一種熱擊穿點可控壓敏電阻器的制造方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種壓敏電阻器，尤其涉及一種應(yīng)用在電路浪涌保護中的熱擊穿點可控壓敏電阻器。
【背景技術(shù)】
[0002]壓敏電阻器是應(yīng)用最廣泛的過電壓保護元件，在各種電氣設(shè)備及電源配電系統(tǒng)中，起抑制瞬態(tài)電壓的作用，防止因靜電、浪涌或其它瞬態(tài)電流(如雷擊)對設(shè)備造成的損壞。壓敏電阻器無法承受持續(xù)高壓，在電源出現(xiàn)持續(xù)過電壓時，壓敏電阻器會迅速失效，大部分情況下呈短路狀態(tài)，并嚴(yán)重發(fā)熱，此外，壓敏電阻在經(jīng)受多次浪涌沖擊后也會出現(xiàn)性能劣化，造成所能耐受的電壓下降，隨著劣化加劇，壓敏電阻器所能耐受電壓低于工頻電壓時，壓敏電阻失效發(fā)熱、電源短路。為避免這樣的事故，通常在壓敏電阻器上安裝熱脫扣裝置或熱保護開關(guān)，通過壓敏失效前產(chǎn)生的熱量將脫扣裝置或熱保護開關(guān)熔斷，使壓敏電阻器脫離電路電源。但在實際應(yīng)用中，壓敏電阻器失效點一般隨機分布在壓敏電阻器內(nèi)，失效點位置與制備工藝中的瓷體結(jié)構(gòu)不均勻有關(guān)，熱脫扣裝置或熱保護開關(guān)一般不完全覆蓋整個壓敏電阻器，如其恰好未能覆蓋在失效點，壓敏電阻器失效后只能靠本體導(dǎo)熱熔斷熱保護裝置，壓敏電阻器本體屬陶瓷材料，導(dǎo)熱性差，會導(dǎo)致錯過快速脫離機會。業(yè)內(nèi)的一般解決辦法是在壓敏電阻器本體上制造一處最差性能點，使其性能劣于潛在失效點，熱保護裝置覆蓋其上，使用過程中優(yōu)先失效。制備最差性能點的方法普遍是在壓敏電阻器本體上制備厚度薄于其他區(qū)域的凹點，使該點所能承受的電壓低于其他區(qū)域，使用過程中優(yōu)先失效。此方法采用不對稱的本體結(jié)構(gòu)，易在生片壓制、燒結(jié)過程中造成開裂、密度不均等工藝缺陷，縮短壓敏電阻器的使用壽命，且壓敏電阻器電性能由失效點處性能決定，壓敏電容器本體正常厚度區(qū)域中超出失效點厚度的部位屬于為保證擊穿點位置而附加的冗余厚度，存在一定的性能浪費。如何保證壓敏電阻器失效點位置的同時減少浪費，成為當(dāng)前業(yè)內(nèi)需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型需解決的技術(shù)問題是提供一種熱擊穿點可控壓敏電阻器，可保證壓敏電阻器失效前后最高溫度點在熱保護區(qū)所在區(qū)域范圍，保證壓敏電阻器失效時熱脫離裝置正常斷開，同時不使用凹點式設(shè)計，減少潛在工藝失效風(fēng)險及性能浪費。
[0004]采用的技術(shù)方案如下:一種熱擊穿點可控壓敏電阻器，其包括壓敏電阻器本體，所述的壓敏電阻器本體為立方體形，第一電極與第二電極位于壓敏電阻器本體兩側(cè)且面對稱，第一電極形狀為將矩形三個直角替換為圓弧后形成的圖形，第一電極與第二電極呈直角的部位為熱擊穿區(qū)，所述熱擊穿區(qū)連接有熱脫尚器。
[0005]壓敏電阻器電極邊緣存在邊緣效應(yīng)，即壓敏電阻承受電壓時，電極邊緣電場強度遠(yuǎn)高于中心區(qū)域，瞬態(tài)電壓沖擊時，邊緣區(qū)域優(yōu)先導(dǎo)通，壓敏電阻器性能隨通流沖擊衰減，通流密度大、通流時間長的部位劣化嚴(yán)重，實踐證明，工藝穩(wěn)定、本體各部位性能接近的壓敏電阻器，多次浪涌電流沖擊造成失效時，一般表現(xiàn)為壓敏電阻器電極邊緣熔洞。本實用新型控制熱擊穿點的方法不是制造一個比工藝原因造成的潛在失效點性能更差的熱擊穿區(qū)域，而是在保證壓敏電阻器各部位性能接近的前提下，將邊緣隨機分布的失效點轉(zhuǎn)移至可控區(qū)域，形成熱擊穿區(qū)。電極上排布電荷時，電荷趨向于盡可能遠(yuǎn)的鋪散在電極上，在三維上，此性質(zhì)表現(xiàn)為電荷聚集于電極的尖端，造成導(dǎo)體尖端部位電荷密度大，場強高，尖端放電，在二維上，此性質(zhì)表現(xiàn)為電荷聚集于電極的邊緣，邊緣越尖銳，場強越大，進而造成電容器壓敏電阻器等元件電極邊緣場強高，優(yōu)先擊穿。