[发明专利]过流保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，更具体地，本发明涉及一种过流保护装置。

背景技术

热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻。按照温度系数的不同，热敏电阻通常分为正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)热敏电阻与负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)热敏电阻。PTC热敏电阻在温度升高时电阻值增加，而NTC热敏电阻在温度升高时电阻值降低。

具体来说，PTC热敏电阻的正温度系数特性是指，当温度升高到居里温度点(或转折温度点)以上时，PTC热敏电阻的电阻值会呈几何级数增加；而当温度降低到初始温度(例如室温)时，PTC热敏电阻的电阻值又会恢复到接近于初始状态下的电阻值。

PTC热敏电阻的这种正温度系数特性可以用于过流保护。在PTC热敏电阻被串联接入电路后，流过该PTC热敏电阻的电流使其发热，若热敏电阻的发热速率超过散热速率，则该热敏电阻的温度会逐渐升高。热敏电阻的电阻值随着温度升高而相应增加，这使得流过其的电流逐渐减小并最终使得其被关断，从而实现对电路的过流保护。其中，PTC热敏电阻从开始升温直至关断的时间称为动作时间。然而，由于电阻的发热速率与电流值相关，在故障电流较小的情况下，过流保护器件的发热速率较低，相应的动作时间也较长。过流保护器件过长的动作时间会使得需要保护的电子设备或电路较长地工作在故障电流下，从而影响过流保护效果。

对于采用PTC热敏材料的过流保护器件，能够使得PTC热敏电阻自热升温超过居里温度(或转折温度点)的最小电流称为动作电流；而能够使得PTC热敏电阻始终维持在导通状态所承受的最大电流称为保持电流。由于PTC热敏电阻对于温度敏感，因此，其保持/动作电流曲线具有温度折减特性，即不同温度下的动作电流、保持电流存在差异。这会造成同样的故障电流(其通常是使得PTC热敏电阻能够自动关断的动作电流)对应的动作时间差异较大。

发明内容

本发明的基本思想是利用辅助的加热装置来对PTC热敏电阻进行加热，以提高工作于动作电流下的PTC热敏电阻的升温速度，从而加速PTC热敏电阻的关断动作。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种过流保护装置，包括：热敏电阻，其包括具有正温度系数特性的热敏材料；电流加热单元，其与所述热敏电阻串联连接，并以热传导的方式对所述热敏电阻加热。

根据本发明的一个实施例，所述电流加热单元直接贴合到所述热敏电阻或通过导热材料贴合到所述热敏电阻。

根据本发明的一个实施例，所述热敏电阻具有第一电极与第二电极，所述电流加热单元具有第三电极与第四电极，所述第二电极与所述第三电极电连接。

根据本发明的一个实施例，所述过流保护装置还包括第一引脚与第二引脚，所述第一引脚用于将所述第一电极电引出，而所述第二引脚用于将所述第四电极电引出。

根据本发明的一个实施例，所述过流保护装置还包括第三引脚，所述第三引脚用于将所述第二电极及所述第三电极电引出。

根据本发明的一个实施例，所述电流加热单元包括：发热部件，其基于流过其的电流生成热量；基板，用于支撑所述发热部件，以允许所述发热部件沿所述基板的一侧延展；以及位于所述基板两侧的第三电极与第四电极，用于将所述发热部件电引出，其中，所述第三电极与所述发热部件位于所述基板的同一侧，而所述第四电极通过穿过所述基板的过孔与所述发热部件电连接。

根据本发明的一个实施例，所述电流加热单元包括：发热部件，其基于流过其的电流生成热量；位于所述发热部件两侧的第三电极与第四电极，用于将所述发热部件电引出。

根据本发明的另一方面，提供了包括前述实施例的过流保护装置的过流保护电路。

相比于传统的过流保护器件，本发明的过流保护装置的动作时间显著减少，特别是当过流保护装置工作在较小的动作电流时，动作时间的减少尤为明显。此外，由于辅助的电流加热单元能够以基本稳定的加热效率对热敏电阻进行加热，使得环境温度对热敏电阻的影响减小，这使得本发明的过流保护装置在较大的温度范围内的动作电流变化幅度较小。

本发明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

通过参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发明的特征、目的和优点。其中，相同或相似的附图标记代表相同或相似的装置。

图1示出了根据本发明一个实施例的过流保护装置的模块图；