[发明专利]自恢复式保险管

说明书

本发明涉及一种用于电器和电子设备过电流保护的保险管，属于过电流保护装置技术领域。

现有的通讯、电器和电子设备的过电流保护用的保险管大多数采用熔断丝，属于一次性使用元件，保护动作执行后便报废，需要人工更换后才能起到保护作用。形状记忆合金(SMA)材料具有在高于某一温度(As)后恢复高温形状的特点，特别是钛镍系合金，易于加工，且寿命长，是近年来迅速得到多方面应用的新型材料，现已有人将其用于过电流保护器件《形状记忆合金》(日)舟久保，熙康编机械工业出版社(1992)P181-181但是该器件在执行保护动作后不能自行恢复，仍需人工进行恢复后才能重复使用。近年来发展起来的开关型正温度系数电阻器(PTCR)已开始用于通讯设备中的过电流保护《PTC材料及应用》周东祥  龚树萍著，华中理工大学出版社(1989)P255-259它具有可重复使用的特点，但存在着室温下电阻值高(一般为10Ω左右)的不足，应用场合受到了限制。

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种室温下电阻值低，且可重复使用的自恢复式保险管。

本发明的目的可采用以下方案实现：本发明可由形状记忆合金丝、开关型正温度系数电阻器、偏置弹簧和管壳组成，形状记忆合金丝与开关型正温度系数电阻器之间采用并联结构、形状记忆合金丝的一端与开关型正温度系数电阻器的一端直接固定连接，形状记忆合金丝的另一端与开关型正温度系数电阻器的另一端构成活动连接，偏置弹簧的一端与开关型正温度系数电阻器的另一端直接固定连接，偏置弹簧的另一端通过绝缘层压在形状记忆合金丝的活动连接端的触点上。本发明的采用形状记忆合金丝作为开关动作的执行部分；开关型正温度系数电阻器与形状记忆合金丝并联，作为开路维持部分；偏置弹簧作为断电后恢复通路的执行部分。当工作电流产生的焦耳热使形状记忆合金丝的温度低于As时，保险管处低阻导通状态；当电流过大，使形状记忆合金丝的温度高于As时，形状记忆合金丝变形，使活动连接端的触点脱离电接触，此时电压加在开关型正温度系数电阻器上，开关型正温度系数电阻器限流保护并发热升温，快速转变为高阻态，同时维持形状记忆合金丝处于断路状态，使整个保险管处于高阻状态。断电后，偏置弹簧使形状记忆合金丝复位，恢复电接触，保险管处于通路状态。

本发明采用形状记忆合金丝和开关型正温度系数电阻两种材料相结合，充分利用开关型正温度系数电阻材料的可重复使用性和形状记忆合金材料在室温下电阻值低的特点，配合偏置弹簧的使形状记忆合金丝复位作用，制作出可自行恢复的保险管，具有结构简单、工作可靠、室温电阻值低(＜0.1Ω)和动作时间短等特点，可广泛应用于通讯、电器和电子设备的过电流保护，是一种可重复使用的自恢复式保险管。

图1为本发明实施例的外形示意图；

图2为实施例的管芯结构示意图。

本发明可按照附图所示的方案实施。图1所示的保险管的管壳外形可采用如同普通速熔保险管的外形外径可取5-7mm，内径为3.5-4.5mm。图2所示的保险管的管芯可采用棒式电阻器的结构，其直径可为2-3m，由引线及引线帽1、铜箍2、开关型正温度系数电阻2、银电极层4、形状记忆合金丝5、绝缘层6和弹簧片7构成，形状记忆合金丝5和弹簧片7的一端分别用铜箍2直接固定开关型正温度系数电阻3的两端银电极层4上，弹簧片7的另一端通过绝缘层6压在形状记忆合金丝5的活动连接端上，引线及引线帽1与管壳两端可通过焊接实现电连接。形状记忆合金丝的直径可为0.1-1mm。开关型正温度系数电阻的长度(两银电极层间的距离)可取1-4mm。弹簧片可采用磷青铜或不锈钢材料。例如采用φ0.2×8(mm)³的形状记忆合金丝和0.15×0.25×5(mm)³的磷青铜弹簧片，不动作电流(工作电流)为0.15A，当电流≥0.5A时形状记忆合金丝动作，由0.5恢复到0.15A的恢复时间＜15S，耐压≥250V。采用φ0.35×8(mm)³的形状记忆合金丝和0.25×0.4×8(mm)³的磷青铜弹簧片，不动作电流为1A，当电流≥2A时形状记忆合金丝动作，由2A恢复到0.5A的恢复时间＜10S，耐压≥250V。