基于ptc熱敏電阻的保護電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于PTC熱敏電阻的保護電路，包括：氧化鋅壓敏電阻、PTC熱敏電阻、溫度保險絲和被保護電路；被保護電路與氧化鋅壓敏電阻并聯后，再與PTC熱敏電阻和溫度保險絲串聯。本發明的基于PTC熱敏電阻的保護電路能同時進行過壓、過流及過載保護，有效避免壓敏電阻因溫度過高而被熱擊穿，同時有效避免PTC熱敏電阻出現潛在的失效模式帶來的安全隱患，提高安全性能，加快了PTC熱敏電阻的保護速度，降低了PTC熱敏電阻的保護速度受環境溫度的影響，電路結構簡單、成本低，適于大規模推廣應用。
【專利說明】基于PTC熱敏電阻的保護電路
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子電路【技術領域】，更具體地，涉及一種基于PTC熱敏電阻的保護電路。
【背景技術】
[0002]正溫度系數(Positive Temperature Coefficient, PTC)熱敏電阻廣泛應用于電腦、通訊、消費電子、汽車、通路、數字內容等6C產業領域中的電路保護。其工作原理是:當電路正常工作時，PTC熱敏電阻阻值非常小，不阻礙電流通過；而當電路出現過流、過載、或過熱等故障時，PTC熱敏電阻表面溫度迅速上升，超過開關溫度時，其阻值瞬間升至高阻態，及時將電路電流限制在很低水平，以保護電路。當故障排除后，PTC熱敏電阻迅速冷卻并恢復到原低阻狀態，可重復使用。
[0003]目前的過流/過熱保護裝置一般采用PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在電路故障未排除、長時間通電狀態下，因其自身有殘余電流通過而發熱，導致熱量累積，其潛在的失效模式為燃燒。正溫度系數熱敏電阻的特性決定，其自身高分子材料燃燒后，兩端金屬電極材料存在一定概率導通，形成短路，損壞電路，具有較大的安全隱患。
[0004]氧化鋅壓敏電阻具有非線性的伏安特性，一般在電子線路中用作防過壓、防雷擊保護器件，其工作原理是:將壓敏電阻器并接于被保護的電路上，，當線路電壓低于壓敏電阻的工作電壓值是，壓敏電阻器的阻值極高，近乎開路，因而不會影響器件或電器設備的正常工作。當電壓瞬間高于某一數值是，壓敏電阻器的阻值迅速下降，導通大電流，將電壓鉗制在被保護器件或電器設備能承受的電壓范圍內，從而保護被保護器件或電器設備。然而，氧化鋅壓敏電阻在導通時吸收能量，其自身溫度迅速升高，因此，壓敏電阻導通時能吸收的能量是有限的，如果能量過大將導致壓敏電阻溫度過高而被熱擊穿失效。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于PTC熱敏電阻的保護電路，能同時進行過壓、過流及過載保護，有效避免壓敏電阻因溫度過高而被熱擊穿，同時有效避免PTC熱敏電阻出現潛在的失效模式帶來的安全隱患，提高安全性能。
[0006]為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于PTC熱敏電阻的保護電路，其特征在于，包括:氧化鋅壓敏電阻、PTC熱敏電阻、溫度保險絲和被保護電路；所述被保護電路與所述氧化鋅壓敏電阻并聯后，再與所述PTC熱敏電阻和所述溫度保險絲串聯。
[0007]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0008]1、將壓敏電阻導通發熱的熱量迅速傳遞給PTC熱敏電阻，PTC熱敏電阻的阻值因溫度升高而迅速增大，避免壓敏電阻因溫度過高而被熱擊穿，大大提高了熱敏電阻的可靠性。[0009]2、選擇溫度保險絲的熱熔斷溫度略低于PTC熱敏電阻的潛在失效模式時的溫度，一旦PTC熱敏電阻因故障未能及時排除而出現潛在的失效模式，溫度保險絲熔斷，完全切斷電路，提聞安全性能。
[0010]3、壓敏電阻與PTC熱敏電阻熱耦合，加快了 PTC熱敏電阻的保護速度，降低了 PTC熱敏電阻的保護速度受環境溫度的影響。
[0011]4、電路結構簡單、成本低，適于大規模推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明實施例的基于PTC熱敏電阻的保護電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0014]如圖1所示，本發明實施例的基于PTC熱敏電阻的保護電路包括:氧化鋅壓敏電阻
1、PTC熱敏電阻2、溫度保險絲3和被保護電路。被保護電路與氧化鋅壓敏電阻I并聯后，再與PTC熱敏電阻2和溫度保險絲3串聯。
[0015]當出現過壓狀況時，氧化鋅壓敏電阻I導通并發熱，熱量迅速傳遞給與氧化鋅壓敏電阻I熱耦合的PTC熱敏電阻2，PTC熱敏電阻2的阻值因溫度的升高而迅速增大，保護氧化鋅壓敏電阻1，避免氧化鋅壓敏電阻I因溫度過高而被熱擊穿，大大提高了氧化鋅壓敏電阻的可靠性。
[0016]當出現過流或過載狀況時，PTC熱敏電阻的阻值迅速升高，將電路電流限制在很低水平，保護電路。壓敏電阻與PTC熱敏電阻熱耦合，加快了 PTC熱敏電阻的保護速度，降低了 PTC熱敏電阻的保護速度受環境溫度的影響。
[0017]將溫度保險絲3以熱耦合的方式與PTC熱敏電阻2串聯，選擇溫度保險絲3的熱熔斷溫度略低于使PTC熱敏電阻2出現潛在的失效模式時的溫度。當出現過流或過載狀況，而電路故障未及時排除時，PTC熱敏電阻2在長時間通電狀態下，因其自身有殘余電流通過而發熱，導致熱量累積，一旦PTC熱敏電阻2出現潛在的失效模式，溫度保險絲3通過PTC熱敏電阻2燃燒產生的熱量熔斷溫度保險絲3，完全切斷電路，提高電路的安全性能。
[0018]本發明實施例的基于PTC熱敏電阻的保護電路能同時進行過壓、過流及過載保護，有效避免壓敏電阻因溫度過高而被熱擊穿，同時有效避免PTC熱敏電阻出現潛在的失效模式帶來的安全隱患，提高安全性能，加快了 PTC熱敏電阻的保護速度，降低了 PTC熱敏電阻的保護速度受環境溫度的影響，電路結構簡單、成本低，適于大規模推廣應用。
[0019]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于PTC熱敏電阻的保護電路，其特征在于，包括:氧化鋅壓敏電阻、PTC熱敏電阻、溫度保險絲和被保護電路；所述被保護電路與所述氧化鋅壓敏電阻并聯后，再與所述PTC熱敏電阻和所述溫度保險絲串聯。
【文檔編號】H02H9/04GK103457251SQ201310392572
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】黃淳, 陳松 申請人:武漢聯創恒業科技有限公司