專利名稱：具有熱元件的電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
電子器件，諸如計(jì)算機(jī)設(shè)備，可容納電源，該電源被用來將交流輸入轉(zhuǎn)換成為直流輸出。當(dāng)開始打開該電源時(shí)，可能存在顯著且可能有害(例如，對電源部件)的沖擊電流。防止這樣的可能有害的沖擊電流的ー種方法在于設(shè)置與交流輸入相符的電阻器，以限制沖擊電流。
此外，該電阻器將耗散功率，并由此在正常運(yùn)行中產(chǎn)生少量的熱。然而，如果發(fā)生異常運(yùn)行，諸如電源由于短路而吸入過大電流，則可能在電阻器中產(chǎn)生過熱。該熱量可能，例如，使電阻器的殼體、電源的殼體變形和/或損傷電阻器的鄰近部件。該熱量可能，例如，導(dǎo)致電阻器的電阻元件(例如，繞線電阻器的配線)熔化。該熔化可能使電源從交流輸入斷開。該熔化可能在例如1000°c大小的溫度下發(fā)生，并且導(dǎo)致電阻器的殼體和/或電源的殼體的變形、電火花、火焰、附接到交流電輸入的接觸元件的脫離和/或其它的不希望的狀態(tài)。一個(gè)已知方案是將熱熔絲設(shè)置成與電阻器串聯(lián)且鄰近于電阻器，使得當(dāng)電阻器加熱時(shí)，熱量被傳遞到熱熔絲。如果所述熱量達(dá)到某個(gè)水平，熱熔絲跳閘，從而使電路斷開并阻止對電阻器的繼續(xù)加熱，由此避免不希望的熱、火焰、電火花、熔化隔離、裸露導(dǎo)體等等。然而，這樣的系統(tǒng)要求部件的準(zhǔn)確放置。如果熱熔絲離電阻器太遠(yuǎn)，熔線可能不會(huì)在希望的溫度下跳閘，可能導(dǎo)致電阻器的非安全故障。如果熱熔絲太近，則熔絲可能過早跳閘。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，限流器包括芯部和電阻元件。芯部包括第一部分和第二部分。電阻元件被布置在芯部的第一部分周圍，并且熱熔絲被布置在芯部的第二部分周圍。熱熔絲與電阻元件以串聯(lián)方式電氣互連。限流器的芯部可以是整體式芯部。在ー實(shí)施方式中，限流器還可包括與電阻元件以串聯(lián)方式電氣互連的第一引線和與熱熔絲以串聯(lián)方式電氣互連的第二引線。電阻元件可以布置在第一引線和熱熔絲之間，并且熱熔絲可以布置在電阻元件和第二引線之間。限流器的電阻元件可包括繞芯部的第一部分纏繞的配線。熱熔絲可包括繞芯部的第二部分布置的ー個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層。限流器可包括電氣連接到熱熔絲和電阻元件的互聯(lián)，并且該互聯(lián)可以布置在熱熔絲和電阻元件之間。外絕緣層可圍繞電阻元件和熱熔絲。熱熔絲的至少一部分可具有在140°C和500°C之間的熔點(diǎn)，諸如270°C。電阻元件可包括繞芯部的第一部分布置的導(dǎo)電層。制造限流器的方法包括用導(dǎo)電材料層鍍覆芯部的第一部分、繞芯部的第二部分纏繞配線、將導(dǎo)電材料層電氣互聯(lián)到配線和將絕緣材料布置在導(dǎo)電材料層和配線之上。芯部的第二部分無導(dǎo)電材料。所述方法可包括將端蓋互聯(lián)到芯部的第一部分，使得導(dǎo)電材料層被電氣互連到端至JHL ο在用于增加電子電路的部件的電阻值的方法中，所述方法可包括使電流通過繞芯部的第一部分布置的電阻元件、將沿著芯部的縱向軸線在所述通過步驟中產(chǎn)生的熱傳送到繞芯部的第二部分布置的熱熔絲，和響應(yīng)于所述傳送步驟熔化熱熔絲的一部分以增加熱熔絲的電阻。在用于增加電子電路的部件的電阻值的方法中，所述熔化步驟可從小于I Ω到至少2ΜΩ増加熱熔絲的電阻。在所述方法中，所述熔化步驟可在熱熔絲的溫度達(dá)到在250°C和270°C之間的溫度時(shí)發(fā)生。在另一方面，限流器包括具有第一部分和第二部分的芯部、繞芯部的第一部分布置的電阻元件和沿著芯部的第二部分布置的熱熔絲。熱熔絲被以串聯(lián)方式電氣互連到電阻元件。 限流器還可包括圍繞電阻元件和熱熔絲的外絕緣層。限流器的芯部可以是整體式芯部。電阻元件可包括繞芯部的第一部分纏繞的配線。熱熔絲可包括布置在限流器的引線和電阻元件之間的焊接接頭。焊接接頭可具有230°C和270°C之間的熔點(diǎn)。


