包括电阻器的电气部件以及包括该电气部件的电气电路制造技术

本公开涉及包括电阻器的电气部件以及包括该电气部件的电气电路。本发明专利技术公开了包括电阻器(2)的电气部件(1)，该电阻器包括参考温度超过150℃的PTC陶瓷。在参考温度处，参考电阻达到PTC陶瓷的最小电阻的量的两倍。达到PTC陶瓷的最小电阻的量的两倍。达到PTC陶瓷的最小电阻的量的两倍。

【技术实现步骤摘要】
包括电阻器的电气部件以及包括该电气部件的电气电路


[0001]本专利技术涉及包括电阻器的电气部件，该电阻器包括PTC(正温度系数)陶瓷。

技术介绍

[0002]这样的电阻器通常用作印刷电路板(PCB)上的电阻器元件。
[0003]包括PTC陶瓷的电阻器传递能量的能力取决于其体积、陶瓷的比热容以及陶瓷的特定参考温度。
[0004]因此，先有技术水平的PTC电阻器元件通常显示出大的体积。
[0005]由于其体积大和质量相对较重，这样的PTC电阻器元件不适合作为表面安装装置(SMD)布置在PCB上。因此，这样的电阻器通常通过通孔技术(THT)安装。
[0006]因此，现有技术电阻器配备有用于与PCB连接的可焊接引脚。固定这些THT装置可能需要昂贵且漫长的包括回流工艺和附加波峰焊接工艺在内的焊接工艺。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术的缺点，本专利技术的目的是公开一种改进的电气部件，该电气部件包括包含PTC陶瓷的电阻器，该电气部件可以用较便宜的工艺来制造。
[0008]该目的通过根据实施方式的电气部件来解决。
[0009]电气部件包括电阻器，该电阻器包括具有增加的参考温度的PTC陶瓷。特别地，参考温度超过150℃。参考温度被定义为参考电阻达到PTC陶瓷的最小电阻的量的两倍时的温度。
[0010]所描述的参考温度也被称为居里温度。
[0011]可以通过将特定的陶瓷组分用于PTC陶瓷来实现所描述的150℃的参考温度。例如，PTC陶瓷包括具有式Ba
(1
‑
x
‑
y
‑
z)
Pb
x
Ca
y
Sr
z
TiO3的特定陶瓷组分。在该式中，可以满足0.1<x<0.3、0<y<0.1和0<z<0.1。特别地，可以满足x＝0.20、y＝0.07和z＝0.06。该组分可以包含另外的掺杂剂。包括若干组分的若干相是可能的。
[0012]可以将电阻器应用为涌入电流限制器(ICL)或放电电阻器。在实施方式中，可以将电阻器应用为ICL或放电电阻器，以用于在高性能蓄能器能量的充电/放电期间的高充电。
[0013]作为用于进行涌入电流限制的电阻器来工作的PTC陶瓷的传递能量的能力可以如下来计算：
[0014]E＝c
th
*V*(T
Ref
‑
T
Amb
)
[0015]其中，E为PTC陶瓷的能量传递能力，c
th
为PTC陶瓷的比热容，V为PTC陶瓷的体积，T
Ref
为PTC陶瓷的参考温度，以及T
Amb
为环境温度。
[0016]由于PTC陶瓷的相对增加的参考温度，电阻器能够在相同的环境温度处传递更大量的能量。
[0017]在实施方式中，PTC陶瓷包括显示出正温度系数(PTC)并且因此通常用作PTC陶瓷的陶瓷材料的混合物。
[0018]在实施方式中，PTC陶瓷的参考温度(居里温度)超过165℃。
[0019]由于PTC陶瓷的高参考温度，因此PTC陶瓷能够在相同的环境温度处传递大量的能量。
[0020]在约165℃或更大的参考温度处，可以实现电阻器中的适当的高能量传递，即使在105℃至125℃范围内的高环境温度处也如此。
[0021]该温度范围对于汽车应用中的操作温度是典型的。
[0022]可能的应用例如是电驱动车辆的车载电池充电器(OBC)的涌入电流限制器或放电电阻器，或者是涉及太阳能系统的应用。
[0023]随着电动交通(e
‑
mobility)的重要性的增加，在所述汽车应用中的使用变得越来越重要。
[0024]另一方面，被设计成传递特定量的能量的电阻器的体积可以随着参考温度的升高而减小。因此，基于所公开的PTC陶瓷，可以设计更小且更紧凑的电阻器。
[0025]在实施方式中，选择电阻器的尺寸和材料以提供介电强度与载流容量之间的优化权衡。
[0026]通常，电阻器沿电流路径的较宽尺寸导致较高的介电强度，而电阻器沿电流路径的较小尺寸在恒定体积下导致较高的载流量。所公开的高参考温度允许设计具有这两个特性之间的优化权衡的电阻器。
[0027]由于电阻器的较小体积和有利的几何形状，电阻器和电气部件的质量也减小。与类似的先有技术水平的电气部件相比显示出较小的体积和较小的质量的这样的改进的电气部件适合于通过表面安装技术(SMT)安装在印刷电路板(PCB)上。
[0028]此外，小的质量m增加了电气部件的抗振性，因为减小了在加速度或减速度“a”期间施加在部件上的力“F”(F～m*a)。特别是在汽车行业中，提高抗振性是满足客户规范要求的决定性因素。
