[發(fā)明專利]一種磁阻限流器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310325339.4
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103414176A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周志敏;詹姆斯·G·迪克
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇多維科技有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H01L43/08
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi);項(xiàng)麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型的磁阻限流器。?

技術(shù)領(lǐng)域

在電子電路中，由于工業(yè)電源網(wǎng)絡(luò)波動性的存在，例如當(dāng)電網(wǎng)中接入或者斷開其他電器，以及由于錯誤接線或者元器件失效以及電源電路在開啟時，電容性元件的瞬時充電等因素都可能導(dǎo)致高的電流沖擊，使得電子元器件如LED等受到破壞。與此相對的另一種情況是，電網(wǎng)電壓的波動導(dǎo)致電路中瞬時出現(xiàn)電壓不足，導(dǎo)致工作電流低于正常工作電流值。?

為了解決這個問題，需要采用電熱元件作為限流器來保護(hù)電子元件，通過電熱元件自身參數(shù)性能如電阻的改變使得在高電流時能夠增加電阻降低電流，在電流不足時能夠減小電阻來增加電流，并在穩(wěn)定時使得電阻回復(fù)至正常電阻值來實(shí)現(xiàn)電流的限制作用，以保護(hù)電路中的元件。通常采用的電熱元件分為兩種，一種是正電阻溫度系數(shù)的電熱元件，當(dāng)電流增加時，電熱元件發(fā)熱，溫度升高導(dǎo)致電阻快速增加，從而減小電流幅度。而對于電容性元件存在的電路中例如AC-DC電源電路，在啟動時電容充電導(dǎo)致瞬時峰值電流，則采用另外一種負(fù)電阻溫度系數(shù)的電熱元件，即在起始階段具有高的電阻，用于限制開始時的電容充電的瞬時沖擊電流，當(dāng)電容正常工作時，電阻開始發(fā)熱溫度升高，導(dǎo)致電阻減小，使得消耗減小。?

但是電熱元件用于電流限流，存在著以下缺點(diǎn)和不足：?

1）電熱元件阻值的變化依賴于熱傳導(dǎo)所導(dǎo)致的溫度變化，溫度的上升和下降通常需要一定時間，因此其響應(yīng)速度較慢，而且溫度的變化依賴于電熱元件所處的環(huán)境，例如環(huán)境溫度的變化，以及電熱元件附近可能存在的其他元件如PCB板等都可能影響其相應(yīng)量及相應(yīng)速度；

2）如果電路中電流在間隔很短的時間內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生峰值，則電熱元件在開始時能夠產(chǎn)生相應(yīng)，對于后面發(fā)生的變化，由于溫度無法在短時間內(nèi)恢復(fù)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，所以無法發(fā)揮限流作用；

3）電熱元件只能使得電路中的沖擊電流受到限制，對于電流低于正常值的情況則不能發(fā)揮作用，從而使電流減小幅度得到限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種新型磁阻限流器，利用磁隧道結(jié)電阻隨外磁場變化的特點(diǎn)，通過線圈將電流轉(zhuǎn)變成磁場，當(dāng)電流增加時，磁場增加，導(dǎo)致磁隧道結(jié)電阻增加，從而使得電流增加幅度得到限制，當(dāng)電路恢復(fù)正常時，磁場和電阻能夠迅速回到正常值，或者另一種情況，當(dāng)電流減小時，磁場減小，磁隧道結(jié)電阻減小，從而使得電流減小幅度得到限制，當(dāng)電路恢復(fù)正常時，磁場和電阻回到正常值。?

本發(fā)明提供了一種磁阻限流器，包括：基片、輸入電極、輸出電極、磁阻傳感器層、第一絕緣層、線圈、第二絕緣層以及磁屏蔽層；線圈位于磁屏蔽層和磁阻傳感器層之間，第一絕緣層分隔線圈和磁阻傳感器層，第二絕緣層分隔線圈和磁屏蔽層；磁阻傳感器層包括N行陣列式的磁隧道結(jié)行，N為大于1的整數(shù)，每行磁隧道結(jié)行包括一個或多個互聯(lián)的磁隧道結(jié)單元，磁隧道結(jié)行之間以串聯(lián)、并聯(lián)或者混合串并聯(lián)形成磁阻傳感器層的兩端口結(jié)構(gòu)，線圈也具有兩端口結(jié)構(gòu)，磁阻傳感器層的一個端口與線圈的一個端口相接，磁阻傳感器層的另一個端口與輸入電極相連，線圈的另一端口與輸出電極相連；電流經(jīng)輸入電極流入磁阻傳感器層，再經(jīng)線圈從輸出電極流出。?

優(yōu)選的，所述磁阻傳感器層的電阻與流經(jīng)輸入電極-輸出電極的電流所產(chǎn)生磁場成線性關(guān)系，或所述磁阻傳感器層的電阻與流經(jīng)輸入電極-輸出電極的電流所產(chǎn)生磁場的絕對值成對稱線性分布特征，當(dāng)流經(jīng)輸入電極-輸出電極的電流為正常值時，所述磁阻傳感器層的電阻處于最小值或者最大值位置，且隨直流電流增加或減小，其對應(yīng)電阻也相應(yīng)增加或減小。?

優(yōu)選的，所述磁隧道結(jié)單元之間的連接方式是串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)混合，所述磁隧道結(jié)單元的磁敏感軸垂直于磁隧道結(jié)行。?

優(yōu)選的，所述線圈包含（2*N+M）個導(dǎo)電行，其中N>1，M=-1或3，并且所述導(dǎo)電行之間串聯(lián)連接，所述導(dǎo)電行平行于所述磁隧道結(jié)行，部分所述導(dǎo)電行位于所述磁隧道結(jié)行的上方或下方，另外部分所述導(dǎo)電行位于所述磁隧道結(jié)行之間，電流正方向流入位于所述磁隧道結(jié)行之上或之下的導(dǎo)電行，反方向流入位于兩個所述磁隧道結(jié)行之間的導(dǎo)電行。?

優(yōu)選的，線圈包含（N+M）個導(dǎo)電行，其中N>1，M=0或2，并且所述導(dǎo)電行之間并聯(lián)連接，所述導(dǎo)電行平行于所述磁隧道結(jié)行，所述導(dǎo)電行位于所述磁隧道結(jié)行的上方或下方，電流同方向流入各所述導(dǎo)電行。?

優(yōu)選的，當(dāng)M>0時，所述線圈的每個導(dǎo)電行的截面的尺寸相同；當(dāng)M=0或M＜0時，通過改變所述線圈的導(dǎo)電行的截面尺寸，從而保證在所述磁阻傳感器層的每一磁隧道結(jié)行的位置處產(chǎn)生恒定敏感軸向磁場。?