[发明专利]一种闭路模式过热保护技术

说明书

技术领域

本发明涉及电气领域中的过热保护方法，特别涉及一种闭路模式过热保护方法。

背景技术

随着现代电子电气技术的飞速发展，越来越多的电子电气设备(如：电子设备、网络设备、家用电器、电力、电气、医疗、计算机集成电路等等)在各领域被广泛使用，与此同时，这些电子电气设备无一例外都受到了雷电浪涌自然灾害和各种电磁干扰的浪涌电流、浪涌电压的侵害，导致这些设备无法正常工作，严重时会起火燃烧、爆炸等。

解决上述问题的有效办法是在这些设备的输入端并联一组或多组MOV氧化锌压敏电阻，以起到吸收外来的各种浪涌电流和浪涌电压的作用，从而保护了后端的设备，解决了电子设备的浪涌侵害问题；但是，由于MOV氧化锌压敏电阻是一种半导体器件，有其致命的弱点，当其在过电压或大电流冲击时会产生失效，其失效时自身会产生燃烧、爆炸，从而引起火灾造成重大的经济损失，因此，必须对压敏电阻本身也要实施保护措施，防止它的自身发热、燃烧；但是，压敏电阻失效时有时开路，有时不完全短路，具有较大的不确定性，再加上现存的技术上的限制，对压敏电阻实施保护就存在相当多的技术困难，这也是众多压敏电阻厂家多年来未能解决好的难题。

中国是一个能源短缺的国家，同时又是个能源消费大国。经济增长和城市化快速发展对能源供应和利用方式提出了严峻挑战。我国的电力需求近几年出现历史上罕见的持续高速增长，供需矛盾突出，由于电力短缺，故对于电力、电子设备、网络设备、家用电器等涉及到电的新产品的研发成为生产厂家的首要任务，大力发展节能、环保、绿色产品，推进电气节能，对于解决中国能源问题有着重要意义。故党中央将“能源开发与节约并举，节约第一”作为当今社会发展的战略国策，各企业均围绕此中心点发展。

现有技术中的压敏电阻过热保护技术主要有以下几种：

1、热熔保险丝技术。该技术是将用蜡保护的低熔点金属通过一定的工艺装在压敏电阻上，在压敏电阻漏电流过大、温度升高到一定程度时，低熔点金属熔断，从而将压敏电阻从电路中切除，可以有效地防止压敏电阻起火燃烧，但热熔保险丝存在可靠性问题，而且在加热循环的环境中约只有五年可靠寿命。在热循环的环境中，热熔保险丝需定期更换以维持正常运行，此结构成本高，维护保养难度较大，给用户带来了一定的困挠。

2、利用弹簧拉住低熔点焊技术。这种技术是目前绝大多数防雷器厂家的限压型SPD采用的技术，在压敏电阻的引脚处增加一个低熔点的焊锡接点，然后用一根弹簧将焊点拉住，在压敏电阻漏电流过大，温度升高到一定程度时，焊接点的焊锡熔断，在弹簧的拉力作用下焊接点迅速分离，从而将压敏电阻从电路中切除，同时联动告警触点，发出告警信号，因为低熔点金属在受力点会流动和产生裂缝，处于弹簧拉力中的低熔点焊接点的焊锡同样会流动和产生缝隙，因此，这种装置的最大问题是焊锡会老化，从而导致装置会无故断开。同时，拉簧长期处于受力状态，容易失去弹力，装置无法断开，再有，此种结构在生产和用户使用时只能手工焊接，生产效率不到原来的5％，对于同一批次生产的压敏电阻，又由于焊锡量的不同和拉簧力的分散性，从而导致了产品的一致性存在问题。此结构的压敏电阻工作状态不稳定，成本高，不能有效、可靠地起到保护作用。

3、温度保险丝技术。该技术是指将压敏电阻和温度保险丝串联封装在一起，利用热传导将漏电流在压敏电阻上产生的热量传导至温度保险丝上，在温度升高到温度保险丝的设定温度时，温度保险丝熔断，将压敏电阻从电路中切除，温度保险丝除了同样有寿命和可靠性问题外，利用温度保险丝对压敏电阻进行过热保护还存在以下问题：热传导路径长，响应速度过慢，在其结构上热量是先通过一定的绝缘材料传到温度保险丝壳体，然后再传到温度保险丝的内部填充材料，最后才传到温度保险的熔体上，因此，决定了温度保险丝的响应速度慢。同时由于温度保险丝的直径小于压敏电阻的引线直径，从而降低了压敏电阻重要特性参数(通流能力的降低)，另外，由于串联方式导致了压敏电阻的引线电感量的增加，从而限制了压敏电阻在高频领域的使用。