[0029]因此，包括电阻器的电气部件不再需要任何引脚、导线或类似部件来将装置固定在PCB上。这允许设计甚至更小的电气部件，其可以容易地通过SMT安装在PCB上。对于安装过程不需要PCB中的专门的通孔。
[0030]此外，不需要波峰焊接工艺来将SMD固定在PCB上。在仅使用SMT技术将电气部件安装于PCB上的情况下，可以应用有效且相对便宜的回流焊接工艺在PCB的一侧焊接电气部件。不再需要应用在通孔技术(through
‑
hole
‑
technology，THT)工艺期间通常需要的附加波峰焊接工艺。
[0031]因此，所公开的电气部件可以以更快且更有效的方式安装在PCB上。
[0032]此外，许多汽车和工业应用对具有小体积和小部件高度的电阻器的需求正在增加。尤其是由于汽车行业中的高加速度，期望更小且因此更轻的电阻器。更小的电阻器还使得能够实现更高的应用密度。
[0033]在实施方式中，电阻器具有长方体形状。特别地，在一个实施方式中，电阻器具有立方体形状。
[0034]在实施方式中，电阻器的尺寸不超过11
×5×
9mm，并且优选地不超过10
×5×
8mm。
[0035]作为电阻器沿电流路径的尺寸的电阻器的厚度不超过5mm。另一方面，电阻器的厚度大于或等于3mm。
[0036]特别地，电阻的高度不应当超过11mm。高度被定义为垂直于PCB表面的电阻器的尺寸。部件的小高度支持在若干应用中的PCB的紧密堆叠。在实施方式中，电阻器的高度不超过10mm或不超过9mm。
[0037]在实施方式中，电阻器的高度大于2mm或大于5mm或大于6mm。
[0038]在一个实施方式中，电阻器的高度等于10mm。
[0039]电阻器的长度——其是电阻器的与电阻器的厚度和高度正交的尺寸——在2mm与9mm之间，其中包含界限。在实施方式中，电阻器的高度等于8mm或更小。
[0040]通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电气部件(1)，包括电阻器(2)，所述电阻器包括参考温度超过150℃的正温度系数陶瓷，其中，在所述参考温度处，参考电阻达到所述正温度系数陶瓷的最小电阻的量的两倍。2.根据权利要求1所述的电气部件(1)，其中，所述参考温度超过165℃。3.根据权利要求1或2所述的电气部件(1)，其中，选择所述电阻器(2)的尺寸和材料以提供介电强度与载流容量之间的优化权衡。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电气部件(1)，其中，所述电阻器(2)具有长方体形状。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电气部件(1)，其中，所述电阻器(2)的尺寸不超过11
×5×
9mm。6.根据权利要求1或5所述的电气部件(1)，其中，所述电阻器(2)沿电流路径的尺寸不超过5mm。7.根据权利要求6所述的电气部件(1)，其中，所述电阻器(2)沿电流路径的尺寸大于或等于3mm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电气部件(1)，其中，所述装置适于在具有最高达1400V的电压电平的应用中使用，特别是适于在具有最高达1000V的电压电平的应用中使用。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电气部件(1)，还包括包围所述电阻器(2)的壳体(3)。10.根据权利要求9所述的电气部件(1)，其中，所述壳体(3)包括耐热塑料材料。11.根据权利要求9或10所述的电气部件(1)，其中，所述壳体(3)具有紧凑的长方体形状。12.根据权利要求9至11中任一项所述的电气部件(1)，其中，所述装置的质量不超过7g。13.根据权利要求9至12中任一项所述的电气部件(1)，其中，所述壳体(3)包括底部(4)和盖子(5)，所述底部和所述盖子将所述电阻器(2)包围在腔(6)中。14.根据权利要求9至13中任一项所述的电气部件(1)，还包括接触弹簧(7)，所述接触弹簧被永久地结合在所述壳体(3)中，并且至少包括所述壳体(3)内侧的所述腔(6)中的内部部分以及所述壳体(3)外侧的外部部分。15.根据权利要求14所述的电气部件(1)，其中，所述接触弹簧(7)是所述壳体(3)的固定的、不可互换的部分，包括由所述壳体(3)的底部(4)包含的中心部分。16.根据权利要求14或15所述的电气部件(1)，其中，所述接触弹簧(7)包括不锈钢。17.根据权利要求14至16中任一项所述的电气部件(1)，其中，所述接触弹簧(7)从至少两个相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：东电化电子元器件珠海保税区有限公司，
类型：发明
国别省市：