專利名稱：一種半導體設(shè)備保護用快速熔斷體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其適用于額定直流電壓為 1800V DC，額定電流為250A至500A。
技術(shù)背景半導體設(shè)備保護用熔斷體(以下簡稱熔斷體)作為整流設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備(包括 變頻器、軟啟動等)、半導體元件及其組成的成套設(shè)備的短路保護之用，且適用于直流回路 中。熔斷體包括熔管、設(shè)于熔管內(nèi)的熔體和設(shè)于熔管兩端的接觸板，每片熔體2上焊有錫 橋，并開有數(shù)列等直徑的小孔22(見圖1)。當較大的短路電流通過熔體時，小孔之間的狹 頸S由于電流熱效應(yīng)被迅速加熱，局部溫度迅速升高直至熔體熔斷以分斷電路；而當較小 的過載電流通過熔體時，熔點較低的錫橋首先熔化，高熔點的熔體本身由于冶金效應(yīng)溶解 于液態(tài)的錫橋中，從而斷開熔體并將電流分斷。目前的同類產(chǎn)品中大多數(shù)是為保護交流電路和元器件而設(shè)計的，它們的額定電壓 一般也都不超過1000V，在電壓1000V以上的高壓場合和需要保護直流元器件的場合中難 以滿足保護要求。因此在需要保護直流元器件時，采用將交流熔斷體通過電壓降容來使用 在直流回路上。此外，通常的熔斷體采用普通的陶瓷管作為熔管，其耐高溫性能和力學性能較差。鑒于上述原因，本申請人研制了一種半導體設(shè)備保護用直流熔斷體并申請了專利 (申請?zhí)枮?00920212155. 6)。該直流熔斷體適用于1800V DC，250A至500A場合，熔體采 用純銀材料，沖制成變截面的形狀，并有數(shù)列直徑不一的小孔，尤其是中間部分的腰形孔， 使其成為真正意義上的直流熔斷體。不但熔斷特性穩(wěn)定可靠、使用壽命長，其電性能和耐高 溫、力學性能也都非常優(yōu)秀。但是，該直流熔斷體的熔管1(見圖2)上不僅設(shè)有若干熔體空 腔12，還開設(shè)一位于若干熔體空腔12中央的散熱空腔11。由于散熱空腔11和熔體空腔12 是隔離的，因此該熔管的制造工藝較復雜并且也不利于很好的散熱。另外它的單體容量最 高能做到1800V DC，250A，但若要在1800V DC，500A的場合使用，則需要將兩個單體的容量 為1800V DC，250A直流熔斷體并聯(lián)后使用，若需要在其它容量級別的場合使用，則采用多個 電壓較低電流較大的單體串聯(lián)或并聯(lián)后使用，因此不但占用空間大，而且形成了資源的浪 費。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有產(chǎn)品電壓等級不高，額定電流不大，多為交流電路 設(shè)計的現(xiàn)狀，提供一種半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，它的電壓等級更高，能夠直接應(yīng)用于 高電壓電路和環(huán)境中，而且額定電流更大，能夠提供更大的容量，更適合保護大容量電路。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，包括熔管、若干 片熔體、滅弧介質(zhì)及一對接觸板。其中所述熔管的端面中央軸向設(shè)有一空腔；[0008]所述每片熔體的表面上沿長度方向間隔距離為L地縱向開設(shè)多列大孔，每列大孔 的同一旁Ll距離處還縱向開設(shè)一列小孔；所述每列大孔中含有多個尺寸相同并且縱向間隔距離為δ 1、直徑為Dl的大直徑 孔；所述每列小孔中含有多個尺寸相同并且縱向間隔距離為δ 2、直徑為D2的小直徑孔；所 述每片熔體在靠近其長度中心的一列大孔中所含的多個大直徑孔均為半徑為D1/2的橫向 腰形孔，并且在該列腰形孔和近旁的一列小孔之間還設(shè)有一列直徑為D2的小孔所述每片熔體均以所述一列大孔的中心線和所述一列小孔的中心線為折痕彎折 成波峰高度為LI的方波形狀后，再以圍成一截面為斷開的正多邊形的方式穿插在所述熔 管的空腔中；所述滅弧介質(zhì)充實在所述熔管的空腔中并位于所述每片熔體之間及所述熔體與 所述熔管的空腔壁之間；所述一對接觸板封蓋在所述熔管的兩端，并且所述一對接觸板的內(nèi)表面分別與所 述每片熔體的兩端連接。上述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其中，所述每片熔體在靠近其長度中心并 且面向所述熔管的空腔中心的一表面上還縱向設(shè)有一錫橋。上述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其中，所述每片熔體在與所述錫橋向背的 表面上連接一墊片。上述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其中，所述δ 2 = 2 δ 1，所述Dl = 3. 5D2。