专利名称：一种电流过载保护熔断器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及所有需要快速、可靠进行电流过载短路保护的领域，特别是涉及一种电流过载保护熔断器。
背景技术：
熔断器(fuse)是一种装置，当通过该装置的电流超过规定值持续足够的时间，该装置中的一个或多个经特殊设计、特殊配比的元件熔断，断开其所接入的电路，从而切断电流。熔断器的作用是当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安装了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定高度和一定时间的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。熔断器是线路系统保护不可缺少的器件，它广泛用于各种电子设备的电路保护， 这些电子设备包括汽车电子元配件、计算机印刷电路板、通讯设备、线路控制器、电源、交直流转换器和电子设备。随着科学技术的发展，电力电子产品日益多样化、复杂化，所应用的电路保护元件己非昔日的简单的玻璃管保险丝，而是己经发展成为一个门类繁多的新兴电子元件领域。据统计，在电子产品出现的故障中，有75%是由于过电流/过电压造成的。IBM 曾分析过计算机电源的故障原因，其中88.5%是由于过电流/过电压造成的。特别是过载后熔断器该断而没有断，导致设备机器烧毁，因而安装快速可靠的熔断器是必要的也是必须的，为了提高安全可靠性，就必须大量采用电路保护元件。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对线路可能发生过流过载时烧毁设备机器，提供一种实时高可靠、成本较低、易于移植和普及的熔断器技术，即一种电流过载保护熔断器， 其特征在于该熔断器包括陶瓷基片、膜熔丝、灭弧玻璃和电极引线、塑封外壳；该熔断器的内部结构是在陶瓷基片上设置有一层膜金浆料，该膜金浆料上面再覆盖设置有一层灭弧玻璃，最外面设置有用于包封固化成型的PPS塑料，所述熔断器通过所述电极与膜熔丝连接。优选地，所述膜熔丝为有温度敏感材料的膜熔丝，用于将通过的电流信号转换为热能。优选地，所述膜熔丝是丝网印刷覆盖设置在所述陶瓷基片上的。优选地，所述膜熔丝上覆盖一层灭弧材料，用于吸收熔断器熔化产生的金属气体。本电流过载保护熔断器，是一种安装在电路中保证电路安全运行的电器元件。其特征在于该熔断器的内部结构包括基片、膜熔丝、灭弧玻璃和电极引线、塑封外壳。它是在陶瓷基片上印刷一层膜金浆料，然后在上面覆盖一层灭弧玻璃，再用PPS塑料包封起来。当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安装了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定高度和一定时间的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。熔断器预定用于可能会遭受相当低值短路电流的电子或低功率电气设备；熔断器本身是为设备本身提供保护和绝缘。为了完成上述目的本发明创造是通过下述方案予以实现过载电流通过正温度系数的温度敏感材料，时间-电流检测，膜熔丝作为核心控制部分，以过载电流信息特征为基础的电信号的综合决策分析技术方案。熔断器的材料及其形状确定后，其电阻R就相对确定了(若不考虑电阻温度系数)。 熔丝电阻是熔断器的基本参数，无论熔丝为何种形状的金属导电材料，都存在一定的电阻， 当电流流过熔丝时，熔丝将会发热，且发热量遵循着理论公式Q=fRt，其中Q是发热量，I 是通过导体的电流，R是导体的电阻，t是电流通过导体的时间。随着时间t的增加其发热量也在增加。流过熔丝的电流I与电阻R的大小确定了产生热量的速度，熔断器的构造形状与其安装的状况确定了热量耗散的速度，若产生热量的速度小于热量耗散的速度时，熔断器是不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越来越多。又因为它有一定比热及质量，其热量的增加就表现在温度的升高上，当温度升高到熔丝的熔点以上时熔断器就发生了熔断，亦即断开电路起保护作用。熔断器的能量平衡关系可用下面的简化公式来表达mCp δ T/ δ t=I2R — V.......................................... (1)式中m—熔断器的质量，kgCp——比热或热容系数T——温度，Kt-时间，sV——散热速率当产生热量的速率(I2R)等于散热速率时，δ T/ δ t=0,即温度T不随时间而变，熔断器的温度达到平衡。当熔断器产生热量的速度大于散热速度时，δ T/ δ t > 0，即温度随时间而上升。 