過流及過熱保護的數據線接口的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種過流及過熱保護的數據線接口,包括與數據線線纜連接的數據線接口和電源，在數據線接口和電源中電氣串聯一過流及過熱保護元件構成過流及過熱保護電路，或者，將所述過流及過熱保護元件焊接在該數據接口的印刷線路板上。該過流及過熱保護的數據線接口可以在電流異常及接口溫度過高時，及時截斷電流，直至故障被解除，因此具有突出的安全性能。
【專利說明】
過流及過熱保護的數據線接口
技術領域
[0001]本發明涉及一種過流及過熱保護的數據線接口，特別是該充電接口可以在電流異常及接口溫度過高時，及時截斷電流，直至故障被解除，因此具有突出的安全性能。【背景技術】
[0002]隨著使用數據傳輸和充電接口的各種外圍電子器件的發展，人們在日常生活中越來越頻繁的用到各種數據線。然而，隨著各種大電流電子器件的出現，充電電流越來越大， 充電次數越來越頻繁，各種數據線接口的插拔次數也越來越多，這使得各種數據線及與之相連接的電子設備可能會出現無法承受大的故障電流和發熱而燒毀的隱患。目前，各種數據線沒有采用有效的保護方式來應對這一隱患，因此一旦發生故障，將會導致嚴重后果。因此，在數據線接口部位安裝具有過流及過熱保護功能的元件可以使電子產品在數據傳輸和充電過充中更加安全。
[0003]申請號:200620052388.0該實用新型公開了一種RS-485通信接口保護電路，包括分別串接于RS-485通信接口 A、B數據線上的壓敏電阻，A、B數據線之間并接瞬態電壓抑制器，A、B數據線與地之間分別并接穩壓二極管。該實用新型中的瞬態電壓抑制器在熱敏電阻還沒有起到保護作用時先起到保護的作用，為瞬態電流提供通路，使通信電路不會因為超額電壓而擊穿或超額電流而過熱燒毀。
[0004]申請號:201480004388.0本發明涉及一種用于使用充電器(101)經由數據接口 (1 〇3)給電子設備(102)充電的方法。數據接口( 103)至少包括連接充電器(101)和電子設備 (102)的第一數據線(D+)以及第二數據線(D-)。根據該方法，經由第一數據線(D+)和第二數據線(D-)連接充電器(101)和電子設備(102)。在充電器(101)處，第一數據線(D+)和第二數據線(D-)被短路(301)。電子設備(102)檢測第一數據線(D+)和第二數據線(D-)是否被短路，并且響應于在充電器(101)處所檢測到的短路(301)，電子設備(102)短路(401)第一數據線(D+)和第二數據線(D-)。然后，充電器(101)打開第一數據線(D+)和第二數據線(D-)的短路(301)，并且檢測在電子設備(102)處第一數據線(D+)和第二數據線(D-)是否被短路。 響應于在電子設備(102)處所檢測到的短路(401)，充電器(101)向第一數據線(D+)和第二數據線(D-)中的至少一個提供充電電流。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是:提供一種過流及過熱保護的數據線接口，過流及過熱保護元件通過回流焊接的方式與印刷線路板連接，簡單方便；同時它可以在電流異常及接口溫度過高時及時截斷電流，直至故障被解除，從而保護電子設備和線路。
[0006]本發明目的通過下述方案實現:一種過流及過熱保護的數據線接口，包括與數據線線纜連接的數據線接口和電源，其特征在于:包括一過流及過熱保護元件，電源、數據線接口和過流及過熱保護元件電氣串聯連接構成過流及過熱保護電路。
[0007]在上述方案基礎上，所述印刷線路板上至少包含第一電源正端、第一電源負端、第一數據正端、第一數據負端，第二電源正端、第二電源負端、第二數據正端、第二數據負端， 所述的第一電源正端和第二電源正端之間不電氣連接，通過一過流及過熱保護元件串聯連接，其中，所述第一電源正端與數據線線纜正極電氣連接，所述第一電源負端與數據線線纜負極電氣連接，所述第一數據正端與數據線線纜數據正極電氣連接，所述第一數據負端與數據線線纜數據負極電氣連接；所述第二電源正端與電源及數據接口正極電氣連接，所述第二電源負端與電源及數據接口負極電氣連接，所述第二數據正端與電源及數據接口正極電氣連接，所述第二數據負端與電源及數據接口負極電氣連接；所述第一電源負端與第二電源負端通過印刷線路板銅箱電氣連接，所述第一數據正端與第二數據正端通過印刷線路板銅箱電氣連接，所述第一數據負端與第二數據負端通過印刷線路板銅箱電氣連接。
[0008]所述的過流及過熱保護的數據線接口不僅可以進行電力傳輸還可以進行數據傳輸。
[0009]在上述方案基礎上，所述的過流及過熱保護元件，包含第一導電電極、第二導電電極，所述第一導電電極與所述印刷線路板第一電源正端電氣連接，所述第二導電電極與第二電源正端電氣連接。
[0010]在上述方案基礎上，所述過流及過熱保護元件至少包含一具有電阻正溫度系數效應的芯片。
