专利名称：可耐高电压的过电流保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过电流保护装置，特别是一种可耐高电压的过电流保护装置。
背景技术：
图1为一种现有的过电流保护装置10，其包括一个上电极箔11、一个下电极箔12及一个电流感测元件13。其中，上电极箔11及下电极箔12分别为一导电金属片，电流感测元件13是利用其电阻具有正温度系统的导电材料制成。所谓具有正温度系统的导电材料是表示其电阻值在低温下可维持极低值，然而，当发生过电流现象而使温度上升至一临界温度时，其电阻值会瞬间上升数万倍以上至一高电阻状态，使过量的电流反向抵销，而达到保护电路元件的目的。
过电流保护装置可承受的电流可利用下列通式计算V＝IR。所以，为了有效保护电路元件，使其能承受更高的瞬间大电流，过电流保护装置的耐高压需求也相对愈来愈高，特别是为防止电子通信产品因雷击所产生的瞬间巨大电流，需要利用过电流保护装置，以避免短路甚至爆炸现象。
一般而言，过电流保护装置10的电流感测元件13可利用陶瓷或高分子导电材料形成，其中，利用陶瓷制成的电流感测元件虽具有可耐高电压(＞600V)且断电后可恢复到起始状态的特性，但是，这种陶瓷电流感测元件在高温及低温的状态下，其元件电阻会产生负温度系数现象，元件电阻值随温度上升而下降，如图2曲线A所示。所以，这种电流感测元件会因负温度系数而使电流量因温度上升而增加，造成热失控现象，且导致过电流保护装置的温度无法控制而爆开。其次，由于陶瓷制的电流感测元件对温度的灵敏度较差，导致断电速度较慢。再者，以陶瓷材料所形成的过电流保护装置的体积较大，不适于电子通信元件的体积日渐缩小的要求。
以高分子导电材料制成的高分子电流感测元件，由于其电阻值不会产生负温度系数现象，而且断电速度快，所以，其为目前用于电流感测元件的主要材料，其电阻值与温度的关系如图2曲线B所示。但是，高分子材料制成的电流感测元件不耐高电压(约可承受60V-250V之间的电压)，若需耐高电压(＞600V)，则需经过复杂的加工过程。再者，高分子电流感测元件在断电后会损失起始电压，并不能回到其起始状态，所以并不能适用于高电压产品。
表一
综上所述，有必要针对用陶瓷材料制成的电流感测元件及用高分子材料制成的电流感测元件的优缺点，提供一解决方案，使过电流保护装置不仅可耐高电压，且不会产生热失控现象。
发明内容本实用新型的主要目的在于提供一种性能稳定的可耐高电压的过电流保护装置，其电阻值在高温或低温的状态下不会产生负温度系数现象。
本实用新型的第二目的在于提供一种对温度变化灵敏的可耐高电压的过电流保护装置。
为达到上述目的，本实用新型采取如下技术措施本实用新型的一种可耐高电压的过电流保护装置，包括由具有正温度系数的高分子导电复合材料制成的高分子电流感测元件；其特征在于，还包括至少一个由具有正温度系统的陶瓷材料制成的陶瓷电流感测元件，陶瓷电流感测元件间隔地设置在高分子电流感测元件之间；至少一层可导电的接着层、一个上电极箔及一个下电极箔；高分子电流感测元件的个数为至少一个；接着层分别设置在高分子电流感测元件及陶瓷电流感测元件之间，且高分子电流感测元件及陶瓷电流感测元件形成串联结构；上电极箔设置在串联结构的上表面；下电极箔设置在串联结构的下表面。
其中，所述上电极箔及下电极箔由导电金属材料制成。
其中，所述接着层由导电金属材料制成。
其中，所述导电金属材料选自铜、镍、铂、金及其合金。
与现有技术相比，本实用新型具有如下效果由于本实用新型是利用陶瓷材料制成的电流感测元件与利用高分子材料制成的电流感测元件形成串联结构，组成一种过电流保护装置，利用高分子电流感测元件断电速度较快的特性，使之率先对过电流反应而升温，再利用热传导将热能通过接着层传导至陶瓷电流感测元件上，使过电流所产生的电压降由陶瓷电流感测元件承受。这样，本实用新型的过电流保护装置不仅可耐高电压(＞600V)，且不会产生负温度系数现象。
图1现有的过电流保护装置的剖面图；图2现有的陶瓷电流感测元件和高分子电流感测元件的电阻值与温度的关系示意图；图3本实用新型过电流保护装置的第一实施例的剖面图；图4A、图4B本实用新型的可耐高电压的过电流保护装置的制备流程图；图5本实用新型过电流保护装置的第二实施例的剖面图。
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的结构特征详细说明如下如图3所示，其为本实用新型的可耐高电压的过电流保护装置20的剖面图，其包括一个上电极箔221、一个下电极箔212、一个高分子电流感测元件223、一个陶瓷电流感测元件213及一个接着层230。上电极箔221、下电极箔212及接着层230皆由导电金属材料制成，且导电金属材料可选自铜、镍、铂、金及其合金。高分子电流感测元件223是利用一种具有正温度系统的高分子导电材料形成，而陶瓷电流感测元件213是利用一种具有正温度系统的陶瓷材料形成。高分子电流感测元件223及陶瓷电流感测元件213是由一接着层230形成一个串联结构，而电流是经由一导线240导入过电流保护装置20中。另外，本实用新型在上电极箔221和下电极箔212之间可层叠数个高分子电流感测元件223和陶瓷电流感测元件213，本实用新型对可层叠数未作任何限制。