圖I是具有熱元件的電阻器的示例性實(shí)施方式的圖示。圖2是具有帶絕緣涂層的圖I的熱元件的電阻器的圖示。圖3是具有熱元件的電阻器的另ー示例性實(shí)施方式的圖示。圖4是整合了具有熱元件的電阻器的開關(guān)電源的示意圖。圖5是具有熱元件的電阻器的又一示例性實(shí)施方式的圖示。
具體實(shí)施例方式雖然本發(fā)明易于進(jìn)行各種修改和替代形式，其具體實(shí)施方式
作為示例已經(jīng)在附圖中示出并在本文中詳細(xì)描述。但是，應(yīng)該明白，這并應(yīng)當(dāng)認(rèn)為將本發(fā)明限制為所公開的具體形式，而是本發(fā)明涵蓋落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的全部修改、等同和替代。通過在這里描述的特征通過提供一種電阻器解決了上述問題及其他問題，該電阻器具有熱元件，所述熱元件能夠操作以起到限流器的作用，從而適當(dāng)限制電流尖峰，同時(shí)還提供對超過期望水平的較長持續(xù)時(shí)間電流的保護(hù)。例如，具有熱元件的電阻器可以配置為用于(例如，用于計(jì)算機(jī))開關(guān)電源的沖擊電流限制器。在該應(yīng)用中，在通過電阻元件的電阻將電カ施加到開關(guān)電源時(shí)，具有熱元件的電阻器提供對于沖擊電流的防護(hù)。另外，具有熱元件的電阻器可包括熱元件(例如，熔絲)，如果在長期的時(shí)間段里過大電流通過具有熱元件的電阻器，則該熱元件將起作用(例如，增大電阻和/或變成斷開)。有利地，在這里描述的實(shí)施方式可提供用于電子設(shè)備的低成本、可靠的沖擊和過熱保護(hù)，此外同時(shí)提供安全故障模式。其中，當(dāng)熱元件起作用時(shí)，無火花或火焰產(chǎn)生，并且不會(huì)形成暴露的導(dǎo)電體。下面參考附圖詳細(xì)描述實(shí)施方式的具體特征和變化。圖I圖示了具有熱元件的電阻器100的實(shí)施方式，該電阻器可，例如，用作開關(guān)電源中的沖擊電流限流器。圖I中未示出絕緣層115(在圖2中示出)。具有熱元件的電阻器100包括芯部101。芯部101可以由電絕緣材料構(gòu)成，諸如陶瓷。芯部101可對具有熱元件的電阻器100提供不導(dǎo)電的機(jī)械支撐。在這方面，下面討論的電阻元件102和熱元件103兩者均可依靠芯部101作為機(jī)械支撐。與之相關(guān)地，芯部101可包括第一部分112，該第一部分112布置成鄰近電阻元件102，并且對電阻元件102提供支撐；和第二部分113，該第二部分113布置成鄰近熱元件103，并且對熱元件103提供支撐。第一部分112和第二部分113可以是互不包括的(例如，沒有第一部分112中的部分可被包括在第二部分113中)并且可沿著具有熱元件的電阻器100的縱向軸線114的專有部分布置。第一部分112和第二部分113可以是單個(gè)整體式芯部101的部分。替代地，第一部分112和第二部分113可以是單個(gè)芯部101的部分，該單個(gè)芯部101通過使分開制成的第一部分112和第二部分113互相連通而構(gòu)成。電阻元件102可以采用繞線電阻器的形式，其包括繞芯部101的第一部分112纏繞的配線104。配線104的直徑、長度和材料可以選擇為實(shí)現(xiàn)具體的電氣特性，諸如任何適當(dāng)?shù)碾娮韬皖~定功率。例如，配線104可以構(gòu)造為使得電阻元件102具有在約1Ω和IOkQ之間的可選電阻。