[0011]在上述方案基礎上，所述具有電阻正溫度系數效應的芯片包含:(a)具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料基層，有相對的上下表面；(b)第一導電電極，置于上導電復合材料基層的上表面；(c)第二導電電極，置于下導電復合材料基層的下表面；所述聚合物占所述導電復合材料基層的體積分數介于20%_75%之間，優選為25%-70%之間，更優為30%_65%之間，所述的導電復合材料基層至少由聚合物和導電填料組成，所述電填料的粒徑優選為0.05M1?50wii，更優為0.lym?20wii;體積電阻率不大于0.03 n.m，優選為不大于0.02 Q.m，更優為不大于0.01 Q.m。所述導電填料占所述導電復合材料基層體積分數的25%?80%，優選為30%-75%之間，更優為35%-70%之間，分散于所述聚合物中。
[0012]在上述方案基礎上，所述的聚合物選自聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛樹脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、 聚偏氟乙烯、環氧樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種及其混合物。
[0013]在上述方案基礎上，所述的導電填料選自碳黑、石墨、碳纖維、碳納米管、金屬粉末、導電陶瓷粉末中的一種及其混合物。
[0014]在上述方案基礎上，所述的金屬粉末選自:銅、鎳、鈷、鐵、鎢、錫、鉛、銀、金、鉑或其合金中的一種及其混合物。
[0015]在上述方案基礎上，所述的導電陶瓷粉末選自:金屬氮化物、金屬碳化物、金屬硼化物、金屬硅化物之中的一種或幾種的混合物。
[0016]所述具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料基層可含有其他組分，如抗氧劑、 輻射交聯劑(常稱為輻照促進劑、交聯劑或交聯促進劑，例如三烯丙基異氰脲酸酯)、偶聯劑、分散劑、穩定劑、非導電性填料(如氫氧化鎂，碳酸鈣)、阻燃劑、弧光抑制劑或其他組分。 這些組分通常至多占高分子基導電復合材料總體積的15%，例如5%體積百分比。
[0017]本發明優越性在于:它通過回流焊接的方式，把過流及過熱保護元件安裝在印刷線路板上，加工方式簡單，同時它可以在電流異常及接口溫度過高時及時截斷電流，直至故障被解除，從而保護電子設備和線路。
[0018]本發明的內容和特點已揭示如上，然而前面敘述的本發明僅僅簡要地或只涉及本發明的特定部分，本發明的特征可能比在此公開的內容涉及的更多。因此，本發明的保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應該包括在不同部分中所體現的所有內容的組合，以及各種不背離本發明的替換和修飾，并為本發明的權利要求書所涵蓋。【附圖說明】
[0019]圖1本發明的具有電阻正溫度系數效應的芯片示意圖；圖2本發明第1實施例的結構示意圖；圖3本發明第2實施例的結構示意圖；圖4本發明第3實施例的功能曲線。【具體實施方式】
[0020]實施例1如圖1所示:一種過流及過熱保護的數據線接口，包含數據線接口 1、過流及過熱保護元件3和印刷線路板2。印刷線路板2包含第一電源正端21、第一電源負端22、第二電源正端24、 第二電源負端23。第一電源正端21和第二電源正端24無電氣連接，它們通過一過流及過熱保護元件3電氣串聯連接。第一電源正端21和第二電源正端24通過焊接的方式與過流及過熱保護元件3電氣連接。第一電源負端22和第二電源負端23通過印刷工線路板上銅箱電氣連接，作為充電接口。[0021 ]本實施例中，過流及過熱保護元件3的制備按照下述方式:將聚合物、導電填料、加工助劑按合適的配方配料。將密煉機溫度設定為180度，轉速為 30轉/分鐘，先加入聚合物密煉3分鐘后，然后加入導電填料和加工助劑，加料在3分鐘內完成，繼續密煉15分鐘后出料，得到具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料。
[0022]將上述熔融混合好的具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料通過開煉機壓延， 得到厚度為0.20-0.25毫米的具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料基層32，如圖1。
[0023]將具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料基層32,按圖1所示置于二層導電電極31a和31b之間，導電電極31a和31b的粗糙面與具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料基層22緊密結合。通過熱壓合的方法將上述三層疊好緊密結合在一起。熱壓合的溫度為180 攝氏度，壓力為12兆帕，時間為10分鐘，最后在冷壓機上冷壓10分鐘，得到圖1所示的具有電阻正溫度系數效應的芯片30。[〇〇24]將具有電阻正溫度系數效應的芯片30經過沖壓或劃片，制成合適大小的芯片，芯片的大小取決于過流及過熱保護元件的尺寸。將沖壓或劃片好的具有電阻正溫度系數效應的芯片經過一系列的工藝制備成具有過流及過熱保護功能的元件3。[〇〇25] 實施例2本實施例與實施例1主體結構相同，只是在實施例1所述的過流及過熱保護的數據線接口上增加了第一數據正端25、第一數據負端26、第二數據正端27和第二數據負端28。第一數據正端25和第二數據正端27通過印刷線路板上的銅箱電氣連接。第一數據負端和第二數據負端通過印刷線路板上的銅箱電氣連接。第一數據正端25、第一數據負端26、第二數據正端 27和第二數據負端28可以起傳輸數據信號的作用。
