[实用新型]多层串联式PTC电阻发热芯

说明书

本实用新型涉及一种多层串联式PTC电阻发热芯，其本体结构包含有：多条PTC电阻组件、一条金属导热外管、若干PTC电阻片、一条塑胶定位框和外绝缘层；PTC电阻组件包含有：一条平板电极片、一条U型电极片、若干PTC电阻片、一个塑胶定位框和一片内绝缘层。本实用新型有利于PTC电阻高效发挥其性能，尤其利于PTC电阻用于较高压的场合。

技术领域

本实用新型涉及一种利于PTC电阻高效发挥其性能的多层串联式PTC电阻发热芯。

背景技术

PTC热敏电阻发热器已广泛地应用于气体、液体等。在这些应用中多为数片甚至数十片PTC电阻并联排列而成，以满足不同功率之要求。在其中各PTC电阻通过两电极片并联连接，也就是说每片PTC电阻都承受相同的电压，即发热器的额定电压。各片PTC电阻各自工作，其电压相同而电流可能各不相同。这种方式避免了串联连接因各片PTC电阻性能差异及环境的差异，升温速度不一造成电压分配不均。升温越快的PTC片所承受的电压越高，电压越高升温就越快，直至承受高电压的PTC电阻片因过热而击穿，而承受低电压的PTC电阻片因电压过低而几乎不发热。因此，现有此类PTC电阻发热器中PTC电阻片都采用并联连接。随着PTC电阻发热器应用越来越广，对其的要求越来越高，尤其PTC电阻发热器在新能源汽车中的应用。随着电动汽车电源的电压越来越高等，要求PTC电阻发热器的电压也越来越高。PTC电阻片要承受电压越高，PTC电阻片的厚度(沿电强方向)就越大(越厚)。PTC电阻片是以钛酸钡为基的半导体陶瓷。这种材料本身导热较差，厚度越大的PTC电阻片内部发热的热量较难传到其表面，再通过电极片及壳体传到被加热的物体上，此时PTC电阻片内部温度升高，电阻变大，电流减小，整体发热器功率就较小。同时越厚的PTC电阻对周围环境变化的敏感性越弱，其特有的自我控温性能也减弱。由此可见，越厚的PTC电阻片越不利于其作为发热元件的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用较薄的PTC电阻片，以利于PTC电阻高效发挥其性能的多层串联式PTC电阻发热芯。

本实用新型是这样的，一种多层串联式PTC电阻发热芯，其本体结构包含有：多条PTC电阻组件、一条金属导热外管、若干PTC电阻片、一条塑胶定位框和外绝缘层。

PTC电阻组件包含有：一条平板电极片、一条U型电极片、若干PTC电阻片、一个塑胶定位框和一片内绝缘层。平板电极片一端设有一接线端子，塑胶定位框上设有若干PTC孔位和电极片定位凹槽，平板电极片置于定位框的凹槽内定位，在其上面的PTC孔位中设置有PTC电阻片，PTC电阻片电极面与平板电极片贴合紧密；在塑胶定位框另一面的凹槽内安装U型电极片的一个边面，而其另一边面绕过定位框边缘置于平板电极片的正上方，并在它们之间设置一片内绝缘片，以保证平板电极片与U型电极片之间是电绝缘的。

在中间层的定位框的PTC孔位中摆放PTC电阻片，并在其两侧各设置一件上述所述的PTC电阻组件，并使组件中的U型电极片的一边面崁入中间定位框的凹槽内，使其U型电极片的面与PTC电阻片的电极面紧密贴合，这样其中的三层PTC电阻片形成了类似三明治结构，再在这一结构件外层包裹一外绝缘层，整体结构塞入金属导热外管中。在外管两面平行加压，使外管稍微变形，紧紧地夹持上述的构件，使它们中各面紧密贴合，保证PTC电阻片和电极片之间导电和导热都良好。

在上述的本体结构中上、中、下三层PTC电阻在电学上是串联连接的。通电时电流从上层平板电极片进入，经上层的PTC电阻片、上层U型电极片、中层PTC电阻片、下层U型电极片、下层PTC电阻片，然后从下层平板电极片流出。

在上述的本体结构中所设计的U型电极片，其使PTC电阻片所发的中间部分的热量较快速地传递到外管，并使上中下各层PTC电阻片热行为比较一致。

在上述本体结构中的U型电极片也可设计为扁管型电极片，其效果基本相同。

本实用新型有利于PTC电阻高效发挥其性能，尤其利于PTC电阻用于较高压的场合。