例如，配線104可以構(gòu)造為使得電阻元件102具有約10 Ω的電阻(例如，10 Ω ±5%或者9. 5-10. 5 Ω )并且定額成處理IW的功率。電阻元件102可替代地采用薄膜 電阻的形式或繞芯部101的第一部分112布置的任何其它適當(dāng)類型的電阻器。例如，電阻元件102可包括一個(gè)或更多個(gè)繞芯部101的第一部分112布置的導(dǎo)電層。電阻元件102可用于對電流進(jìn)行限制。例如，在電阻元件布置在開關(guān)電源中的情況中，則當(dāng)首次打開開關(guān)電源時(shí)可發(fā)生沖擊電流。對于該應(yīng)用，電阻元件102可以構(gòu)造為承受當(dāng)開始接通開關(guān)電源時(shí)出現(xiàn)的起始電壓和電流應(yīng)力。通過限制沖擊電流，電阻元件102可有助于保護(hù)開關(guān)電源的其它部件不受可能的破壞性電流水平的影響。在這方面，電阻元件102可有助于防止開關(guān)電源中的部件出現(xiàn)例如電火花、過熱或者其它的損傷。電阻元件102可具有較高的電阻值以提供適當(dāng)?shù)碾娏鞅Ｗo(hù)。該高電阻值在正常エ作狀態(tài)下將是損耗性的?？赡艿那闆r是，在高于所需的電流流過電阻元件102的條件下，電阻元件102可產(chǎn)生不希望的熱量。這樣的加熱可導(dǎo)致電阻元件102的破壞，諸如使電阻元件102的部分熔化和/或燃燒，可能造成不安全條件。這樣的加熱此外可導(dǎo)致對于具有熱元件的電阻器100的鄰近部件的破壞，諸如，例如破壞電源殼體(未示出)。因此，具有熱元件的電阻器100可包括熱元件103，以防止這樣的不安全條件。在這方面，通過將熱元件103聯(lián)接到電阻元件102，具有熱元件的電阻器100可用作沖擊電流限制器和熔絲兩者。熱元件103可以繞芯部101的第二部分113布置。芯部101的第二部分113可提供用于沉積一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)電材料層或?qū)щ姴牧夏さ谋砻妫霰砻娣催^來構(gòu)成了熱元件103。熱元件103可以是串聯(lián)連接到電阻元件102的導(dǎo)電元件。熱元件103可以構(gòu)造為使得其將充當(dāng)熱熔絲，并且當(dāng)暴露于預(yù)定溫度時(shí)從導(dǎo)電元件改變成斷路(例如，不導(dǎo)電)元件。預(yù)定溫度可以通過適當(dāng)?shù)貥?gòu)成熱元件103的各個(gè)層和/或材料來選擇。例如，在示例性實(shí)施方式中，熱元件103可以構(gòu)造為使得當(dāng)熱元件103暴露于在約140°C和約500°C之間的選定溫度時(shí)，熱元件103將從導(dǎo)電元件改變成斷路元件，由此使得電流停止流過具有熱元件的電阻器100。在另ー示例中，熱元件103可以構(gòu)造為使得當(dāng)熱元件103暴露于約260°C的溫度時(shí),熱元件103將從導(dǎo)電元件改變成斷路元件，由此使得電流停止流過具有熱兀件的電阻器100。熱元件103可包括ー個(gè)或更多個(gè)直接沉積在芯部101的第二部分113的外表面上的膜層。該ー個(gè)或更多個(gè)膜層可以構(gòu)造為使得當(dāng)暴露于選定溫度時(shí)，熱元件103的所述ー個(gè)或更多個(gè)膜層的部分將熔化，以這種方式使得在電阻元件102和相對于電阻元件102在熱元件103的相反端處布置的第一端蓋108之間的電氣互聯(lián)斷開(例如，使得熱元件103的電阻増大到至少2ΜΩ )。選定溫度可以通過選擇實(shí)現(xiàn)選定溫度的適當(dāng)?shù)哪雍穸群筒牧蠈?shí)現(xiàn)。如圖I中圖示的，熱元件103可，例如，包括直接沉積在芯部101的第二部分113的外表面上的第一膜層105 (例如，最內(nèi)層)。熱元件103還可包括沉積在第一膜層105之上的第二膜層106。