具有多个零功率电阻值的高分子热敏电阻元件

摘要

一种具有多个零功率电阻值的高分子热敏电阻元件，其包括多个具有正温度系数的高分子热敏电阻芯片，多个高分子热敏电阻芯片呈层叠设置，在每个高分子热敏电阻芯片的两侧各连接有一个带插脚的导电金属片每个导电金属片的插脚端伸出到高分子热敏电阻芯片之外，带插脚的导电金属片与高分子热敏电阻芯片之间为导电联通或绝缘联通。本发明的高分子热敏电阻元件的耐压和不动作电流高，维持电流大，过电流及体积小，过载响应敏感，通过不同插脚间的连接可使各热敏电阻之间具有协同响应的功能，因而提高了电路的安全性。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种过电流或过热保护用的热敏电阻元件，特别是涉及一 种具有多个零功率电阻值的高分子热敏电阻元件。

【背景技术】

高分子热敏电阻作为过电流或过热保护器件已在计算机、通讯、电子、 照明、电池、LED、电机等领域得到广泛应用。过电流保护主要是当电路 中电流超过元器件的额定电流时，电路中的过电流保护器件就会切断电流， 以保护设备。过热保护则是在电路中应用高分子热敏电阻，当电路中的设 备超过一定的温度时，高分子热敏电阻的电阻就会随着温度的升高呈阶跃 性的增高，因而阻断了电流，相当于使电路中断，设备得到保护。

现有的高分子热敏电阻的特点是高耐压产品的维持电流较小，低耐压 产品的维持电流可以较大，而高耐压且维持电流大的产品较为缺乏，且应 用范围受到局限，功能较为单一，无法使热敏电阻之间具有协同响应的功 能。对于维持电流大的产品，一般要通过加入大量导电填料形成更多的导 电隧道或者通过增大高分子热敏电阻的散热面积，或减小高分子热敏电阻 芯片的厚度来达到大维持电流目的。然而，加入更多导电填料和减小热敏 电阻芯片厚度的会导致热敏电阻的耐电压能力大幅度下降，还会导致高分 子热敏电阻的PTC强度（升阻比）大幅度下降。而增大热敏电阻的散热面 积来降低热敏电阻阻值提高维持电流的方法则会因尺寸问题限制产品的应 用。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种通过不同导电插脚间的连接形 成不同零功率阻值，并具有低电阻、高耐压、小面积尺寸、大维持电流， 且热敏电阻之间具有相互牵制、协同响应作用的具有多个零功率电阻值的 高分子热敏电阻元件。

为实现上述目的，本发明提供一种具有多个零功率电阻值的高分子热 敏电阻元件，该高分子热敏电阻元件包括多个具有正温度系数的高分子热 敏电阻芯片，多个高分子热敏电阻芯片呈层叠设置，在每个高分子热敏电 阻芯片的两侧各连接有一个带插脚的导电金属片，每个带插脚的导电金属 片的插脚伸出到高分子热敏电阻芯片之外，带插脚的导电金属片与高分子 热敏电阻芯片之间为导电联通或绝缘联通。

该高分子热敏电阻元件包括n片高分子热敏电阻芯片及与高分子热敏 电阻芯片相连接的n+1片带插脚的导电金属片。

在该热敏电阻元件的中心区域设置小阻值的高分子热敏电阻芯片，大 阻值的高分子热敏电阻芯片则设置在小阻值的高分子热敏电阻芯片的外围 区域。

高分子热敏电阻芯片包括正温度系数高分子片材和连接于正温度系数 高分子片材两侧的金属电极膜片。

组成高分子热敏电阻元件的多个高分子热敏电阻芯片的阻值、耐压范 围、维持电流以及动作保护时间可以相同或不同。

带插脚的导电金属片包括一条状连接片和由条状连接片一端向外延伸 的插脚。

多个带插脚的导电金属片的插脚可有选择地电连接，以产生不同电阻 值。

多个带插脚的导电金属片的插脚位于高分子热敏电阻芯片外围的同一 边或不同边，所述高分子热敏电阻芯片与所述带插脚的导电金属片通过导 电胶或焊锡相连接。

本发明的贡献在于，其有效解决了现有高分子热敏电阻元件所存在的 问题。本发明通过不同导电插脚在电路中的连接形成多种零功率电阻值， 使其具有不同的性能，其亦可在同一元件上实现多个元件的作用，因而可 节约线路板空间，提高热敏电阻的耐压和不动作电流。本发明也可通过插 脚的选择性连接使元件产生反馈协同响应作用，本发明具有低电阻、高耐 压、体积小、维持电流大，过载响应敏感等特点。

