一种高品质高可靠的新型GNTC过电流保护元件，其电路结构仅由R(电阻)、负温度系数热敏电阻R(T)、N-MOS“保护门”T三者构成。R与R(T)相串联，构成“温度采样”支路。保护对象Ro与T相串联，构成“保护控制”支路，两者流过同一工作电流ID。“温度采样”支路中，R与R(T)的分压信号VG控制“保护门”T的工作状态。常温静态时，T处于导通状态，保护对象Ro正常工作，输出额定功率。当Ro发生过电流时，因其热效应使R(T)的温度升高，其阻值降低。当温度升高到特定的“保护温度”时，T迅速截止，可有效地抑制过电流，确保Ro安全可靠地运行。GNTC过电流保护元件的电路结构最简，导通电阻小,功率损耗小。克服传统电流保护元件的种种弊端实现过电流保护。
【技术实现步骤摘要】
一种高品质高可靠的新型GNTC过电流保护元件
本技术专利技术属于故障检测领域。尤其涉及具有对温度敏感的故障检测与过电流保护领域。
技术介绍
当前，PPTC过电流保护元件已得到了广泛的应用。由于PPTC是一种功能材料，其本身不是电子元件，用“非电子”元件来保护“电子电路”，必然存在系统特性不兼容问题，不但不能得到理想的保护效果，甚至还存在着安全隐患。 近年来，随着微电脑、家用电器、移动通信装置向小型化、微型化发展，其内部因热积累带来的安全隐患越来越严重，市场急需一种微型、高效、安全的新型过电流保护元件，用以取代传统的PPTC，满足市场急需。 用特性优异的“微电子”元件取代“非电子”元件，来保护电子电路，系统特性兼容，可克服传统PPTC元件的种种弊端。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型的GNTC过电流保护元件。该GNTC过电流保护元件用当代微电子技术改造传统的PPTC，其工作原理、电路结构和工艺制成，与传统的PPTC截然不同，在国内外是一项重要的技术创新。 一种高品质高可靠的新型GNTC过电流保护元件，其电路结构仅由电阻R、负温度系数热敏电阻R(T)、N-MOS “保护门” T三者构成，其特征是:电阻R与R(T)相串联，构成“温度采样”支路；保护对象Ro与N-MOS “保护门”T相串联，构成“保护控制”支路；“温度采样”支路与“保护控制”支路两者相并联，其中，温度采样信号VG控制N-MOS “保护门” T的工作状态，用以抑制过电流，实现过电流保护。 本技术的原理是基于过电流的热效应引起的温升，并利用该温升快速阻断工作电路，抑制过电流，保护“保护对象”。 用微电子技术实现过电流保护的方法很多。本专利技术的重点在于采用了其中最简的电路结构和最简的工艺制成。 本技术的优点: 1.电路结构最简 GNTC保护元件仅含三个基本元件，在所有能实现过电流保护的电路中电路结构最简。电路结构最简可带来一系列优点:例如，集成度高、封装体积小、开发成本低等，特别适合在微小空间安装使用。 2.导通电阻小 常温静态时，GNTC的导通电阻很小，仅为毫欧姆量级。GNTC自身的功率损耗极小，保护对象额定功率损耗可忽略不计，工作电源的电能利用率高。 3.温度灵敏度高，使动态相应快。过电流发生时，GNTC的温度灵敏度很高，接近⑴。转换时间极短，为微秒量级。GNTC保护元件可及时、可靠地实现过电流保护。 4.保护温度可调 保护温度是过电流保护的重要技术指标。保护温度可调，而且在不同的保护温度下，都具有很高的温度灵敏度。对不同的保护对象可设定不同的保护温度，用以消除PPTC因保护温度固定而存在的安全隐患。 5.工艺制成简单 工艺制成简单，使开发周期短，生产成本低。适合“半导体集成”或“混合集成”生产线大批量生产。 【附图说明】 图1是GNTC过电流保护元件及其构成的保护系统电路图。 图2是温度采样支路2。图3是温度采样支路3。 【具体实施方式】 实施方式一: 在图1中，GNTC过电流保护元件与保护对象Ro构成过电流保护系统。GNTC为三端子元件。其中，端子①连接直流电源E ;端子②连接保护对象Ro ;端子③连接“地”GND。 该GNTC过电流保护元件，仅由电阻R、负温度系数热敏电阻R⑴、N-M0S“保护门”T三者构成。其中，电阻R与R(T)相串联，构成“温度采样”支路。保护对象Ro与N-MOS “保护门”T相串联，构成“保护控制”支路，两者流过同一工作电流ID。在“温度采样”支路中，电阻R与R(T)的分压信号VG控制N-MOS “保护门”T的工作状态。R⑴作为测温元件，具有NTC特性，其压降VG与过电流引起的温升成正比。N-MOS “保护门” T的开启电压为VT。 常温静态时，设定VG > VT,使N-MOS “保护门”T处于导通状态，保护对象Ro正常工作，输出额定功率。 当保护对象Ro发生过电流时，因其热效应使R(T)的温度升高，其阻值降低，使VG降低。当温度升高到某一特定的“保护温度”时，相应的VG降低到VG < VT时，N-MOS “保护门”T迅速截止。因其截止电阻大于1ΜΩ以上，工作电流ID快速被阻断，可有效地抑制过电流，实现过电流保护。 静态设计时，使采样支路电流IR很小，其功耗不占主要份额，电路的总电流I近似等于保护对象Ro的工作电流ID。 实施方式二: GNTC过电流保护元件温度采样支路由电阻R与负温度系数热敏电阻R(T)串联构成，或由电阻Rl与R2串联构成。参见温度采样支路2，如图2所示。 实施方式三: GNTC过电流保护元件温度采样支路由电阻R与负温度系数热敏电阻R(T)串联构成，或由电阻R与串联PN结组合DE构成。串联PN结的个数决定于GNTC过电流保护元件的工作电压E。参见温度采样支路3，如图3所示。PN结组合DE为正向使用，或反向使用。 实施方式四: GNTC过电流保护元件温度采样支路由电阻R与负温度系数热敏电阻R(T)串联构成，或由正温度系数热敏电阻Rl与负温度系数热敏电阻R(T)串联构成。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高品质高可靠的新型GNTC过电流保护元件，其电路结构仅由电阻R、负温度系数热敏电阻R(T)、N‑MOS“保护门”T三者构成，其特征是：电阻R与R(T)相串联，构成“温度采样”支路；保护对象Ro与N‑MOS“保护门”T相串联，构成“保护控制”支路；“温度采样”支路与“保护控制”支路两者相并联，其中，温度采样信号VG控制N‑MOS“保护门”T的工作状态，用以抑制过电流，实现过电流保护。
【技术特征摘要】
1.一种高品质高可靠的新型GNTC过电流保护元件，其电路结构仅由电阻R、负温度系数热敏电阻R(T)、N-MOS “保护门” T三者构成，其特征是:电阻R与R(T)相串联，构成“温度采样”支路；保护对象Ro与N-MOS “保护门” T相串联，构成“保护控制”支路； “温度采样”支路与“保护控制”支路两者相并联，其中，温度采样信号VG控制N-MOS“保护门” T的工作状态，用以抑制过电流，实现过电流保护。2.根据权利要求1所述的过电流保护元件，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈泓，崔永利，付云鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23
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