如果散热速率不能因为本身温度的上升而升到等于热量产生的速率时，熔断器导电部分的温度将会一直上升，直至达到导熔丝的熔化温度，而将熔丝熔断，而达到过流保护的目的。熔断器在电路中工作的等效回路见下图1。当开关k在t=0时闭关，形成短路回路。短路电流根据基尔霍夫定律，可以如下形式的电路方程式Us=Ri+LdI/dt+Uh ................................................... (2)Us、L、R为已知量，如果在规定的时间内i趋近于0，则熔断器的开断是成功的，否则开断失败。从理论上计算熔断器的开断过程，须经过电弧电压Uh的规律及其影响因素， 下图2是电弧电压与电流的典型示意图。此阶段是在故障电流作用下熔丝急剧发热并发生熔断。由于时间很短，计算时可作为绝热过程处理，熔丝由工作温度被加热到熔断所需的焦耳积分值(熔化热能)用下式表示f。tci2dt=k( )2 .......................................... (3)式中d-熔丝线径，cmK——与材料有关的常数，对合金钢、K=Il. 72 X IO8A2 · S/cm4Tc——从故障电流开始流过到熔丝熔断的时间，S。在时间常数为T的支流电流中，故障电流随时间变化的过程用下试表示
JJsi=——(1 - e"t/T) ............................................. (4)
R由式(4)可以计算出熔断电流和熔断时间的值。熔断器电阻可以由式(5)确定。R =色 ......................................................(5)式中P——电阻率L——熔丝长度，mS——熔丝横截面积，m2若不考虑熔断器电阻温度系数，根据式(5)，一旦制作熔断器的材料及其形状确定了，熔断器的电阻值就相对确定了。对于金属导体膜而言，导体膜方阻和电阻可以分别由式
(6)和式(7)计算。Rs= ρ /d ...................................................... (6)式中Rs——方阻，Ω/口d——导体膜的厚度，cmR=RsL/ff=Rs. N................................................... (7)式中L——膜熔丝长度，cmW——膜熔丝宽度，cm因此，当熔丝材料选定之后，膜熔断器的电阻值随熔丝的线宽、长度、厚度等变化。 即熔丝的形状影响着熔丝的电阻值，电阻值的大小决定着生产的热量，热量直接影响着熔断器的工作电流与时间。根据熔断器熔断过程电压变化的形状，我们可以将电弧的全过程分为弧前阶段， 燃弧阶段，弧熄三个阶段，熔断器的熔断过程曲线见下图。(1)弧前阶段指电流开始流过熔丝到熔丝被烧断起弧为止的一段时间。(2)起弧阶段指从电弧电压开始急剧上升到其最大值的一段时间。(3)似稳定燃弧阶段指从电弧电压最大值到它降到熄弧前的极小值的一段时间。弧前阶段是决定熔断器熔断时间的关键阶段，而决定弧前阶段时间长短的最主要因素是熔断器熔丝在熔断电流下的温度分布，也就是决定于熔丝结构、引出方式、基片材料(导热性能)和封装形式等熔断器结构设计方案。本实用新型的有益效果是当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安装了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定高度和一定时间的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。熔断器预定用于可能会遭受相当低值短路电流的电子或低功率电气设备；熔断器本身是为设备本身提供保护和绝缘。该熔断器快速一次熔断，不可恢复，其熔断时间精确可控，不受外界环境影响(可
真空状态下工作)，且熔断时不会产生爆炸污染环境。
图1熔断器在电路中工作的等效回路图；图2电流i和电压u的波形图；图3陶瓷基片设计图；图4 电极引线图；图5膜结构图；图6灭弧介质结构图；图7熔断器结构图(Φ0. 66引线)；图8为图5俯视图；图9、图10均为图8中膜结构的尺寸图；图11为图6中灭弧介质结构的俯视图。其中，图1中Rf—熔断器；图6中6-1为灭弧介质，6-2为基片；图7中A-塑封外壳、B-陶瓷基片、C-膜，D-灭弧玻璃、E-电极引线、F-电极与膜间焊料、G-注塑定位孔、 H-膜与电极间结合部位。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其它等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。