电路保护装置制造方法及图纸

技术编号:4521321 阅读:181 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种能够进一步提高保护电路的可能性的电路保护装置。在电路保护装置(1)中,包括双金属片开关(4)和PTC部件(2),双金属片开关和PTC部件并联电连接,并且PTC部件具有等于或小于将要结合有所述电路保护装置的电路的比电阻的1.1倍的激活后电阻,其中根据下述等式(1),基于电路的额定电压和额定电流来计算电路的比电阻:额定电压/额定电流=比电阻(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电路保护装置(或者电路保护元件)。特别地,涉及一种包括双金属片开关和PTC部件的电路保护装置,以及具有这种电路保护 装置的电路(或者电气设备)。这种电路保护装置可以在使用各种高电压或 强电流电池的电路中用作保护装置,例如在电动车辆、无绳真空吸尘器、 电动工具、无线电台等电路中。
技术介绍
电路保护装置结合在用于各类电路的电路中,以便在高于额定电压的 电压施加至该电路时,和/或在高于额定电流的电流流过该电路时,保护并 入这种电路中的电气/电子设备和/或电气/电子部件。作为这种电路保护装置,已经提出了使用并联连接的双金属片开关和 PTC部件(参见下面的专利文献)。采用这种电路保护装置,在正常的操作 条件下,即,电压等于或小于额定电压并且电流等于或小于额定电流,基 本上所有流过电路的电流都将通过双金属片开关中的触点;假如,例如存 在过流,则双金属片开关的双金属片部分的温度将会升高,使得触点分离 并断开,并且电流将转向PTC部件。结果,PTC部件将由于过流而变成 高温、高阻状态并跳闸(trip),从而实质上切断了流过PTC部件的电流。 此时,PTC部件的高温使双金属片部件维持高温,从而双金属片开关维持 开启状态。换言之,维持双金属片的锁住状态。在这种电路保护装置中,由于不必切换电流因此不会在双金属片开关的触点上产生电弧。 专利文献1日本专利申请第11-5125598号公报
技术实现思路
要解决的技术问题 本专利技术人在密切研究上述电路保护装置后,发现在PTC部件仅仅并联 连接到双金属片开关的电路保护装置中,双金属片开关的触点上可能会产 生电弧,并且在最坏的情况下,触点可能会熔接。当这种熔接发生时,该 装置并不能起到电路保护装置的作用,并且不能保护结合到电路中的电气 /电子设备和/或电气/电子部件。因此,本专利技术所要解决的问题是提供一种 如前面所述的电路保护装置,以进一步提高保护电路的可能性。技术方案本专利技术提供一种包括双金属片开关和PTC部件的电路保护装置,其特征在于双金属片开关和PTC部件并联电连接;并且PTC部件具有等于或小于将要结合有所述电路保护装置的电路的比 电阻的l.l倍(即,ux)的激活后电阻,其中根据下述等式(l),基于电路的额定电压和额定电流来计算电路的比电阻 额定电压/额定电流=比电阻 (1)。 有益效果当根据本专利技术的电路保护装置并入电路时,可以进一步抑制双金属片 开关触点上的熔接部分的形成。结果,电路保护装置的电路保护功能得到 进一步提高。因此,本专利技术进--步提供一种结合了根据本专利技术的电路保护 装置的电路。附图说明图1显示了预定电路A,该电路A中结合有预定的电气设备(或部件)B和双金属片开关C。图2显示了结合有根据本专利技术的电路保护装置的电路。图3显示了根据本专利技术的电路保护装置的更为具体的实施例的例子的示意性侧视图。图4显示了根据本专利技术的电路保护装置的更为具体的实施例的例子的 示意性侧视图。图5显示了实施例1中所测量的电流波形和电压波形。 图6显示了实施例2中所测量的电流波形和电压波形。 图7显示了实施例3中所测量的电流波形和电压波形。 附图标记说明 1- 电路保护装置2- PTC部件3- 电路4- 双金属片开关 6-电子元件10, lO,-导线 12-PTC部件 16-双金属片开关 18, 18'-触点 20-端子部分22- 电极层23- PTC元件24- 电极层26, 26'-绝缘层 30-间隙具体实施例方式5[ooo"在研究了为何会在双金属片的触点上产生熔接后,发现下述设想是可 能的。然而,本专利技术的上述及下述内容是基于本专利技术人的实验验证。