例如，第一膜層105可包括鍍鎳，而第二膜層106可包括鍍錫。在鎳層和錫層之外和/或替代鎳層和錫層，在熱元件103中可利用其它適當(dāng)?shù)牟牧虾蛯?。熱元?03可具有較低的電阻。例如，熱元件103可具有小于0.1 Ω的電阻。電阻元件102的配線104可以直接互連到熱元件103。替代地，中間構(gòu)件107可以布置在電阻元件102和熱元件103之間。中間構(gòu)件107可以是帶的形式，該帶被布置在第一部分112和第二部分113之間的區(qū)域中繞芯部101的圓周的至少一部分。在這方面，中間構(gòu)件107可以繞芯部101的圓周的至少一部分電連接到熱元件103。電阻元件102的配線104可以在配線104例如被熔焊或釬焊到中間構(gòu)件107的部位處電連接到中間構(gòu)件107。 通過沿著芯部101的圓周的至少一部分電氣互聯(lián)到熱元件103，從配線104流出的任何熱可流過中間構(gòu)件107，且由此可繞芯部101的圓周的一部分相對地分布。因此，可以避免配線104直接連接到熱元件103時(shí)可能發(fā)生的在連接點(diǎn)處的熱流集中。同樣，通過熱元件103的各層的電流密度由此可比配線104直接連接到熱元件103時(shí)可能發(fā)生的電流密度更均勻地分布。如注意到的，第一端蓋108可以互連到熱元件103。這可以依次互連到第一引線109。第一引線109可允許具有熱元件的電阻器100被互連到各個(gè)其它的部件，諸如印刷線路板(PWB)。另外，具有熱元件的電阻器100可包括第二端蓋110。第二端蓋110可以布置在相對于第一端蓋108在具有熱元件的電阻器100的相反端處。第二引線111可以電氣連接到第二端蓋110。通過具有熱元件的電阻器100的電流可，例如，順序流過第二引線111、電阻元件102的配線104、中間構(gòu)件107、熱元件103的各層105、106、第一端蓋108和第一引線109。第二端蓋110可以是電氣互連到配線104和第二引線111的導(dǎo)電構(gòu)件。替代地，第二端蓋110可以是覆蓋第二引線111和配線104之間的直接互連的蓋。在任ー情況中，第二端蓋110還可用以將配線104緊固到具有熱元件的電阻器100。如圖I中圖示的，電阻元件102可以布置在第二引線111和熱元件103之間。熱元件103可以布置在電阻元件102和第一引線109之間。如圖示的，具有熱元件的電阻器100可以構(gòu)造為細(xì)長部件，該細(xì)長部件具有布置在細(xì)長部件的相反端部上的第一引線109和第ニ引線111。在ー種布置中，具有熱元件的電阻器100的引線109、111可相對于縱向軸線114在相同方向上彎折90°，使得當(dāng)具有熱元件的電阻器100被插入印刷線路板中時(shí)，縱向軸線114平行于印刷線路板的平面。在另ー構(gòu)造中，引線109、111中的一者，諸如第一引線109，可以相對于圖I中所示彎折180°，使得第一引線109的端部鄰近且平行于第二引線111。這樣的構(gòu)造可以被插入印刷線路板中，使得縱向軸線114垂直于印刷線路板的平面。圖2是圖I的具有熱元件的電阻器100的圖示，其中示出了絕緣層115。絕緣層115可以布置在電阻元件102、熱元件103和具有熱元件的電阻器100的除了第一引線109和第二引線111的部分之外的全部其它部件之上。絕緣層115可，例如，包括沉積在電阻元件102、中間構(gòu)件107、熱元件103、第一端蓋108和第二端蓋110的外表面上的保護(hù)涂層，諸如保護(hù)性漆。圖3是具有熱元件的電阻器117的另ー示例性實(shí)施方式的圖示。在該替代實(shí)施方式中，具有熱元件的電阻器117可包括布置在部件118周圍的外殼116。部件118可包括圖I中所示的、具有熱元件的電阻器100的布置在第一引線109和第二引線111之間的構(gòu)件，諸如第二端蓋110、電阻元件102、中間構(gòu)件107、熱元件103和第一端蓋108。