电路保护器件及包含该器件的电子电路制造技术

本实用新型专利技术提出了一种电路保护器件(P)以及包含该器件的电子电路，包括一个具有正温度系数特性的第一热敏电阻(1)；以及一个加热器件(2)，与所述第一热敏电阻(1)导热地耦接，用于受控地加热该第一热敏电阻(1)。本实用新型专利技术的实施方式实现了可控制地保护，并且提供了更短的动作时间，既适用于过流和过温等故障，也适用于非过流和非过温状况引起的故障，以及工作和故障电流较为接近、但保护动作时间要求较快、需要依靠控制电路主动触发保护的场合，例如功率型电池、USB和电源电路等。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子器件
，更具体地，本技术涉及ー种电路保护器件。
技术介绍
在电路中，电子元件或电气设备通常都具有额定的工作电压及工作电流。然而，由于各种原因，例如电源波动、电路短路等，这些电子元件或电子设备有时会不适当地工作在过载状态下而发生故障。为了避免电子元件或电子设备发生故障并导致损坏，可以使用电路保护器件来限制电路中的电压及电流。正温度系数(PositiveTemperature Coeff icient,简称 PTC)热敏材料是ー种常用的电路保护器件。它的特性是，由于电流或电压在PTC材料上产生的功率，PTC材料会逐渐地积累热量，并使其温度升高。当它的温度升高到居里温度点(或称转折温度点)处，PTC材料的阻值会成几何级数的増加。当温度降低，PTC材料的阻值又会降低回到接近初始电阻的位置。因此，PTC材料可广泛应用于需要可自恢复的过电流、过温度的保护场合，例如，将PTC电阻与需要保护的电路部分串联，当流经该需要保护的电路部分，即流过PTC电阻的电流过大后，PTC电阻会发热并升温至居里温度点，引起其电阻大幅提升，从而大大地提高回路中的电阻，继而减小流过需要保护的电路部分的电流，起到保护作用。以上描述的现有的保护技术存在一定的缺点，当过流时，PTC材料必须依靠一定的热积累时间才能达到居里温度点，继而阻值升高以开始保护动作。这个时间与半导体保护电路相比，通常较慢，保护效果受限。不仅如此，由于PTC材料是被动保护器件，缺少受控地保护功能，例如无法接受控制电路的指令，因此，在特定故障条件下，如非过流和非过热条件下系统损坏吋，PTC材料将无法进行有效保护。而大电流、快动作、小尺寸以及可智能化控制是PTC材料技术当前主要方向发展。
技术实现思路
为了解决上述至少ー个问题，本技术的专利技术构思在于，为PTC材料提供ー个可受控地加热该PTC材料的热源。在正常工作状态下，该热源不运作；而当外界检测到故障发生吋，例如过压、过温、欠压等等故障吋，该热源受控地加热该PTC材料。这样，能够加快PTC材料升温至其居里温度点，进而使得PTC材料更快地开始保护工作。从而，能够实现可控制地保护，以及提供了更短的动作时间。根据本技术的ー个方面，提供了一种电路保护器件，其特征在于，包括—个用于电路保护的、具有正温度系数特性的第一热敏电阻；以及一个加热器件，与所述第一热敏电阻导热地耦接，用于受控地加热该第一热敏电阻。根据该方面，实现了可控制地保护，并且提供了更短的动作时间。既适用于过流和过温等故障，也适用于故障由非过流和非过温状况引起，或者工作和故障电流较为接近，但保护动作时间要求较快，需要依靠控制电路主动触发保护的场合。更加具体的应用场合包括但不限于功率型电池、USB和电源电路等。根据ー个更具体的实施方式，所述电路保护器件进ー步包括输入端、输出端以及控制端，其中，所述第一热敏电阻具有第一电极与第二电极，所述第一电极与所述输入端相连，所述第二电极与所述输出端相连；所述加热器件具有第三电极与第四电极，所述第三电极与所述输出端相连，所述第四电极与所述控制端相连并能够被所述控制端设为形成回路或者悬空，来受控地加热第一热敏电阻。该更具体的实施方式提供了ー种三端的、比较紧凑的电路保护器件结构。根据另ー个更具体的实施方式，所述加热器件包括以下至少任ー项-具有正温度系数特性的第二热敏电阻；-阻性加热器件；-感性加热器件；-半导体加热器件。该更具体的实施方式提供了加热器件的多种实现方式。优选地，所述加热器件包括所述第二热敏电阻，所述第二热敏电阻的转折温度点等于或高于所述第一热敏电阻的转折温度点。根据该优选的实施方式，能够在第一热敏电阻运作之前，持续地加热该第一热敏电阻，具有更优的加热效果，因此具有更优的保护效果。优选地，所述加热器件包括所述第二热敏电阻，在相同电流和环境下，所述第二热敏电阻的动作时间快于所述第一热敏电阻的动作时间。根据该优选的实施方式，第一热敏电阻能够更快地开始保护动作，具有更优的保护效果。