[0026]圖4是實施例1所述充電接口的功能曲線，當線路中有較大電流通過時，常規的充電接口處會持續大量發熱，直到充電接口的基座部分熔融，器件被破壞。而實施例1所述充電接口中安裝了過流及過熱保護元件，當線路中有較大電流通過時，過流及過熱保護元件截斷電路，使充電接口表面溫度穩定維持在一個比較安全的區域(如50 °C左右)。
[0027]本發明的內容和特點已揭示如上，然而前面敘述的本發明僅僅簡要地或只涉及本發明的特定部分，本發明的特征可能比在此公開的內容涉及的更多。因此，本發明的保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應該包括在不同部分中所體現的所有內容的組合，以及各種不背離本發明的替換和修飾，并為本發明的權利要求書所涵蓋。
【主權項】
1.一種過流及過熱保護的數據線接口，包括與數據線線纜連接的數據線接口和電源， 其特征在于:在數據線接口和電源中電氣串聯一過流及過熱保護元件構成過流及過熱保護 電路，或者，將所述過流及過熱保護元件焊接在該數據接口的印刷線路板上。2.根據權利要求1所述的過流及過熱保護的數據線接口，其特征在于:所述印刷線路板 上至少包含第一電源正端、第一電源負端、第一數據正端、第一數據負端，第二電源正端、第 二電源負端、第二數據正端、第二數據負端，所述的第一電源正端和第二電源正端之間不電 氣連接，通過一過流及過熱保護元件串聯連接，其中，所述第一電源正端與數據線線纜正極電氣連接，所述第一電源負端與數據線線纜負極 電氣連接，所述第一數據正端與數據線線纜數據正極電氣連接，所述第一數據負端與數據 線線纜數據負極電氣連接；所述第二電源正端與電源及數據接口正極電氣連接，所述第二電源負端與電源及數據 接口負極電氣連接，所述第二數據正端與電源及數據接口正極電氣連接，所述第二數據負 端與電源及數據接口負極電氣連接；所述第一電源負端與第二電源負端通過印刷線路板銅箱電氣連接，所述第一數據正端 與第二數據正端通過印刷線路板銅箱電氣連接，所述第一數據負端與第二數據負端通過印 刷線路板銅箱電氣連接。3.根據權利要求1或2所述的過流及過熱保護的數據線接口，其特征在于:所述的過流 及過熱保護元件，包含第一導電電極、第二導電電極，所述第一導電電極與所述印刷線路板 第一電源正端電氣連接，所述第二導電電極與第二電源正端電氣連接。4.根據權利3所述的過流及過熱保護的數據線接口，所述過流及過熱保護元件至少包 含一具有電阻正溫度系數效應的芯片。5.根據權利要求4所述的過流及過熱保護的數據線接口，其特征在于:所述具有電阻正 溫度系數效應的芯片包含:(a)具有電阻正溫度系數效應的導電復合材料基層，有相對的上下表面；(b)第一導電電極，置于上導電復合材料基層的上表面；(c)第二導電電極，置于下導電復合材料基層的下表面；所述聚合物占所述導電復合材料基層的體積分數介于20%_75%之間，所述的導電復合 材料基層至少由聚合物和導電填料組成，所述的導電填料粒徑〇.〇5wii?50wii，體積電阻率 不大于0.03 Q.m，占所述導電復合材料基層體積分數的25%?80%，分散于所述聚合物中。。6.根據權利要求5所述的過流及過熱保護的數據線接口，其特征在于:所述的聚合物選 自聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇 酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛樹脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟 乙烯、聚氟乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、環氧樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚 物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種及其混合物。7.根據權利要求5所述的過流及過熱保護的數據線接口，其特征在于:所述的導電填料 選自碳黑、石墨、碳纖維、碳納米管、金屬粉末、導電陶瓷粉末中的一種及其混合物。8.根據權利要求7所述的過流及過熱保護的數據線接口，其特征在于:所述的金屬粉末 選自:銅、鎳、鈷、鐵、鎢、錫、鉛、銀、金、鉑或其合金中的一種及其混合物。9.根據權利要求7所述的過流及過熱保護的數據線接口，其特征在于所述的導電陶瓷 粉末選自:金屬氮化物、金屬碳化物、金屬硼化物、金屬硅化物之中的一種或幾種的混合物。
【文檔編號】H01R13/66GK105977728SQ201610571970
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月20日
【發明人】范榮, 劉玉堂, 劉正平, 楊銓銓, 吳國臣
【申請人】上海長園維安電子線路保護有限公司