電氣絕緣材料可以布置在外殼116內(nèi)并且圍繞部件118和一對引線119。電氣絕緣材料可例如是膠結(jié)物、環(huán)氧樹脂或者任何其它適當(dāng)?shù)碾姎饨^緣材料。電氣絕緣材料可相對于外殼116固定部件118。外殼116可以是陶瓷。如圖3中圖示的，引線119可以構(gòu)造為使得他們從具有熱元件的電阻器117的共同表面伸出。在替代實(shí)施方式中，引線119可以形成為使得它們從外殼116的相反端伸出。返回到圖I，現(xiàn)在將討論具有熱元件的電阻器100的制造方法。具有熱元件的電阻器100的制造過程中的第一步驟可以是鍍覆芯部101的第二部分113，以形成第一層105。鍍覆可以采用沉積在第二部分113上以形成熱元件103的一個(gè)或更多個(gè)層的形式。之后，可繞芯部101的第一部分112纏繞配線104。在其中包括中間構(gòu)件107的實(shí)施方式中，下一步驟可以是將中間構(gòu)件107安裝在第一部分112和第二部分113之間，并且將配線104電氣連接到中間構(gòu)件107，以及使中間構(gòu)件107電氣互連到熱元件103。在不包括中間構(gòu)件107的情況中，下ー步驟可以是將配線104直接電氣互聯(lián)到熱元件103。第一端蓋108然后可被互連到熱元件103，并且第二端110可以安裝在芯部101的相反端上。在已經(jīng)完成具有熱元件的電阻器100的部分的適當(dāng)電氣互聯(lián)之后，下一步驟可以是將絕緣材料設(shè)置在圖I中圖示的、具有熱元件的電阻器100的除了第一引線109和第ニ引線111的部分之外的部件之上，以形成如圖2中圖示的具有熱元件的電阻器100。替代地，在已經(jīng)完成如圖I中圖示的、具有熱元件的電阻器100的部分的適當(dāng)電氣互聯(lián)之后，所述部分可以定位在外殼116內(nèi)，并且外殼116可以用膠結(jié)物或者其它絕緣材料填滿，以將部件固定在外殼116內(nèi)，以產(chǎn)生如圖3中圖示的具有熱元件的電阻器117。上述步驟可通過任何適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行。 現(xiàn)在將參考圖4描述在開關(guān)電源120內(nèi)使用具有熱元件的電阻器100的示例性應(yīng)用。開關(guān)電源120能夠操作以將交流輸入121轉(zhuǎn)換為直流輸出122。具有熱元件的電阻器100可以布置在交流輸入121和輸入濾波器123之間。交流/直流變換器(AC/DC變換器)124被互連到輸入濾波器123并且將過濾的交流輸入121轉(zhuǎn)換為直流輸出122。當(dāng)開關(guān)電源120初次加電時(shí)，由于AC/DC變換器124內(nèi)的電容器充電，通過AC/DC變換器124可抽吸較大的沖擊電流。在該情況中，具有熱元件的電阻器100的電阻可限制沖擊電流，使得其不會(huì)不利于開關(guān)電源120的其它部件。此外，具有熱元件的電阻器100還可以同樣方式降低可能在交流輸入121處發(fā)生的任何電流尖峰的副作用。在該情況中，在電阻元件102中可產(chǎn)生不足的熱以影響熱元件103。在某些情況中(例如，AC/DC變換器124內(nèi)的故障，諸如短路)，高于所需水平的電流可流過具有熱元件的電阻器100。在該情況中，在具有熱元件的電阻器100中可累積熱。如果沒有該熱元件103，這樣的熱累積可能導(dǎo)致具有熱元件的電阻器100的不可接受的失效模式，諸如使部件(例如，諸如配線104和/或絕緣材料115)熔化、電火花、點(diǎn)燃和/或可能導(dǎo)致導(dǎo)體被加電和暴露的任何失效模式。例如，如先前注意到的，配線104可能在1000°C量級的溫度下熔化。在ー實(shí)施方式中，開關(guān)電源120的殼體可由具有200°C量級的熔化溫度的塑性材料制成。