[實用新型]一種凹形壓敏電阻器

有效

• 申請號: 201720032661.1
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN206432095U
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 李偉力;李國正;闕華昌;周慧;褚平順
• 申請（專利權）人: 昆山萬豐電子有限公司
• 主分類號: H01C7/12
• 分類號: H01C7/12;H01C1/146
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種壓敏電阻器，尤其指一種壓敏電阻器陶瓷基體上設有凹形空缺的壓敏電阻器。

背景技術

壓敏電阻器作為一種限壓型保護元件，應用于各種電氣設備及電源配電系統中，起抑制瞬態電壓的作用，防止因靜電、浪涌或其它瞬態電流(如雷擊)對設備造成的損壞，具有耐受大電流、能量吸收、低泄露電流等優點，是應用廣泛的過電壓保護元件。當前業內普遍使用的壓敏電阻器結構如下，陶瓷基體呈長方體形或圓柱形，陶瓷基體上對稱涂覆電極，電極上焊接引線，引線伸至壓敏電阻器陶瓷基體外部，壓敏電阻器陶瓷基體及部分引線被環氧樹脂等絕緣材料包裹。當前壓敏電阻器均存在電極邊緣效應，即壓敏電阻承受電壓時，電極邊緣電場強度遠高于中心區域，瞬態電壓沖擊時，電極邊緣處的陶瓷基體比電極內部區域的陶瓷基體承受更大密度電流的沖擊，更易失效，實踐證明，工藝穩定、陶瓷基體各部位性能接近的壓敏電阻器，高浪涌電流沖擊造成失效時，一般表現為壓敏電阻器電極邊緣熔洞。此外，當前壓敏電阻器另一種失效形式為表面跨弧，壓敏電阻器經受大電流沖擊后，基體溫度迅速上升，外層環氧樹脂等絕緣材料也會隨溫度升高膨脹，絕緣性能下降，多次電流沖擊后，易于出現沿兩電極間的陶瓷基體表面爬電的情況，進而造成陶瓷基體側面出現導電通道，壓敏失效。當前壓敏電阻器陶瓷基體結構存在多次浪涌沖擊時邊緣效應導致的電極邊緣陶瓷基體失效、且易于瓷體邊緣跨弧的問題，業內普遍采用將壓敏電阻器陶瓷基體加大和基體整體加厚的方法以保證壓敏電阻器電極邊緣區域的通流能力并增大兩電極沿陶瓷基體表面的間距，減小表面爬電跨弧風險，但這樣會造成壓敏電阻器電極內部的陶瓷基體厚度高于正常需求，形成冗余厚度，大厚度的壓敏電阻器一般經受電流沖擊時的殘留電壓較高，而且也不利于壓敏電阻器的小型化。如何減弱壓敏電阻器受邊緣效應的影響并減少材料浪費、減小爬電風險，成為當前業內需要解決的問題。

實用新型內容

本實用新型需解決的技術問題是提供一種凹形壓敏電阻器，可保證壓敏電阻器在電極邊緣區域的陶瓷基體通流能力與電極中心區域的陶瓷基體通流能力接近，并減小壓敏電阻器陶瓷基體表面爬電風險，同時減少壓敏電阻器陶瓷基體材料消耗，避免性能浪費。

采用的技術方案如下：一種凹形壓敏電阻器，包括有壓敏電阻器陶瓷基體,所述的壓敏電阻器陶瓷基體上設有電極，壓敏電阻器陶瓷基體的外表面中至少有兩個電極面，在至少一個電極表面所在的陶瓷基體上設有凹形空缺，凹形空缺周圍陶瓷基體厚度大于凹形空缺底部陶瓷基體厚度，凹形空缺縱截面由直線、曲線或二者的結合構成,電極邊緣陶瓷基體厚度大于電極覆蓋的凹形空缺底部區域陶瓷基體厚度，覆蓋凹形空缺底部的電極中，未被凹形空缺占據的面積小于該電極面積的50％。

進一步的，所述的一種凹形壓敏電阻器的凹形空缺數量為1—200個。

壓敏電阻器電極上排布電荷時，電荷趨向于盡可能遠的鋪散在電極上，在三維上，此性質表現為電荷聚集于電極的尖端,易于尖端放電，在二維上，此性質表現為電荷聚集于電極的邊緣，邊緣越尖銳，場強越大，易于擊穿失效，即邊緣效應。本實用新型采用帶凹形空缺的壓敏電阻器陶瓷基體的設計，可實現電極邊緣區域的壓敏電阻器陶瓷基體加厚、電極內部區域的壓敏電阻器陶瓷基體厚度不變的結構，通過增大壓敏電阻器電極邊緣陶瓷基體的厚度，降低電極邊緣陶瓷基體單位厚度承受的電場，使大電流沖擊時實際流經電極邊緣的電流密度降低，減弱邊緣效應的影響，同時本實用新型無需將電極內部區域的壓敏電阻器陶瓷基體同時加厚，減少了材料浪費，此外壓敏電阻器在大電流沖擊時的電壓，即殘壓，也與壓敏電阻器陶瓷基體厚度相關，減小電極內部區域的陶瓷基體厚度，有利于降低殘壓。壓敏電阻器陶瓷基體在電極邊緣區域厚度增加，增大了兩電極間沿陶瓷基體外表面的間距，減小表面爬電風險。本實用新型凹形空缺可設計為曲面結構，使凹形底部和側面間的過渡更為光滑，避免在凹形轉折處出現過于鋒銳尖端，以免出現新的的尖端放電區域。本實用新型針在壓敏電阻器一個凹形空缺的設計上可做出進一步改進，增加凹形空缺數量，電極內部的多個凹形空缺間的陶瓷基體，高于凹形空缺底部并連通至陶瓷基體邊緣，可起到框架的作用，增加陶瓷基體強度，減小大電流沖擊時因發熱導致的陶瓷基體開裂的風險。