[發明專利]一種閉路模式過熱保護技術

無效

• 申請號: 200710106880.0
• 申請日: 2007-05-14
• 公開（公告）號: CN101051746A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 甘立剛
• 申請（專利權）人: 甘立剛
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H01C7/12
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊辰;齊永紅

技術領域

本發明涉及電氣領域中的過熱保護方法，特別涉及一種閉路模式過熱保護方法。

背景技術

隨著現代電子電氣技術的飛速發展，越來越多的電子電氣設備(如：電子設備、網絡設備、家用電器、電力、電氣、醫療、計算機集成電路等等)在各領域被廣泛使用，與此同時，這些電子電氣設備無一例外都受到了雷電浪涌自然災害和各種電磁干擾的浪涌電流、浪涌電壓的侵害，導致這些設備無法正常工作，嚴重時會起火燃燒、爆炸等。

解決上述問題的有效辦法是在這些設備的輸入端并聯一組或多組MOV氧化鋅壓敏電阻，以起到吸收外來的各種浪涌電流和浪涌電壓的作用，從而保護了后端的設備，解決了電子設備的浪涌侵害問題；但是，由于MOV氧化鋅壓敏電阻是一種半導體器件，有其致命的弱點，當其在過電壓或大電流沖擊時會產生失效，其失效時自身會產生燃燒、爆炸，從而引起火災造成重大的經濟損失，因此，必須對壓敏電阻本身也要實施保護措施，防止它的自身發熱、燃燒；但是，壓敏電阻失效時有時開路，有時不完全短路，具有較大的不確定性，再加上現存的技術上的限制，對壓敏電阻實施保護就存在相當多的技術困難，這也是眾多壓敏電阻廠家多年來未能解決好的難題。

中國是一個能源短缺的國家，同時又是個能源消費大國。經濟增長和城市化快速發展對能源供應和利用方式提出了嚴峻挑戰。我國的電力需求近幾年出現歷史上罕見的持續高速增長，供需矛盾突出，由于電力短缺，故對于電力、電子設備、網絡設備、家用電器等涉及到電的新產品的研發成為生產廠家的首要任務，大力發展節能、環保、綠色產品，推進電氣節能，對于解決中國能源問題有著重要意義。故黨中央將“能源開發與節約并舉，節約第一”作為當今社會發展的戰略國策，各企業均圍繞此中心點發展。

現有技術中的壓敏電阻過熱保護技術主要有以下幾種：

1、熱熔保險絲技術。該技術是將用蠟保護的低熔點金屬通過一定的工藝裝在壓敏電阻上，在壓敏電阻漏電流過大、溫度升高到一定程度時，低熔點金屬熔斷，從而將壓敏電阻從電路中切除，可以有效地防止壓敏電阻起火燃燒，但熱熔保險絲存在可靠性問題，而且在加熱循環的環境中約只有五年可靠壽命。在熱循環的環境中，熱熔保險絲需定期更換以維持正常運行，此結構成本高，維護保養難度較大，給用戶帶來了一定的困撓。

2、利用彈簧拉住低熔點焊技術。這種技術是目前絕大多數防雷器廠家的限壓型SPD采用的技術，在壓敏電阻的引腳處增加一個低熔點的焊錫接點，然后用一根彈簧將焊點拉住，在壓敏電阻漏電流過大，溫度升高到一定程度時，焊接點的焊錫熔斷，在彈簧的拉力作用下焊接點迅速分離，從而將壓敏電阻從電路中切除，同時聯動告警觸點，發出告警信號，因為低熔點金屬在受力點會流動和產生裂縫，處于彈簧拉力中的低熔點焊接點的焊錫同樣會流動和產生縫隙，因此，這種裝置的最大問題是焊錫會老化，從而導致裝置會無故斷開。同時，拉簧長期處于受力狀態，容易失去彈力，裝置無法斷開，再有，此種結構在生產和用戶使用時只能手工焊接，生產效率不到原來的5％，對于同一批次生產的壓敏電阻，又由于焊錫量的不同和拉簧力的分散性，從而導致了產品的一致性存在問題。此結構的壓敏電阻工作狀態不穩定，成本高，不能有效、可靠地起到保護作用。

3、溫度保險絲技術。該技術是指將壓敏電阻和溫度保險絲串聯封裝在一起，利用熱傳導將漏電流在壓敏電阻上產生的熱量傳導至溫度保險絲上，在溫度升高到溫度保險絲的設定溫度時，溫度保險絲熔斷，將壓敏電阻從電路中切除，溫度保險絲除了同樣有壽命和可靠性問題外，利用溫度保險絲對壓敏電阻進行過熱保護還存在以下問題：熱傳導路徑長，響應速度過慢，在其結構上熱量是先通過一定的絕緣材料傳到溫度保險絲殼體，然后再傳到溫度保險絲的內部填充材料，最后才傳到溫度保險的熔體上，因此，決定了溫度保險絲的響應速度慢。同時由于溫度保險絲的直徑小于壓敏電阻的引線直徑，從而降低了壓敏電阻重要特性參數(通流能力的降低)，另外，由于串聯方式導致了壓敏電阻的引線電感量的增加，從而限制了壓敏電阻在高頻領域的使用。