因此，如果沒有該熱元件103，在由于高于所需水平的電流的原因使得配線104的溫度超過200°C而仍低于1000°C時(shí)，配線104可保持完好(例如，保持未熔化)，并且熱可從配線104流到周圍的部件。這樣的熱流可以導(dǎo)致塑性電源殼體的變形(例如，熔化)。這樣的熱流還可對配線104鄰近的其它部件造成損害。由于該熱元件103，具有熱元件的電阻器100可以構(gòu)造成通過在預(yù)定溫度(例如，在140°C和500°C之間的選定溫度下，諸如200°C )下觸發(fā)熱元件103而有利地阻止配線104的該加熱，由此防止或限制這樣的損傷。此外，具有熱元件的電阻器100可以構(gòu)造為使得其以安全方式失效(例如，沒有被加電和暴露的導(dǎo)體、無電火花、無點(diǎn)燃)。在示例性構(gòu)造中，電阻元件102的額定功率可定額為1W。在該構(gòu)造中，如果2W的功率被抽吸通過具有熱元件的電阻器100，則電阻元件102可發(fā)熱，這反過來使熱元件103的溫度升高，使得熱元件103的一部分熔化，從而導(dǎo)致第一端·蓋108和電阻元件102之間的電氣連接斷開，并且阻止電流流過具有熱元件的電阻器100。例如，當(dāng)高于所需水平的電流流過具有熱元件的電阻器100吋，電流流過配線104時(shí)產(chǎn)生的熱可沿著縱向軸線114流動(dòng)，并且使得熱元件103的溫度升高。所發(fā)生的該熱傳遞可，例如，通過電阻元件102和熱元件103之間的導(dǎo)電通路、芯部101和/或圍繞電阻元件102和熱元件103的絕緣層115。隨著熱從電阻元件102流到熱元件103，熱元件103的溫度可升高。一旦熱元件103的溫度達(dá)到預(yù)定水平，熱元件103的一部分可熔化，導(dǎo)致熱元件103的導(dǎo)電材料斷開，從而使電流停止流過具有熱元件的電阻器100。該熔化可在不發(fā)生電火花或暴露出另外的絕緣導(dǎo)線的情況下發(fā)生。在這方面，具有熱元件的電阻器100可通過安全方式失效，其中不產(chǎn)生過熱、不發(fā)生電火花并且沒有產(chǎn)生裸露導(dǎo)體。因此，開關(guān)電源120內(nèi)的其它部件可受到保護(hù)以不受過大電流的影響。雖然具有熱元件的電阻器100示出為被設(shè)置在輸入濾波器123的輸入端處，但具有熱元件的電阻器100可被布置在任意適當(dāng)?shù)奈恢锰帲ɡ鐚⒍鄠€(gè)具有熱元件的電阻器100布置在AC/DC變換器124內(nèi)。在替代構(gòu)造中，圖5中圖示的具有熱元件的電阻器125可包括配線126，以替代圖I中的具有熱元件的電阻器100的鍍覆部分(例如，第一層105和第二層106)和中間構(gòu)件107。配線126的一端可直接連接到第一引線109，或者在存在第一端蓋108時(shí)直接連接到第一端蓋108。配線126的另一端可以通過焊接接頭127互連到電阻元件102。焊接接頭127可以構(gòu)造為使得在達(dá)到預(yù)定溫度(例如，在230°C和270°C之間)時(shí)，焊接接頭127的至少一部分可熔化，使得配線126和電阻元件102之間的電連接斷開，由此提供了熱熔絲。具有熱元件的電阻器100、117、125的實(shí)施方式提供了優(yōu)于現(xiàn)有電阻性沖擊電流限制裝置的諸多優(yōu)點(diǎn)。ー個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，與其中電阻元件和熱元件均位于不同芯部上的系統(tǒng)相反，具有熱元件的整個(gè)電阻器100可以用單個(gè)芯部制成。這取消了與具有位于分離的芯部上的元件相關(guān)的操作和組裝步驟。使用一個(gè)芯部還縮小了裝置的總體大小，這是因?yàn)殡娮柙?02和熱元件103的直接互連(或通過中間構(gòu)件107的互連)可比將分離的電阻元件和熱元件(例如，通過將它們的引線接觸和焊接在一起)連結(jié)在一起占用更少的空間。具有熱元件的電阻器100可以構(gòu)造為圓筒形部件，該部件具有從圓筒端部伸出的引線(見圖2)。