熔断器结构设计实际例子1、基片结构及尺寸高可靠快速熔断器的陶瓷基片设计尺寸见图2，材料采用95%A1203陶瓷。为了更好实现工艺，同时提高生产效率，将单一的瓷片设计成20连片结构，并按尺寸划分刻线。在工艺设计考虑影响印刷的多种因素，印刷瓷片的边缘留有工艺边(如图 2)，刮刀距印刷图案的水平距离不小于10 mm，刮刀起始边较长，约15 mm，结束边较短，约7 mm，另外两边大约5 mm。刮刀在印刷前就与印刷图案在一个水平面上，刮刀在开始走动的瞬间不稳定，走动约10 mm后很平稳，这样保证印刷的图形一致性，结束时刮刀会因为压力向下压，在边缘处图形会变形，所以也需要留有工艺边。2、电极引线结构及尺寸电极引线设计尺寸如图4，材料采用弥散无氧铜线，表面镀金(纯度不低于99. 8%, 厚度1. 27 1. 3Mffl),要求材料无裂纹损伤、弯曲变形等缺陷，镀金层应有光泽，无镀层脱落，露底、锈蚀痕迹等缺陷。3、膜结构设计膜结构尺寸设计如图5、图8、图9、图10，即熔丝部分采用金膜层，与引线焊接部分采用银膜层。熔丝膜材料——金浆料的牌号选择是熔丝结构设计的基础和关键。根据熔断器熔断特性要求和熔丝膜成形工艺(丝网印刷)的特点，熔丝金浆料应满足下列要求a)膨胀系数CTE ^ 6. 5ppm/°C ；b)粘度4211 . s 左右；c)浆料颗粒度< 8 μ m，颗粒表面光滑；d)方阻彡 5ι Ω/ □；e)烧成温度850°C ；f)烧成时间IOmin ；g)附着力:>22N/2X2 mm2。根据以上要求，选择的金浆料牌号有8847、QC150等。设计时，以金浆料8847的技术参数为依据进行结构参数计算。4、灭弧玻璃形状及尺寸灭弧介质图形及尺寸见图6、图11。灭弧材料为玻璃浆料，850°C温度烧结45分钟成型。灭弧介质介质层不应有空洞、破碎、裂痕等缺陷，无明显可见的杂质，熔丝部分介质层不应有大于Φ0. 13mm的凹坑
基片尺寸ABI5. 1X4. 32. 3mm2. 7mm彡 80um5、整体结构设计及产品结构图本产品整体结构为在陶瓷基片上印制熔丝金膜层和过渡银膜层，电极引线焊接在银膜层上，然后在金膜层上覆盖灭弧介质材料，最后用PPS塑封进行封装。设计图见图7。熔断器运用膜工艺技术，在陶瓷基片上印刷一层金浆膜，然后再覆盖一层灭弧玻璃，外面用特殊的PPS塑料包封起来，详细工艺流程见图8。其主要工艺流程是在陶瓷基片上先印刷一层金膜层，经高温烧结后形成熔丝，熔丝质量决定了熔断器的主要电参数和熔断特性；在金膜层基片上套印一层银膜层，形成膜芯片，银层的质量影响电极引线的焊接牢固度；在膜芯片上覆盖一层灭弧玻璃浆料，经高温烧结后形成灭弧芯片，灭弧层的质量影响熔断灭弧的效果；在灭弧芯片上焊接电极引线形成封装前芯片，封装前芯片经注塑封装形成熔断器，塑封质量的好坏将主要影响热真空和载流容量等。熔丝膜制作技术是熔断器研制、生产的关键技术，它涉及产品的各重要性能，如分断能力、熔断时间、载流能力、电阻值等，所以将制作熔丝的丝网印刷工艺设置为关键工艺。以上所描述的最佳实例仅是对本发明进行阐述和说明，但并不限于所公开的具体任何形式，进行许多的修改和变化是可能的。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种电流过载保护熔断器，其特征在于该熔断器包括陶瓷基片、膜熔丝、灭弧玻璃和电极引线、塑封外壳；该熔断器的内部结构是在陶瓷基片上设置有一层膜金浆料，该膜金浆料上面再覆盖设置有一层灭弧玻璃，最外面设置有用于包封固化成型的PPS塑料；所述熔断器通过所述电极与膜熔丝连接。
2.根据权利要求1所述的电流过载保护熔断器，其特征在于所述膜熔丝为有温度敏感材料的膜熔丝，用于将通过的电流信号转换为热能。
3.根据权利要求1所述的电流过载保护熔断器，其特征在于所述膜熔丝是丝网印刷覆盖设置在所述陶瓷基片上的。
4.根据权利要求1所述的电流过载保护熔断器，其特征在于所述膜熔丝上覆盖一层灭弧材料，用于吸收熔断器熔化产生的金属气体。
专利摘要本实用新型公开了一种新型的电流过载保护熔断器，是一种安装在电路中保证电路安全运行的电器元件。该熔断器的结构分为四层基片、膜、灭弧玻璃和电极引线、塑封外壳。它是在陶瓷基片上印刷一层膜金浆料，然后在上面覆盖一层灭弧玻璃，再用PPS塑料包封起来。熔断器预定用于可能会遭受相当低值短路电流的电子或低功率电气设备；熔断器本身是为设备本身提供保护和绝缘。该熔断器快速一次熔断，不可恢复，其熔断时间精确可控，不受外界环境影响(可10-3Pa真空状态下工作)，且熔断时不会产生爆炸污染环境。
文档编号H01H85/05GK202205678SQ20112016875
公开日2012年4月25日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者刘理建, 巨万里 申请人:四川天微电子有限责任公司