电极片间导热接触，可在PTC电阻片与电极片间涂布一层硅胶。
上述的本体中各层PTC组件间形成串联连接，通电时电流从最上层一电极片进入，经该层的PTC电阻片、该层另一片电极片通过电极连接件，流至下一层PTC组件，然后从最下层电极片流出。
在上述的本体中外管的每层安装孔之间都设有中间金属隔层，使PTC电阻片所发的中间部分的热量较快速地传递到外管表面，并使各层PTC电阻片热行为比较一致。
本实用新型在本体中采用多层式结构，每层均采用导热性能优良的金属和绝缘材料，且每层之间都保证有较大面积的紧密接触，并同装于导热性能优良的金属管内，使本体内的PTC电阻保持较好温度一致性；每层PTC电阻之间采用串联连接，使每层的PTC电阻所承受的电压仅为电源电压的1/N左右(N为层数)，由此就可采用较薄的PTC电阻，使PTC内部与表面温差小，有利于PTC电阻性能更高效发挥；由于本体内的PTC电阻热行为一致性较好，在其工作时其所承受的电压也较为均匀，从而保证了本体的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本实用新型中PTC组件的拆分示意图。
图2为本实用新型中PTC组件局部拆分示意图。
图3为本实用新型中PTC组件立体图。
图4为本实用新型中金属导热外管局部立体图。
图5为本实用新型的本体局部拆分示意图。
图6为本实用新型的本体外观示意图。
图7为本实用新型的本体结构截面示意图。
图8为本实用新型的一种应用在空气加热器的结构示意图。
符号说明：
PTC组件---1 金属导热外管---2 电极片连接件---3
PTC电阻片--4 电极片--5 塑胶定位框--6
绝缘层--7 安装孔--8 中间金属隔层--9
具体实施方式
有关本实用新型实施结构请参阅图示说明如下：
首先请参阅图1、图2、图3所示，本实用新型中的PTC组件包含有：两条电极片(5)、若干PTC电阻片(4)、一个塑胶定位框(6)和一片绝缘层(7)；电极片(5)一端设有一接线端子，以便与外电源连接，塑胶定位框(6)上设有若干PTC片的定位孔位和电极片定位凹槽，将电极片(5)置于定位框的凹槽内定位，在其上面的PTC孔位中摆放入PTC电阻片(4)，使PTC电阻片电极面与电极片(5)贴合紧密；在塑胶定位框(6)另一面的凹槽内安装另一电极片(5)；然后在上述的组件外包裹一绝缘层(或套入一绝缘管)。
再参阅图5所示，本实用新型本体包含有：多条上述的PTC组件(1)、一条金属导热外管(2)和电极片连接件(3)；金属导热外管中设有多个安装PTC组件的孔位，请参阅图4所示(此图为含有两个安装PTC组件孔位的金属导热外管)，将上述的PTC组件分别塞入金属导热外管(2)的安装孔(8)洞中，每层安装孔(8)之间都设有中间金属隔层(9)，使PTC电阻片所发的中间部分的热量较快速地传递到外管表面，并使各层PTC电阻片热行为比较一致。
在金属导热外管(2)两面平行加压，使外管两侧稍微变形，紧紧地夹持上述的组件，使他们中各面紧密贴合，保证PTC电阻片(4)和电极片(5)之间导电和导热都良好。为了更好保证PTC电阻片电极片间导热接触，可在PTC电阻片与电极片间涂布一层硅胶。其内部结构请参阅图7。最后在本体的一端将上下PTC组件一电极端子用电极片连接件连接起来，使上下PTC组件形成串联连接。整个本体请参阅图6所示。
本实用新型的发热件可广泛应用于各种加热用途，尤其电压较高的场合，如在其两侧加上散热片(参阅图8)，即可做成空气加热器，广泛用于车用、家用暖风设备。