上述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其中，所述熔管的空腔截面形狀為與所述 熔體的數(shù)量相應(yīng)的正多邊形，并且每條邊均為圓弧邊，每條邊的兩端還分別以圓弧與相鄰 邊連接。上述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其中，所述熔管采用95號氧化鋁陶瓷絕緣 材料制作。本實用新型的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體的技術(shù)方案，是專為保護直流電路設(shè) 計，更能勝任直流電路場合的保護任務(wù)；熔斷特性穩(wěn)定，對電路的保護更為可靠。本實用新 型的快速熔斷體與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1)電壓等級更高，額定電流更大，單體就能達到1800V DC，500A，使安裝空間大大 降低，能耗小且安裝方便，有效減小了資源浪費；能夠直接應(yīng)用于中低電壓電路和環(huán)境中， 并能夠提供更大的容量，更適合保護大容量電路；2)熔體的大小孔組合結(jié)構(gòu)不僅改善了電性能和熱性能，也使其散熱性能得到改 善，配合熔管中央較大的空腔，有效改善了工作時的溫升狀況，使溫升和散熱能力都得到了 改善；3)熔管的材料采用95號氧化鋁陶瓷，使熔斷體的外形更加美觀，另外熔管中央的 一個大空腔結(jié)構(gòu)使其制造工藝得到了簡化，并且也便于熔體的安裝；4)支持雙拼列合，實際運用的靈活性更高。

圖Ia和圖Ib分別為現(xiàn)有技術(shù)的半導體設(shè)備保護用直流熔斷體中熔體的結(jié)構(gòu)示意 圖和熔管的透視圖；[0024]圖2為本實用新型的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體中熔管的透視圖；圖4為本實用新型的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體中熔體的展開圖；圖5a和圖5b分別為圖4中A部和B部的放大圖；圖6為本實用新型的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體中熔體的透視圖；圖7為本實用新型的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體中熔體的安裝結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了能更好地對本實用新型的技術(shù)方案進行理解，下面通過具體地實施例并結(jié)合 附圖進行詳細地說明請參閱圖2至圖7，本實用新型的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，包括熔管1、四片 熔體2、滅弧介質(zhì)4、一對接觸板5及指示件6，其中熔管1的外表面為正四棱柱，它采用95號氧化鋁陶瓷絕緣材料制作，具有良好的 耐高溫和力學性能，外觀上也較為美觀；熔管1的端面中央開設(shè)一截面呈正四邊形的空腔 10，該空腔10既作為熔體2的安裝空腔，也作為散熱空腔；熔管1的管壁上開設(shè)一連通空腔 10的徑向穿孔；每片熔體2采用99. 9%含量的純銀加工成具有有效寬度的薄片帶；每片熔體2的表面上在其長度方向以間隔距離為L的方式開設(shè)多列大孔21，以及 分別在每列大孔21的左旁Ll距離處開設(shè)一列小孔22 ；每列大孔21中含有多個尺寸相同并且縱向間隔距離為δ 1直徑為Dl的大直徑 孔，每列小孔22中含有多個尺寸相同并且縱向間隔距離為δ 2直徑為D2的小直徑孔；其中 的 δ 2 = 2 δ 1，Dl = 3. 5D2 ；在靠近熔體2長度方向中心的一列大孔21中所含的多個大直徑孔均為半徑為 D1/2的橫向腰形孔21’，每個橫向腰形孔21’的兩頭半圓的中心線的間隔距離為L2;在該 列橫向腰形孔21’和近旁的一列小孔22之間還設(shè)有一列直徑為D2的小孔22’ ；該列小孔 22’距間隔離該列小孔22的距離也為L2 ；每片熔體2均以一列大孔21和一列小孔22為折痕彎折成波峰高度為Ll的方波 形狀，再以圍成一截面為斷開的正四邊形的方式穿插在熔管1的空腔10中；滅弧介質(zhì)4為石英砂，它填充在熔管1的空腔10中并位于每片熔體2之間及熔體 2與熔管1的空腔壁之間，用以緊實熔體2 ；一對接觸板5封蓋在熔管1的兩端，它們的內(nèi)表面分別與每片熔體2的兩端連接； 熔體2最好采用點焊的方式與接觸板5連接，該連接方式能使熔體2牢固地與接觸板5連 接，并且接觸電阻較低；指示件6插置在熔管1的徑向穿孔中，用于反映熔管1的空腔10中熔體2的開斷 情況。在一個最佳的實施例中，每片熔體2在靠近其長度中心并且面向熔管1的空腔中 心的表面上還縱向設(shè)有一錫橋20。另外，由于熔體2的為純銀材料，且厚度較薄(為0. 08 0. IOmm)，在彎折后變得 較軟。