过流过压保护器件及方法技术

本发明专利技术提供了一种过流过压保护器件及方法，其中，该器件包括：一个或多个瞬态抑制二极管TVS，一个或多个自恢复保险丝PTC，其中，所述TVS与所述PTC热耦合连接。通过本发明专利技术，解决了相关技术中过流过压保护器件可靠性差的问题。

Over current and voltage protection device and method

The present invention provides an overcurrent and overvoltage protection device and method, wherein, the device comprises: one or more transient suppression diode TVS, one or more self recovery fuse PTC, wherein the TVS is connected with the PTC thermal coupling. Through the invention, the problem of poor reliability of over flow and voltage protection devices in related technology is solved.

【技术实现步骤摘要】
过流过压保护器件及方法
本专利技术涉及电路保护元器件
，具体而言，涉及一种过流过压保护器件及方法。
技术介绍
瞬态抑制二极管(TransientVoltageSuppressor,简称为TVS)是电子线路中常用的过压保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压钳制在一个预定的数值上，保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。自恢复保险丝(PositiveTemperatureCoefficient,正温度系数热敏电阻器件，简称为PTC)是一种过流电子保护元件，是由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(CarbonBlack)组成。在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外，构成链状导电电通路，此时的自恢复保险丝为低阻状态，线路上流经自恢复保险丝的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构。当线路发生短路或过载时，流经自恢复保险丝的大电流产生的热量使聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高阻状态，工作电流迅速减小，从而对电路进行限制和保护。当故障排除后，自恢复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝恢复为低阻状态，从而完成对电路的保护，无须人工更换。相关技术中的过流过压保护电路，PTC和TVS作为两个独立的器件应用于保护电路中，由于TVS需要钳制在一个预定数值电压的场合，TVS导通时功耗较大，自身温度迅速升高，TVS吸收的能量是有限的，往往由于PTC还未快速反应，而此时TVS承受的功耗已超过额定稳态功耗导致TVS温度过高而热击穿失效。导致对过流过压的保护可靠性低，电路易被损坏。针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种过流过压保护器件及方法，以至少解决相关技术中过流过压保护器件可靠性差的问题。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种过流过压保护器件，包括：一个或多个瞬态抑制二极管TVS，一个或多个自恢复保险丝PTC，其中，所述TVS与所述PTC热耦合连接。可选的，所述TVS包括单向TVS和/或双向TVS。可选的，所述TVS与所述PTC热耦合连接的所述连接材料包括以下至少之一：导电导热金属、绝缘导热膜、绝缘导热胶、锡膏。可选的，所述TVS与所述PTC封装为一体。可选的，所述器件通过设置在所述器件外部的插脚或贴片与外部电路进行连接。可选的，所述器件的表面设置外壳或包封涂料层。器件根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种过流过压保护方法，包括：当负载出现异常过流时，PTC将输出电流限制在预设电流范围内；和/或，当输入电压出现过电压时，TVS将所述输出电压嵌位在预设电压范围内，并通过所述TVS产生的热能使得PTC进行过流保护，以避免所述TVS的损坏。通过本专利技术，包括瞬态抑制二极管TVS和自恢复保险丝PTC，其中，所述TVS与所述PTC热耦合连接，可以将TVS产生的热量传递给PTC，PTC通过自身特性形成高阻状态，起到保护电路的作用。可以解决相关技术中过流过压保护器件可靠性差的问题，并提高了TVS器件的可靠性，同时解决了PTC保护速度慢，以及在低温环境温度下不保护的缺陷。