【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚合物PTC电路保护装置及其制造方法。众所周知，许多导电材料的电阻率随温度而变。正温度系数(PTC)导电材料的电阻率随材料温度的升高而增大。许多通过在其中散布导电填充物使之导电的晶体聚合物呈现这种PTC效应。这些聚合物一般包括聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯和乙烯/丙烯共聚物。在低于一定值的温度下，即在临界或突变(trip)温度下，聚合物呈现相当低的恒定电阻率。然而，当聚合物的温度升高到超过这一点时，聚合物的电阻率急剧增大。呈现PTC特性的装置已经被用作各电路中的过流保护，这些电路包括电源和附加的串联电气元件。在电路中的正常工作条件下，负载和PTC装置的电阻是这样的，从而使相当小的电流流经PTC装置。这样，装置的温度(由I2R加热造成的)保持低于临界或突变温度。如果负载短路或电路经受电源波动，则流经PTC装置的电流增大，并且其温度(由I2R加热造成的)迅速升高到其临界温度。结果，PTC装置的电阻大大地增加。这时，大量的功率消耗在PTC装置中。这一功率消耗仅发生在一段很短的时间内(几分之一秒)，然而，因为功率消耗将把PTC装置的温度升高到一个值，在该温度...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电气装置，包括一个PTC元件，该PTC元件包括一种其中散布有导电颗粒的聚合物，所述PTC元件带有第一和第二表面；一对导电层，分别与所述PTC元件的所述第一和第二表面相接触；一对电极，每一个所述电极具有一个相对的、并连接到所述导电层一个不同层上的内表面和一个多孔隙的外表面；及每一个所述电极的所述外表面能连接到一个电源上，并且当如此连接时，使电流流经所述PTC元件。2.一种电气装置，包括一个PTC元件，该PTC元件包括一种其中散布有导电颗粒的聚合物，所述PTC元件带有第一和第二表面；一对导电层，分别与所述PTC元件的所述第一和第二表面相接触；一对电极，分别面对着所述导电层，每一个所述电极具有一种其特征在于有一个内边界和一个外边界的三维的、初始疏松的网状结构，所述电极的所述内边界分别延伸进所述导电层的一个不同层；及每一个所述电极的外边界能连接到一个电源上，并且当如此连接时，使电流流经所述PTC元件。3.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述聚合物包括聚烯烃。4.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述导电颗粒包括一种导电材料，该导电材料是从由纯金属颗粒、金属合金颗粒、和碳颗粒组成的组中选出的。5.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述电极包括一种金属，该金属是从由镍、铜、锌、银、和金组成的组中选出的。6.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述PTC元件包括一种非导电的颗粒填充物。7.根据权利要求3所述的电气装置，其中所述聚烯烃包括聚乙烯。8.根据权利要求4所述的电气装置，其中所述导电颗粒包括炭黑。9.根据权利要求6所述的电气装置，其中所述非导电填充物包括煅制二氧化硅。10.根据权利要求2所述的电气装置，其中在每个所述电极的所述内边界与所述外边界之间的距离小于0.010英寸。11.根据权利要求2所述的电气装置，其中在每个所述电极的所述内边界与所述外边界之间的所述距离为0.003至0.008英寸。12.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述PTC元件小于0.03英寸厚。13.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述PTC元件小于0.02英寸厚。14.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述PTC元件在25℃下具有小于5欧姆厘米的电阻率。15.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述PTC元件在25℃下具有小于1欧姆厘米的电阻率。16.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述PTC元件在25℃下具有小于0.8欧姆厘米的电阻率。17.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述装置在25℃下具有小于1欧姆的电阻。18.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述装置在25℃下具有0.1至0.3欧姆的电阻。，19.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述装置在25℃下具有小于0.1欧姆的电阻。20.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述一对导电层包括一种导电聚合物。21.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述导电聚合物包括银。22.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述一对导电层包括从由银、镍、铜、铂、和金组成的组中选择的金属颗粒。23.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述电极包括泡沫金属。24.根据权利要求1或2所述的电气装置，其中所述一对导电层能承受高达280℃的温度。25.一种电气装置，包括一个PTC元件，该PTC元件包括一种其中散布有导电颗粒的聚合物，所述PTC元件带有第一和第二表面，并且在25℃下具有小于5欧姆厘米的电阻率；一对导电厚膜油墨层，分别与所述PTC元件的所述第一和第二表面相接触，所述导电厚膜油墨层的每一个能承受高达280℃的温度；一对电极，分别面对着所述导电层，每一个所述电极具有一个相对的、并连接到所述油墨层的一个不同层上的内表面和一个多孔隙的外表面；每一个所述电极的外表面能连接到一个电源上，并且当如此连接时，使电流流经所述PTC元件；及所述电气装置在25℃下具有小于1.0欧姆的初始电阻。26.一种电气装置，包括一个PTC元件，该PTC元件包括一种其中散布有导电颗粒的聚合物，所述PTC元件带有第一和第二表面，并且在25℃下具有小于5欧姆厘米的电阻率；一对导电厚膜油墨层，分别与所述PTC元件的所述第一和第二表面相接触，所述导电厚膜油墨层能承受高达280℃的温度；一对电极，分别面对着所述油墨层，每一个所述电极具有一种三维的、初始疏松的网状结构，该网状结构的特征在于有一个经相邻油墨层延伸进所述PTC元件的内边界和一个外边界；每一个电极的所述外边界能连接到一个电源上，并且当如此连接时，使电流流经所述PTC元件；及所述电气装置在25℃下具有小于1.0欧姆的初始电阻。27.一种电气装置，包括一个PTC元件，该PTC元件包括一种其中散布有导电颗粒的聚合物，所述PTC元件带有第一和第二表面，并且在25℃下具有小于5欧姆厘米的电阻率；一对导电层，分别与所述PTC元件的所述第一和第二表面相接触，所述导电层的每一个包括从由银、镍、铜、铂、和金组成的组中选择的金属颗粒；一对电极，分别面对着所述导电层，每一个所述电极具有一种其特征在于有一个内边界和一个外边界的、三维的、初始疏松的网状结构，每一个所述电极的所述内边界实际上与所述导电层的一个不同层相接触；每一个所述电极的所述外表面能连接到一个电源上，并且当如此连接时，使电流流经所述PTC元件；及所述电气装置在25℃下具有小于1.0欧姆的初始电阻。28.一种制造电气装置的方法，包括提供一个具有第一和第二表面的层状PTC元件，所述PTC元件包括一种其中散布有导电颗粒的聚合物；用一个导电层涂敷所述PTC元件的所述第一表面；用一个导电层涂敷所述PTC元件的所述第二表面；使所述层状PTC元件的所述第一涂敷表面与一个第一电极相接触，所述电极带有一个内表面和一个多孔隙外表面；使所述层状PTC元件的所述第二涂敷表面与一个第二电极相接触，所述电极带有一个内表面和一个多孔隙外表面；对所述PTC元件和所述电极加热和加压，以形成层压件；及把所述层压件形成多个PTC电气装置。29.根据权利要求28所述的方法，其中在至少100p.s.i.的压力和至少180℃的温度下进行对所述PTC元件和所述电极加热和加压的步骤。30.根据权利要求28所述的方法，其中在350至450p.s.i.的压力和200至235℃的温度下进行对所述PTC元件和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：小非利普·C·邵，多纳·L·兰德利，迈克尔·J·韦伯，迈克尔·J·豪斯，汤姆·J·豪尔，
申请(专利权)人：保险丝公司，
类型：发明
国别省市：
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