因此, 这个设想是能够说明本专利技术的其中一个可能性,并且这个设想合适与否并 不会不当地限制本专利技术的设想。宏观上,双金属片开关中的触点的开启动作是瞬时动作。然而,显微 地观察这种动作时,可以将其看作这样一种动作,其中在触点的这种分离 期间,触点在非常短的时间内彼此逐渐分开。在该非常短的时间的起点, 额定电流在触点之间流动,并且在这种非常短的时间的终点,电流在触点 之间被中断。换言之,在该非常短的时间的起点,触点之间的电阻实质上 为零值状态,并且在该时间的终点,电阻增加到无限大。因此,在该非常 短的时间内,电流流动并且电阻极大地增加,从而在触点之间消耗能量。在另一方面,可以认为双金属片触点在触点温度升高时所产生的熔接 现象是过压和/或过流影响的结果。因此,当消耗在触点之间的能量变大时, 产生熔接的危险将增大。 鉴于电功率是能量的一种测量值,因此本专利技术人得到一个想法,即用 在上述的非常短的时间内在触点之间所消耗的电功率,尤其是电功率最大 值作为测量值来确定产生或不产生触点之间的熔接。可以如下面参考图1 的电路所说明的那样,计算触点之间所消耗的这种电功率及其最大值。在图1中考虑了预定电路A。通常在这种电路中,结合预定的电气设 备(或部件)B以使电路按照期望的那样起作用,并且该电路具有预定的电 阻Rf。双金属片开关C同样被结合在电路中,从而该电路可以在向该电 路施加了非正常电压和/或在该电路中流过非正常电流时开启。预定电压E施加在该电路上。 如上所述,预定电路配置成将所预定电压施加在电气设备B上,从而在电路上流过预定的电流。这种电压和这种电流分别被称为额定电压Vr 和额定电流Ir。这种额定电压和这种额定电流是指当电压Vr施加到电路 上时,电流Ir流过电路,因此电路的电阻为Vr/Ir。 因此,当Vr/lFRf时,则分别具有额定电压Vr和额定电流Ir的电路 相当于其中E=Vr的这样一种电路,并且在图1中结合了以Vr/Ir的电阻 值作为其电阻值(Rf)的电气设备。换言之,图1所示的电路A等效于其额 定电压和其额定电流分别为Vr和Ir的电路(假定E=Vr,并且I=Ir),并且 这种电路的比电阻为Vr/Ir。在图1所示的电路中,假设电压E施加于电路,电气设备的电阻为 Rf,并且双金属片开关具有作为触点之间电阻的电阻Rb。进一步假设施 加于电气设备的电压为Vf,并且双金属片开关触点之间的电压为Vb。此时,当假设流过电路A的电流为I并且考虑整个电路时,就可以得到I二E/(Rf+Rb)。 当假设双金属片的触点之间所消耗的电功率为P时,就可以得到-P=IXVb。由于VbE-Vf,可以得到P= IX (E-Vf) 7由于电功率消耗达到最大值时P'为零,因此可以得到P' =E-2IXRf二0当假定在该点上电流I为Imax时,可以得到Imax=E/(2Rf) = (l/2) X (E/Rf)。当假定在该点上电压Vb为Vmax时,可以得到 Vmax二E-Vf^E-ImaxX Rf=E- X Rf=E/2。 在此,E/Rf等于Rb为零时流过电路的电流值。Rb不可能变为零。然 而,当Rb与Rf相比实质上可忽略不计时,即,当双金属片开关的触点充 分接触而处于闭合状态时,Rf^〉Rb,因此毫无疑问可以假设Rb实质上为 零。这种状态可以认为是额定电压Vr作为电压E施加于电路A,并且额 定电流Ir流过电路A的状态。因此,当双金属片开关的触点之间的电功率消耗变为最大值时,可以得到Imax= E/(2Rf) = (l/2) X (Vr/Rf) = (l/2) X IrVmax二E/2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括双金属片开关和PTC部件的电路保护装置,其特征在于: 双金属片开关和PTC部件并联电连接;并且 PTC部件具有等于或小于将要结合有所述电路保护装置的电路的比电阻的1.1倍的激活后电阻,其中根据下述等式(1),基于电路的额 定电压和额定电流来计算电路的比电阻: 额定电压/额定电流=比电阻(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:铃木克彰
申请(专利权)人:泰科电子瑞侃株式会社
类型:发明
国别省市:JP[]

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