工頻情況下，壓敏電阻器中場強偏高區(qū)域的離子迀移活躍，加速了壓敏電阻器性能劣化，導(dǎo)致此區(qū)域優(yōu)先失效。本實用新型通過將矩形電極的三個直角替換為圓弧，保留一個尖銳的直角區(qū)域，使電極邊緣效應(yīng)優(yōu)先在電極直角所在區(qū)域體現(xiàn)，從而電極直角區(qū)域附近壓敏電阻本體因場強高、通流密度大造成而性能下降，實現(xiàn)壓敏電阻器在該區(qū)域優(yōu)先劣化失效，達(dá)到熱擊穿點可控的效果。
[0006]本實用新型對照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，本實用新型采用電極存在唯一直角的設(shè)計，通過電極的邊緣效應(yīng)，使電極直角區(qū)域附近的壓敏電阻器本體比其他區(qū)域經(jīng)受更大的通流密度和場強，通過高場強影響離子迀移導(dǎo)致的加速老化、高通流密度造成的性能劣化，使電極直角區(qū)域的壓敏電阻優(yōu)先失效，形成位置可控的失效點，從而保證熱脫離器迅速脫離，同時避免了凹點式結(jié)構(gòu)造成的工藝不穩(wěn)定及性能浪費。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型一種熱擊穿點可控壓敏電阻器的本體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本實用新型一種熱擊穿點可控壓敏電阻器的本體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的【具體實施方式】:
[0010]實施例1，如附圖1所示，本實用新型涉及的一種熱擊穿點可控壓敏電阻器，包括有壓敏電阻器本體001，本體的第一電極11、第二電極1 2，壓敏電阻器本體001為立方體形，第一電極101和第二電極102分別位于壓敏電阻器本體001兩側(cè)，第一電極101與第二電極102面對稱，第一電極101上設(shè)有熱擊穿區(qū)201，第二電極102上設(shè)有熱擊穿區(qū)202，第一電極101為將矩形三個直角替換為圓弧形成的圖形，第一電極101的直角區(qū)域為熱擊穿區(qū)201，第二電極102的直角區(qū)域為熱擊穿區(qū)202，熱擊穿區(qū)201和熱擊穿區(qū)202連接由熱脫離器。
【主權(quán)項】
1.一種熱擊穿點可控壓敏電阻器，其包括壓敏電阻器本體，其特征在于，所述的壓敏電阻器本體為立方體形，第一電極與第二電極位于壓敏電阻器本體兩側(cè)且面對稱，第一電極形狀為將矩形三個直角替換為圓弧后形成的圖形，第一電極與第二電極呈直角的部位為熱擊穿區(qū)，所述熱擊穿區(qū)連接有熱脫尚器。
【專利摘要】一種熱擊穿點可控壓敏電阻器，包括壓敏電阻器本體，所述壓敏電阻器本體電極上設(shè)置有熱擊穿區(qū)，熱擊穿區(qū)連接熱脫離器，熱擊穿區(qū)為壓敏電阻器本體電極呈直角的區(qū)域，通過使壓敏電阻器電極呈將矩形三個直角替換為圓弧形成的圖形，可實現(xiàn)工頻電壓下，電極唯一直角體現(xiàn)邊緣效應(yīng)，熱擊穿區(qū)的壓敏電阻承受的場強高于其他區(qū)域，進而此區(qū)域壓敏電阻因離子遷移造成的性能劣化速度快于其他區(qū)域，同時因邊緣效應(yīng)，熱擊穿區(qū)邊緣通流密度高于其他區(qū)域，同樣造成熱擊穿區(qū)壓敏電阻性能劣化速度超過其他區(qū)域，從而保證壓敏電阻器失效點位于熱擊穿區(qū)，有利于熱脫離器迅速脫扣。本實用新型可避免凹點式結(jié)構(gòu)造成的工藝不穩(wěn)定及性能浪費。
【IPC分類】H01C7/10
【公開號】CN205318947
【申請?zhí)枴緾N201620051965
【發(fā)明人】李國正, 李偉力, 闕華昌, 徐曉, 方弋
【申請人】昆山萬豐電子有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月14日