根据又ー个更具体的实施方式，所述第一热敏电阻与所述加热器件呈片状，且所述第一与第二电极分别位于所述第一热敏电阻的两侧，所述第三与第四电极分别对于所述加热器件的两侧，且所述第一热敏电阻与所述加热器件由所述第二电极与所述第三电极电连接地且导热地贴合，该电路保护器件还包括作为所述输入端的第一引脚，与所述第一电极电连接；作为所述输出端的第二引脚，与所述第二电极与所述第三电极电连接；作为所述控制端的第三引脚，与所述第四电极电连接。该实施方式提供了本电路保护器件的、引脚型实现方式。根据又ー个更具体的实施方式，所述第一热敏电阻与加热器件呈片状，且所述第一与第二电极分别位于所述第一热敏电阻的两侧，所述第三与第四电极分别位于所述加热器件的两侧，且第一热敏电阻与加热器件被如下任一方式导热地耦接-通过固定框架接合；-通过导热材料贴合；该电路保护器件还包括作为所述输入端的第一焊盘，与所述第一电极电连接；作为所述输出端的第二焊盘，与所述第二电极与所述第三电极电连接；作为所述控制端的第三焊盘，与所述第四电极电连接。该实施方式提供了本电路保护器件的、贴片焊盘型实现方式。根据又ー个实施方式，该电路保护器件还包括，位于所述第一热敏电阻与所述加热器件之间的绝缘导热层。根据本技术的第二个方面，提供了ー种电子电路，包括需要保护的电路部分，其特征在于，还包括-—个根据前述第一个方面所述的电路保护器件，其中，该电路保护器件的第一热敏电阻与所述电路部分相连；-ー个控制电路，与所述电路部分相连，以检测所述电路部分中是否发生保护事件；并且，与所述电路保护器件的加热器件相连，以在所述保护事件发生时控制所述加热器件加热所述第一热敏电阻。该方面提供了包含本电路保护器件的电子电路，它能够得到可控地、动作时间更短的保护。根据本技术的第三个方面，提供了ー种电路保护方法，其特征在于，包括如下步骤-在电路中提供ー个用于保护该电路的、具有正温度系数特性的第一热敏电阻；-提供一个加热器件，与所述第一热敏电阻导热地耦接；-当需要对该电路进行保护时，控制所述加热器件加热所述第一热敏电阻。根据该方面，实现了可控制地保护，并且提供了更短的动作时间。本技术的以上特性及其他特性将在下文中的实施例部分进行明确地阐述。附图说明通过參照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，能够更容易地理解本技术的特征、目的和优点。图I示出了根据本技术的ー个具体实施方式的电路保护器件的电路图；图2示出了以引脚方式实现的根据本技术的ー个具体实施方式的电路保护器件；图3示出了以贴片焊盘方式实现的根据本技术的ー个具体实施方式的ー种电路保护器件的分解示意图；图4示出了组装完成后的、图3所示的贴片焊盘方式的电路保护器件；图5示出了以贴片焊盘方式实现的根据本技术的ー个具体实施方式的又一种电路保护器件的分解示意图；图6示出了组装完成后的、图5所示的电路保护器件；图7示出了以贴片焊盘方式实现的根据本技术的ー个具体实施方式的另ー种电路保护器件的俯视图；图8示出了图7所示的电路保护器件的仰视图； 图9示出了包含根据本技术的ー个具体实施方式的电路保护器件的电子电路。其中，相同或相似的附图标记代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路保护器件，其特征在于，包括 一个用于电路保护的、具有正温度系数特性的第一热敏电阻(I);以及一个加热器件(2)，与所述第一热敏电阻(I)导热地耦接(T)，用于受控地加热该第一热敏电阻⑴。2.根据权利要求I所述的电路保护器件，其特征在于，所述电路保护器件进一步包括输入端(IN)、输出端(OUT)以及控制端(Ctrl), 其中，所述第一热敏电阻具有第一电极(tl)与第二电极(t2),所述第一电极与所述输入端相连，所述第二电极与所述输出端相连； 所述加热器件具有第三电极(t3)与第四电极(t4)，所述第三电极与所述输出端相连，所述第四电极与所述控制端相连并能够被所述控制端设为形成回路或者悬空，来受控地加热第一热敏电阻。3.根据权利要求I所述的电路保护器件，其特征在于，所述加热器件包括以下至少任一项 -具有正温度系数特性的第二热敏电阻； -阻性加热器件； -感性加热器件；或 -半导体加热器件。4.根据权利要求3所述的电路保护器件，其特征在于，所述加热器件包括所述第二热敏电阻，所述第二热敏电阻的转折温度点等于或高于所述第一热敏电阻的转折温度点。5.根据权利要求3或4所述的电路保护器件，其特征在于，所述加热器件包括所述第二热敏电阻，在相同电流和环境下，所述第二热敏电阻的动作时间快于所述第一热敏电阻的动作时间。6.根据权利要求2所述的电路保护器件，其特征在于，所述第一热敏电阻与所述加热器件呈片状，且所述第一与第二电极分别位于所述第一热敏电阻的两侧，所述第三与第四电极分别对于所述加热器件的两侧，且所述第一热敏电阻与所述加热器件由所述第二电极与...

【专利技术属性】
技术研发人员：董湧，郭涛，潘杰兵，李萍红，王冰，
申请(专利权)人：瑞侃电子上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：