[发明专利]过流过压保护器件及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路保护元器件技术领域，具体而言，涉及一种过流过压保护器件及方法。

背景技术

瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor,简称为TVS)是电子线路中常用的过压保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压钳制在一个预定的数值上，保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。自恢复保险丝(Positive Temperature Coefficient,正温度系数热敏电阻器件，简称为PTC)是一种过流电子保护元件，是由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(Carbon Black)组成。在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外，构成链状导电电通路，此时的自恢复保险丝为低阻状态，线路上流经自恢复保险丝的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构。当线路发生短路或过载时，流经自恢复保险丝的大电流产生的热量使聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高阻状态，工作电流迅速减小，从而对电路进行限制和保护。当故障排除后，自恢复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝恢复为低阻状态，从而完成对电路的保护，无须人工更换。

相关技术中的过流过压保护电路，PTC和TVS作为两个独立的器件应用于保护电路中，由于TVS需要钳制在一个预定数值电压的场合，TVS导通时功耗较大，自身温度迅速升高，TVS吸收的能量是有限的，往往由于PTC还未快速反应，而此时TVS承受的功耗已超过额定稳态功耗导致TVS温度过高而热击穿失效。导致对过流过 压的保护可靠性低，电路易被损坏。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种过流过压保护器件及方法，以至少解决相关技术中过流过压保护器件可靠性差的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种过流过压保护器件，包括：一个或多个瞬态抑制二极管TVS，一个或多个自恢复保险丝PTC，其中，所述TVS与所述PTC热耦合连接。

可选的，所述TVS包括单向TVS和/或双向TVS。

可选的，所述TVS与所述PTC热耦合连接的所述连接材料包括以下至少之一：导电导热金属、绝缘导热膜、绝缘导热胶、锡膏。

可选的，所述TVS与所述PTC封装为一体。

可选的，所述器件通过设置在所述器件外部的插脚或贴片与外部电路进行连接。

可选的，所述器件的表面设置外壳或包封涂料层。

器件根据本发明的另一个实施例，提供了一种过流过压保护方法，包括：当负载出现异常过流时，PTC将输出电流限制在预设电流范围内；和/或，当输入电压出现过电压时，TVS将所述输出电压嵌位在预设电压范围内，并通过所述TVS产生的热能使得PTC进行过流保护，以避免所述TVS的损坏。

通过本发明，包括瞬态抑制二极管TVS和自恢复保险丝PTC，其中，所述TVS与所述PTC热耦合连接，可以将TVS产生的热量传递给PTC，PTC通过自身特性形成高阻状态，起到保护电路的作用。可以解决相关技术中过流过压保护器件可靠性差的问题，并提高了TVS器件的可靠性，同时解决了PTC保护速度慢，以及在低温环境温度下不保护的缺陷。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的过流过压保护器件的结构框图；

图2是本发明实施例的器件贴片示意图一；

图3是本发明实施例的器件贴片示意图二；

图4是本发明实施例的器件插脚示意图；

图5是根据本发明实施例的保护电路结构一；

图6是根据本发明实施例的保护电路结构二；

图7是根据本发明实施例的保护电路结构三；

图8是根据本发明实施例的保护电路结构四；

图9是根据本发明实施例的保护电路结构五。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。