在裝配過程中，熔體2在穿過熔管1的空腔10時容易變形；因此在熔體2的面向熔管1的空腔壁的表面上附加連接一墊片3，使熔體2在穿過空腔10的過程中有了支撐，可以 方便熔體2的穿插，使熔體2不易變形。當電路發(fā)生短路故障時，較大的短路電流通過熔體2時，大孔21之間距離為δ 1 的狹頸由于電流熱效應(yīng)被迅速加熱，局部溫度迅速升高直至熔體2熔斷以分斷電路；而當 較小的過載電流通過熔體2時，熔點較低的錫橋10首先熔化，高熔點的熔體2本身由于冶 金效應(yīng)溶解于液態(tài)的錫橋10中，從而斷開熔體2并將電流分斷。本實用新型的半導體設(shè)備保護用直流熔斷體，通過將現(xiàn)有技術(shù)的熔斷體中的熔體 上等直徑的多列小孔改為大小孔組合的結(jié)構(gòu)，不但改善了其電性能，提高了電壓和電流等 級，也使其散熱性能得到改善，配合熔管中央的一個較大的空腔，有效改善 了工作時的溫升 狀況。由于熔管中央的空腔既作為熔體的安裝空腔，也作為散熱空腔，因此使散熱性能更 好。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)的熔斷體相比，本實用新型的直流熔斷器的電壓等級更高、 容量更大，不但熔斷特性穩(wěn)定可靠、使用壽命長，其電性能和耐高溫、力學性能也都非常優(yōu) 秀。適用于1800V DC，250A至500Α場合，若選用合適厚度的熔體，單體就能做到1800V DC, 500A，使安裝空間大大降低，并且安裝方便。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新 型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述 實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，包括熔管、若干片熔體、滅弧介質(zhì)及一對接觸板，其特征在于，所述熔管的端面中央軸向設(shè)有一空腔；所述每片熔體的表面上沿長度方向間隔距離為L地縱向開設(shè)多列大孔，每列大孔的同一旁L1距離處還縱向開設(shè)一列小孔；所述每列大孔中含有多個尺寸相同并且縱向間隔距離為δ1、直徑為D1的大直徑孔；所述每列小孔中含有多個尺寸相同并且縱向間隔距離為δ2、直徑為D2的小直徑孔；所述每片熔體在靠近其長度中心的一列大孔中所含的多個大直徑孔均為半徑為D1/2的橫向腰形孔，并且在該列腰形孔和近旁的一列小孔之間還設(shè)有一列直徑為D2的小孔；所述每片熔體均以所述一列大孔的中心線和所述一列小孔的中心線為折痕彎折成波峰高度為LI的方波形狀后，再以圍成一截面為斷開的正多邊形的方式穿插在所述熔管的空腔中；所述滅弧介質(zhì)充實在所述熔管的空腔中并位于所述每片熔體之間及所述熔體與所述熔管的空腔壁之間；所述一對接觸板封蓋在所述熔管的兩端，并且所述一對接觸板的內(nèi)表面分別與所述每片熔體的兩端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其特征在于，所述每片熔體 在靠近其長度中心并且面向所述熔管的空腔中心的一表面上還縱向設(shè)有一錫橋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其特征在于，所述每片熔 體在與所述錫橋向背的表面上連接一墊片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其特征在于，所述δ2= 2 δ 1，所述 Dl = 3. 5D2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其特征在于，所述熔管的空 腔截面形狀為與所述熔體的數(shù)量相應(yīng)的正多邊形，并且每條邊均為圓弧邊，每條邊的兩端 還分別以圓弧與相鄰邊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，其特征在于，所述熔管采用 95號氧化鋁陶瓷絕緣材料制作。
專利摘要本實用新型公開了一種半導體設(shè)備保護用快速熔斷體，包括熔管、若干片熔體、滅弧介質(zhì)及一對接觸板。熔管的端面中央端面中央軸向設(shè)有一空腔；每片熔體的一表面上設(shè)有一錫橋；每片熔體的表面上間隔一致地開設(shè)多列大孔以及分別在每列大孔的一旁開設(shè)一列小孔，每列大孔中含有多個尺寸相同的大直徑孔，每列小孔中含有多個尺寸相同的小直徑孔。每片熔體在靠近其長度中心的一列大孔均為橫向腰形孔，在該列腰形孔和近旁的一列小孔之間還設(shè)有一列小孔。每片熔體均以一列大孔和一列小孔的中心線為折痕彎折方波形狀后，再以圍成一截面為斷開的正多邊形的方式穿插在熔管的空腔中；滅弧介質(zhì)填充在每個熔體空腔與熔體之間；一對接觸板緊固在熔管的兩端。
文檔編號H01H85/47GK201766045SQ201020517168
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者吳輝, 徐鶴, 戎峰, 林海鷗, 陳妍 申請人:上海電器陶瓷廠有限公司