【附图说明】

图1为正温度系数高分子热敏电阻芯片结构示意图。

图2为带插脚的导电金属片结构示意图。

图3为插脚位于不同边的多零功率电阻的高分子热敏电阻元件侧视图。

图4为插脚位于不同边的多零功率电阻的高分子热敏电阻元件俯视图。

图5为插脚在同一边的多零功率电阻的高分子热敏电阻元件的结构示 意图。

图6为具有协同反馈作用的多零功率电阻的高分子热敏电阻元件的结 构示意图。

图7为图6的电路原理图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限 制。

实施例1

如图3所示，将电阻值为49mΩ、维持电流为3A，6A动作时间为31.72 秒的高分子热敏电阻芯片10E；电阻值为49mΩ、维持电流为3A，6A动作 时间为28.68秒的高分子热敏电阻芯片10F；电阻值为49mΩ、维持电流为 3A，6A动作时间为30.56秒的高分子热敏电阻芯片10G共三片高分子热敏 电阻芯片和带插脚的导电金属片20在固定形状的模具中呈层叠交错放置。 其中，带插脚的导电金属片20的条状连接片21与高分子热敏电阻芯片10 的金属电极膜片12之间均匀涂抹锡膏，涂覆锡膏后将其快速通过回流焊， 使之形成牢固的电连接，连接后在高分子热敏电阻芯片10上包封一层环氧 树脂绝缘层（图中未示出），用模具将带插脚的导电金属片20的插脚22进 行弯折，制成具有多个零功率电阻值的高分子热敏电阻元件。不同的带插 脚的导电金属片20的插脚22之间可有选择地进行连接，本实施例中，通过 选择性连接可得到四种不同电阻值的热敏电阻元件。如图4所示，将插脚 226与插脚229连接，其电阻为108mΩ；将插脚228与插脚229连接，其电 阻为156mΩ；将插脚226、插脚229与插脚227连接，其电阻值为28mΩ； 将插脚227与插脚229连接，插脚227与插脚226连接或插脚226与插脚228 连接可分别形成电阻49mΩ。此外，将插脚226、插脚229与插脚227连接 获得的电阻为28mΩ，其维持电流为6A，12A以及动作时间为18.08秒。同 时，该高分子热敏电阻元件的各高分子热敏电阻芯片10之间构成相互协同 保护关系，使得该高分子热敏电阻元件的动作时间加快，维持电流增大， 耐压值为40V，维持电流的最大值为40A。如图3所示的高分子热敏电阻元 件，其可同时提供大于4种的零功率电阻阻值，从而提供多种不同的过流 保护特性。

实施例2

将一片电阻值为0.15Ω、维持电流分别为2A，10A动作时间为10秒、 耐压能力为250V的高分子热敏电阻芯片10A；以及两片电阻值为0.042Ω、 维持电流为5A，25A动作时间24秒、耐电压能力为90V的高分子热敏电阻 芯片10B；以及一片电阻值0.20Ω、维持电流为2A，10A动作时间为7秒的 高分子热敏电阻芯片10C，按图5的方式将上述高分子热敏电阻芯片与带插 脚的导电金属片20通过导电胶或焊锡连接，连接后在高分子热敏电阻芯片 10上包封一层环氧树脂绝缘层（图中未示出），制成如图5所示的高分子热 敏电阻元件，通过不同带插脚的导电金属片20的插脚22之间的连接可获得 多种零功率电阻值，并提供不同的耐压级别和动作保护时间，还可以得到 具有大电流、小电阻以及高耐压特性的高分子热敏电阻元件。

实施例3

按图6所示的连接方式，将一片电阻值为0.15Ω、维持电流为2A，10A 动作时间为10秒、耐压能力为250V的高分子热敏电阻芯片10A和一片电 阻值为0.042Ω、维持电流为5A，25A动作时间24秒、耐电压能力为90V 的高分子热敏电阻芯片10B与带插脚的导电金属片20的条状连接片212相 连接。将电阻值为1.5Ω、维持电流为0.3A，0.6A动作时间为20秒、耐电压 值为60V的高分子热敏电阻芯片10D与带插脚的导电金属片20的条状连接 片215以及带插脚的导电金属片20的条状连接片214形成导电连接。

为了对电路进行过流保护，在与热敏电阻芯片10D连接的带插脚的导 电金属片的条状连接片214和与热敏电阻芯片10B连接的插脚金属片的条 状连接片213之间设置一层导热和绝缘性良好的绝缘导热硅胶层30。如图6 所示，该结构的高分子热敏电阻元件用于电路中时，其可同时串连两条电 路，当两电路中的其中一条电流过大时，其产生的热量通过导热硅胶层30 传递给另一条线路上的热敏电阻芯片10，从而使另一条线路上的热敏电阻 芯片10的阻值发生阶跃性增加，形成过流保护。该具备多种零功率电阻的 高分子热敏电阻元件可用于反馈电路、同步相应电路中。如图6所示，将 插脚225与插脚224连接形成导电通路，维持电流为0.3A，将插脚222与插 脚223相连接形成导电通路，两条线路之间设有绝缘导热硅胶层30，插脚 225与插脚224连接形成导电通路。若发生过流时，所产生的热量通过绝缘 导热硅胶层30传递给高分子热敏电阻芯片10B，使得高分子热敏电阻芯片 10B的阻值发生阶跃性增加，形成过流保护，相当于切断了与其连接的插脚 222和插脚223之间的导电通路。采用该多零功率电阻的高分子热敏电阻元 件可以达到小电流控制具有大电流电路开关的目的，同时小电流电路中的 热敏电阻具有节能，耐压低，过电流小、过载响应敏感的特点，使得电路 的安全性得到提高，此种元件也可用做电路的协同、反馈。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不 局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替 换等均将落入本发明的权利要求范围内。