[发明专利]具有相变材料的熔断装置

说明书

本发明公开了一种熔断装置，所述熔断装置包括：熔断部件、第一电极、第二电极和相变部件，所述第一电极设置在所述熔断部件的第一侧上，所述第二电极设置在所述熔断部件的第二侧上、所述相变部件被设置成与所述熔断部件热接触。熔断部件可以包括熔断温度，其中所述相变部件呈现相变温度，所述相变温度标记相变部件的相转变，并且其中所述相变温度小于所述熔断温度。

技术领域

本发明涉及包括熔断装置的电路保护装置领域。

背景技术

传统的电路保护装置包括熔断保险丝(fuses)、可重置熔断保险丝、 正温度系数(PTC)装置，其中正温度系数装置可以被考虑为可重置熔断保 险丝。在诸如可重置熔断保险丝以及非可重置熔断保险丝的装置中，电路 保护装置可以被设计成在诸如低电流的设计状态下操作时显示低电阻。包 括电路保护元件的电路保护装置的电阻可以由于电路保护元件的环境中 的温度升高通过直接加热而改变，或者经由通过电路保护元件的电流而产 生的电阻加热而改变。例如，正温度系数装置可以包括聚合物材料和传导 性填充剂，由于诸如熔化转变或玻璃转变的聚合物材料的改变，传导性填 充剂提供从低电阻状态转变到高电阻状态的混合物。在这种通常高于室温 的转变温度下，聚合物基体可以膨胀和破坏导电网络，使得复合材料具有 更少的导电性。电阻中的这种改变将类似熔断保险丝的特征赋予给正温度 系数材料，该电阻在正温度系数材料冷却回到室温时为可逆的。在非可重置熔断保险丝的情况下，熔断元件的材料会被熔化或气化，导致开路状态。 从低电阻至高电阻的转变的速度或响应时间可以受到熔断装置中使用的 材料的固有性质支配，诸如非可重置熔断保险丝中的金属合金的，或者在 正温度系数熔断中的聚合体/填充金属。对于一些应用，响应时间可以比 设想的更迅速，意味着较长响应时间是更合适的。

相对于这些及其它考虑提供了本公开。

发明内容

示例性实施例涉及基于相变材料和熔断装置的组合的改进的材料和 装置。

在一个实施例中，熔断装置可以包括熔断部件；第一电极，所述第一 电极设置在所述熔断部件的第一侧上；第二电极，所述第二电极设置在所 述熔断部件的第二侧上；和相变部件，所述相变部件被设置成与所述熔断 部件热接触，其中所述熔断部件包括熔断温度；其中所述相变部件呈现相 变温度，所述相变温度标记相变部件的相转变，和其中所述相变温度小于 所述熔断温度。

在另一个实施例中，一种形成熔断装置的方法可以包括：形成第一电 极，所述第一电极设置在所述熔断部件的第一侧上；形成第二电极，所述 第二电极设置在所述熔断部件的第二侧上；和施加相变部件，所述相变部 件被设置成与所述熔断部件热接触，其中所述熔断部件包括熔断温度；其 中所述相变部件呈现相变温度，所述相变温度标记相变材料的相转变，和 其中所述相变温度小于所述熔断温度。

在另一个实施例中，保护装置可以包括：金属氧化物可变电阻；第一 电极，所述第一电极设置在所述金属氧化物可变电阻的第一侧上；第二电 极，所述第二电极设置在所述金属氧化物可变电阻的第二侧上；和第三电 极，所述第三电极设置在所述金属氧化物可变电阻的第二侧上。该保护装 置还可以包括热熔断元件，所述热熔断元件连接在第二电极和第三电极之 间；和相变层，所述相变层包括相变材料，被设置在所述金属氧化物可变 电阻的第二侧上，且被设置成与所述热熔断元件热接触。

附图说明

图1图示了根据本公开实施例的熔断装置；

图2提供了正温度系数材料的特征电特性；

图3图示了PCM物质的一般属性；

图4显示表示根据本公开实施例的相变材料的特征的示例性实验加热 曲线；

图5表现了显示根据本公开实施例的熔断装置的响应曲线的图表；

图6显示了根据本公开不同实施例的另一熔断装置的剖视图；