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的过流过压保护器件的结构框图；图2是本专利技术实施例的器件贴片示意图一；图3是本专利技术实施例的器件贴片示意图二；图4是本专利技术实施例的器件插脚示意图；图5是根据本专利技术实施例的保护电路结构一；图6是根据本专利技术实施例的保护电路结构二；图7是根据本专利技术实施例的保护电路结构三；图8是根据本专利技术实施例的保护电路结构四；图9是根据本专利技术实施例的保护电路结构五。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。实施例1在本实施例中还提供了一种过流过压保护器件，该器件用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。图1是根据本专利技术实施例的过流过压保护器件的结构框图，如图1所示，该器件包括：瞬态抑制二极管TVS10，自恢复保险丝PTC12，其中，TVS与TVS热耦合连接。当受保护的线路电压低于TVS额定反向关断电压时，TVS处于反向关断状态，流过TVS的电流小于或等于其最大反向漏电流ID，近乎开路，因而不会影响器件或电器设备的正常工作，此时线路上流经PTC的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构，PTC处于低阻状态。而当电压瞬间高于TVS击穿电压VBR时，TVS阻值迅速下降，导通大电流，将电压钳制在被保护器件或电器设备能承受的电压范围内，TVS导通并发热，热量可以传递给PTC,使PTC聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高阻状态，工作电流减小，从而对电路进行限制和保护。当故障排除后，自恢复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，PTC恢复为低阻状态，TVS恢复为高阻状态，从而完成对电路的保护，无须人工更换。通过本实施例，包括瞬态抑制二极管TVS和自恢复保险丝PTC，其中，TVS与PTC热耦合连接，可以将TVS产生的热量传递给PTC，PTC通过自身特性形成高阻状态，起到保护电路的作用。可以解决相关技术中过流过压保护器件可靠性差的问题，并提高了TVS器件的可靠性，同时解决了PTC保护速度慢，以及在低温环境温度下不保护的缺陷。可选的，器件通过设置在器件外部的插脚或贴片与外部电路进行连接。图2是本专利技术实施例的器件贴片示意图一,如图2所示,图3是本专利技术实施例的器件贴片示意图二,如图3所示。图4是本专利技术实施例的器件插脚示意图,如图4所示，插脚从器件内部延伸出。可选的，器件的表面设置外壳或包封涂料层。本实施例的过流过压保护器件可以对不同的电路进行保护，设置在不同的应用场景中，而在不同的应用场景中，PTC和TVS的个数和类型可能不同。可选的，器件由一个或多个PTC和一个单向TVS组成。亦或，器件由一个或多个PTC和一个或多个双向TVS组成。下面进行具体说明：图5是根据本专利技术实施例的保护电路结构一，如图5所示，由一个PTC和一个单向TVS组成，应用于直流电压的场合。图6是根据本专利技术实施例的保护电路结构二，如图6所示，由一个PTC和一个双向TVS组成，应用于交流电压的场合。图7是根据本专利技术实施例的保护电路结构三，如图7所示，由两个PTC和一个双向TVS组成，应用于平衡电路的场合，可以抑制瞬态差模干扰。图8是根据本专利技术实施例的保护电路结构四，如图8所示，由两个PTC和两个双向TVS组成，应用于平衡电路的场合，可以同时抑制瞬态差模和共模干扰。图9是根据本专利技术实施例的保护电路结构五，如图9所示，由两个PTC和三个双向TVS组成，应用于平衡电路的场合，可以同时抑制瞬态差模和共模干扰，差模干扰的击穿电压由并接在线路上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过流过压保护器件，其特征在于，包括：一个或多个瞬态抑制二极管TVS，一个或多个自恢复保险丝PTC，其中，所述TVS与所述PTC热耦合连接。

【技术特征摘要】
1.一种过流过压保护器件，其特征在于，包括：一个或多个瞬态抑制二极管TVS，一个或多个自恢复保险丝PTC，其中，所述TVS与所述PTC热耦合连接。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述TVS包括单向TVS和/或双向TVS。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述TVS与所述PTC热耦合连接的所述连接材料包括以下至少之一：导电导热金属、绝缘导热膜、绝缘导热胶、锡膏。4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述TVS与所述PT...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐荣道，黄剑，邱炜，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44