由于它們被固定到同一芯部，電阻元件102相對于熱元件103的定位有利地是可重復(fù)的，并且由此電阻元件102和熱元件103之間的熱傳遞機(jī)構(gòu)可有利地是可重復(fù)的，從而形成更可靠的具有熱元件的電阻器100。這與其中電阻器被接近分離的熱熔絲放置的系統(tǒng)相反，在所述系統(tǒng)中，部件之間的距離變化可導(dǎo)致性能變化(例如,要求電流水平的變化來使熱熔絲斷開)。此外，具有熱元件的單芯部式電阻器100要求僅兩個(gè)端蓋，其中具有分離的電阻元件和熱元件的系統(tǒng)可需要4個(gè)端蓋。最后，具有熱元件的電阻器100可制成為使得其是無引線的。雖然已經(jīng)在附圖和前述說明中詳細(xì)圖示并描述了本發(fā)明，但該圖示和描述被認(rèn)為是示例性的且不限制特征的。例如，上文中描述的某些實(shí)施方式可與其它所述的實(shí)施方式組合和/或以其它方式布置(例如，處理部分可通過其它的次序執(zhí)行)。因此，應(yīng)明白，已經(jīng)示出和描述的僅是優(yōu)選實(shí)施方式及其變形，并且期望保護(hù)落在本發(fā)明的精神內(nèi)的全部改變和修改。相關(guān)申請的交叉參考按照美國法典第35章第119條，本申請要求2010年I月29日提交的標(biāo)題為 “RESISTOR WITH THERMAL ELEMENT (具有熱元件的電阻器)”的第61/299，446號美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán),該申請的全部內(nèi)容通過弓I用合并于此。
權(quán)利要求
1.一種限流器，包括 芯部，所述芯部包括第一部分和第二部分； 電阻元件，所述電阻元件布置在所述芯部的所述第一部分周圍；和熱熔絲，所述熱熔絲布置在所述芯部的所述第二部分周圍，其中所述熱熔絲以串聯(lián)方式與所述電阻元件電氣互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的限流器，其中所述芯部是整體式芯部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的限流器，還包括 第一引線，所述第一引線以串聯(lián)方式與所述電阻元件電氣互連；和第二引線，所述第二引線以串聯(lián)方式與所述熱熔絲電氣互連，其中所述電阻元件被布置在所述第一引線和所述熱熔絲之間，并且其中所述熱熔絲被布置在所述電阻元件和所述第二引線之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的限流器，其中所述電阻元件包括繞所述芯部的所述第一部分纏繞的配線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的限流器，其中所述熱熔絲包括繞所述芯部的所述第二部分布置的導(dǎo)電層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的限流器，其中所述熱熔絲包括繞所述芯部的所述第二部分布置的多個(gè)導(dǎo)電層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的限流器，還包括互聯(lián)，其中所述互聯(lián)被電氣連接到到所述熱熔絲和所述電阻元件，并且其中所述互聯(lián)被布置在所述熱熔絲和所述電阻元件之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的限流器，還包括圍繞所述電阻元件和所述熱熔絲的外絕緣層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的限流器，其中所述熱熔絲的至少一部分具有在140°C和500°C之間的熔點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的限流器，其中所述熱熔絲的至少一部分具有小于270°C的熔點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的限流器，其中所述電阻元件包括繞所述芯部的所述第一部分布置的導(dǎo)電層。