本实用新型的过电流保护装置20是利用陶瓷电流感测元件213及高分子电流感测元件223形成的串联结构，同时利用高分子电流感测元件223和陶瓷电流感测元件213的优点。亦即，当有瞬间大电流经由导线240流经本实用新型的过电流保护装置20而发生过电流状况时，由于高分子电流感测元件223对温度的灵敏度较高且其断电速度较快，所以高分子电流感测元件223会率先对瞬间大电流产生反应，且其温度也因此而上升。然后，再经由热传导方式将高分子电流感测元件223的热能经由接着层230传导至陶瓷电流感测元件213，使陶瓷电流感测元件213的温度上升。然而，由于陶瓷电流感测元件213的断电速度较慢，所以在这一阶段陶瓷电流感测元件213并不会对瞬间大电流产生反应，这样，可避免陶瓷电流感测元件213的电阻在瞬间大电流流经的初期因温度上升(＜100℃)所产生的负温度系数现象。之后，随着过电流保护装置20的温度逐渐上升，会先达到陶瓷电流感测元件213的临界温度(约100℃)，因瞬间大电流所造成的电压降将由陶瓷电流感测元件213承受。所以，本实用新型的过电流保护装置可保有陶瓷电流感测元件耐高电压的特性。
换言之，本实用新型的过电流保护装置利用高分子电流感测元件223的优点弥补了陶瓷电流感测元件213的缺点，并使陶瓷电流感测元件213保有其原来的优点。因此，本实用新型的过电流保护装置不仅可耐高电压(＞600V)，且不会产生如现有技术的负温度系数现象。
如图4A及图4B所示，其表示本实用新型所公开的一实施例的制备方法，主要是将一现有的陶瓷电阻元件210及一现有的高分子电阻元件220利用回焊方式加以结合。如图4A所示，陶瓷电阻元件210包括一个上电极箔211、一个下电极箔212及一个陶瓷电流感测元件213，而高分子电阻元件220包括一个上电极箔221、一个下电极箔222及一个高分子电流感测元件223。将高分子电阻元件220的下电极箔222与陶瓷电阻元件210的上电极箔211进行焊接，使焊接后的二个电极箔222和211形成一个接着层230，进而使陶瓷电流感测元件213及高分子电流感测元件223形成串联结构。最后，再经由一个导线240将电流引入过电流保护装置20中。这样，陶瓷电流感测元件223及高分子电流感测元件213经由接着层230加以导通，而形成一个呈串联结构的过电流保护装置20。
如图5所示，其为本实用新型过电流保护装置50的第二实施例的剖面图，在上、下电极箔521及512之间交错堆叠数个陶瓷电流感测元件513、513’及数个高分子电流感测元件523、523’而形成一个具有多层结构的过电流保护装置50，而且，数个陶瓷电流感测元件513、513’与数个高分子电流感测元件523、523’之间分别利用数个接着层530、530’及530”加以焊接而形成串联结构。
上述内容是利用实施例说明本实用新型的技术特征，并非用于限制本实用新型的保护范围，即使有人在本实用新型构思的基础上稍作变动，仍应属于本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种可耐高电压的过电流保护装置，包括由具有正温度系数的高分子导电复合材料制成的高分子电流感测元件；其特征在于，还包括至少一个由具有正温度系统的陶瓷材料制成的陶瓷电流感测元件，陶瓷电流感测元件间隔地设置在高分子电流感测元件之间；至少一层可导电的接着层、一个上电极箔及一个下电极箔；高分子电流感测元件的个数为至少一个；接着层分别设置在高分子电流感测元件及陶瓷电流感测元件之间，且高分子电流感测元件及陶瓷电流感测元件形成串联结构；上电极箔设置在串联结构的上表面；下电极箔设置在串联结构的下表面。
2.根据权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于，所述上电极箔及下电极箔由导电金属材料制成。
3.根据权利要求2所述的过电流保护装置，其特征在于，所述导电金属材料选自铜、镍、铂、金及其合金。
4.根据权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于，所述接着层由导电金属材料制成。
5.根据权利要求4所述的过电流保护装置，其特征在于，所述导电金属材料选自铜、镍、铂、金及其合金。
专利摘要一种可耐高电压的过电流保护装置,包括:由具有正温度系数的高分子导电复合材料制成的高分子电流感测元件;还包括:至少一个由具有正温度系统的陶瓷材料制成的陶瓷电流感测元件,陶瓷电流感测元件间隔地设置在高分子电流感测元件之间;至少一层接着层、一个上电极箔及一个下电极箔;高分子电流感测元件的个数为至少一个;接着层分别设置在高分子电流感测元件及陶瓷电流感测元件之间,且高分子电流感测元件及陶瓷电流感测元件形成串联结构;上电极箔设置在串联结构的上表面;下电极箔设置在串联结构的下表面。本实用新型的过电流保护装置不仅可耐高电压,且不会产生负温度系数现象。
文档编号H01C7/13GK2519986SQ0127073
公开日2002年11月6日 申请日期2001年11月21日 优先权日2001年11月21日
发明者朱复华, 王绍裘, 马云晋 申请人:聚鼎科技股份有限公司