12.一種制造限流器的方法，所述方法包括 用導(dǎo)電材料層鍍覆芯部的第一部分； 繞所述芯部的第二部分纏繞配線，其中所述芯部的所述第二部分無所述導(dǎo)電材料； 將所述導(dǎo)電材料層電氣互聯(lián)到所述配線；以及 將絕緣材料設(shè)置為覆蓋在所述導(dǎo)電材料層和所述配線上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括將端蓋互聯(lián)到所述芯部的所述第一部分，使得所述導(dǎo)電材料層被電氣互連到所述端蓋。
14.一種用于增大電子電路的部件的電阻值的方法，所述方法包括 使電流通過布置在芯部的第一部分周圍的電阻元件； 將在所述通過步驟中產(chǎn)生的熱沿著所述芯部的縱軸傳送到布置在所述芯部的第二部分周圍的熱熔絲；以及 將所述熱熔絲的一部分熔化以響應(yīng)于所述傳送步驟增大所述熱熔絲的電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述熔化步驟將所述熱熔絲的電阻從小于IQ增大到至少2MQ。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述熔化步驟在所述熱熔絲的溫度達(dá)到250°C和270°C之間的溫度時(shí)發(fā)生。
17.一種限流器，包括芯部，所述芯部包括第一部分和第二部分； 電阻元件，所述電阻元件布置在所述芯部的所述第一部分周圍；和熱熔絲，所述熱熔絲沿著所述芯部的所述第二部分布置，其中所述熱熔絲以串聯(lián)方式與所述電阻元件電氣互連。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的限流器，其中所述芯部是整體式芯部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的限流器，其中所述電阻元件包括繞所述芯部的所述第一部分纏繞的配線。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的限流器，其中所述熱熔絲包括布置在所述限流器的引線與所述電阻元件之間的焊接接頭。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的限流器，其中所述焊接接頭具有在230°C和270°C之間的熔點(diǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的限流器，還包括圍繞所述電阻元件和所述熱熔絲的外絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以保護(hù)開關(guān)電源不受沖擊電流影響的限流器和相關(guān)方法。限流器可包括以串聯(lián)方式電氣互連到熱元件的電阻元件。電阻元件和熱元件可以布置在單個(gè)的整體式芯部周圍。電阻元件可以采用繞所述芯部纏繞的繞線電阻器的形式。熱元件可以采用所述芯部的鍍覆部分的形式。熱元件可作為熱熔絲，以防止在過大電流通過電阻元件的情況下電阻元件的過熱和不安全故障。熱元件可以構(gòu)造成以安全方式跳閘，而不會(huì)引發(fā)火花或形成暴露的通電導(dǎo)體。由此，限流器可以操作以限制沖擊電流，同時(shí)提供了安全的故障模式。
文檔編號H01C7/13GK102714079SQ201180006648
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者K.埃爾費(fèi)拉里, R.施羅德根波希格 申請人:弗萊克斯電子有限責(zé)任公司