本發(fā)明涉及一種可消除累積熱量影響的ptc過流保護(hù)元件，屬于電子材料和元件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
正溫度系數(shù)(pct)材料的電阻率隨溫度的升高而增大，一些高分子與導(dǎo)電填料共混可制得的復(fù)合材料(pptc)具有較低的室溫電阻率，隨溫度升高電阻率增加并在某個(gè)溫度點(diǎn)電阻急劇升高，用于可恢復(fù)保險(xiǎn)絲，即在大電流狀態(tài)下電阻急劇增加實(shí)現(xiàn)電路關(guān)斷，并可在故障排除后自行恢復(fù)。實(shí)際使用中，pptc元件長(zhǎng)時(shí)間使用過程中由正常工作的小電流產(chǎn)生的累積熱量由于封裝散熱不良可能引起誤動(dòng)作，對(duì)整個(gè)線路的運(yùn)行造成影響。
熱電材料是一種在固體狀態(tài)下通過自身的載流子(空穴或電子)的傳輸實(shí)現(xiàn)熱能與電能相互轉(zhuǎn)換的材料。利用熱電材料的帕爾帖效應(yīng)制作的半導(dǎo)體致冷設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)電能的直接制冷，不需要壓縮機(jī)等活動(dòng)部件，并可實(shí)現(xiàn)小范圍局部點(diǎn)制冷。利用熱電半導(dǎo)體材料制成的引腳替換傳統(tǒng)ptc元件中的金屬引腳，接入電路時(shí)可在ptc工作過程中同步實(shí)現(xiàn)對(duì)ptc芯片冷卻，消除長(zhǎng)時(shí)間正常工作過程中產(chǎn)生的累積熱效應(yīng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)一種可消除累積熱量影響的ptc過流保護(hù)元件，其特征在于元件由聚合物基ptc芯層、復(fù)合于芯層兩面的接觸電極以及兩個(gè)導(dǎo)電引腳組成，兩個(gè)導(dǎo)電引腳中至少有一個(gè)為熱電半導(dǎo)體材料，熱電半導(dǎo)體引腳貼裝具有方向性，p型熱電半導(dǎo)體引腳貼裝在電流流出一側(cè)，n型半導(dǎo)體貼裝在電流流入一側(cè)，元件工作時(shí)引腳遠(yuǎn)離ptc芯片的一端散熱，貼裝在芯片電極上的引腳一端吸熱，起到消除ptc累積熱量的作用。
所述ptc芯層為聚合物基體和導(dǎo)電填料共混的復(fù)合材料，表觀室溫電導(dǎo)率＞0.2scm；聚合物基體為絕緣高分子材料，包括聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛樹脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、環(huán)氧樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種或其混合物；導(dǎo)電填料顆粒粒徑在0.05微米到50微米之間，粒徑長(zhǎng)徑比小于500，包括金屬顆粒、金屬碳化物顆粒、金屬硼化物顆粒、炭黑、碳納米管、石墨烯中的一種或其組合。
所述復(fù)合于芯層兩面的接觸電極為導(dǎo)電金屬箔片，包括銀箔、銅箔、鎳箔或鍍鎳銅箔中的一種。
所述兩個(gè)導(dǎo)電引腳中至少有一個(gè)為熱電半導(dǎo)體材料，熱電半導(dǎo)體材料電導(dǎo)率室溫電導(dǎo)率＞50scm，功率因子＞10μwm-1k-2，包括(bi，sb)2(se，te)3、(pb，sn)(se，te)、方鈷礦化合物、津特爾相金屬間化合物及其元素?fù)诫s固溶體中的一種。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：小電流狀態(tài)下利用帕爾貼效應(yīng)由熱電半導(dǎo)體對(duì)ptc芯片進(jìn)行局部冷卻，消除時(shí)間累積焦耳熱引起的誤動(dòng)作，元件只對(duì)瞬間大電流狀態(tài)進(jìn)行過流保護(hù)。
本發(fā)明的內(nèi)容和特點(diǎn)已揭示如上，然而前面敘述的本發(fā)明僅僅簡(jiǎn)要地或只涉及本發(fā)明的特定部分，本發(fā)明的特征可能比在此公開的內(nèi)容涉及的更多。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)該包括在不同部分中所體現(xiàn)的所有內(nèi)容的組合，以及各種不背離本發(fā)明的替換和修飾，并為本發(fā)明的權(quán)利要求書所涵蓋。
附圖說明
圖1采用本發(fā)明可消除累積熱量影響的ptc過流保護(hù)元件結(jié)構(gòu)示意圖。1-ptc芯片；2-接觸電極；3-電流流入端引腳；4-電流流出端引腳。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
可消除累積熱量影響的ptc過流保護(hù)元件，結(jié)構(gòu)如圖1所示：ptc芯片為高密度聚乙烯(hdpe)和ni粉共混復(fù)合材料，ptc芯片二面貼有鍍鎳銅箔接觸電極，n型熱電半導(dǎo)體bi2te2.7se0.3和金屬ni電極分別焊接在兩面的鍍鎳銅箔上。工作時(shí)電流從n型bi2te2.7se0.3引腳流入，從金屬ni引腳流出，起到對(duì)ptc芯片制冷的作用。
實(shí)施例2：
可消除累積熱量影響的ptc過流保護(hù)元件，結(jié)構(gòu)如圖1所示：ptc芯片為高密度聚乙烯(hdpe)和ni粉共混復(fù)合材料，ptc芯片二面貼有金屬cu箔接觸電極，金屬cu電極和p型熱電半導(dǎo)體bi0.5sb1.5te3引出電極分別焊接在兩面的金屬cu電極上。工作時(shí)電流從金屬cu引腳流入，從p型bi0.5sb1.5te3引腳流出，起到對(duì)ptc芯片制冷的作用。
實(shí)施例3：
可消除累積熱量影響的ptc過流保護(hù)元件，結(jié)構(gòu)如圖1所示：ptc芯片為高密度聚乙烯(hdpe)和ni粉共混復(fù)合材料、ptc芯片二面貼有金屬ni箔接觸電極，n型熱電半導(dǎo)體bi2te2.7se0.3和p型熱電半導(dǎo)體bi0.5sb1.5te3引出電極分別焊接在兩面的金屬ni電極上。工作時(shí)電流從n型bi2te2.7se0.3引腳流入，從p型bi0.5sb1.5te3引腳流出，起到對(duì)ptc芯片制冷的作用。
實(shí)施例4：
可消除累積熱量影響的ptc過流保護(hù)元件，結(jié)構(gòu)如圖1所示：ptc芯片為聚偏氟乙烯(pvdf)和炭黑共混復(fù)合材料、ptc芯片二面貼有金屬ni箔接觸電極，n型摻雜和p型摻雜熱電半導(dǎo)體pbte引出電極分別焊接在兩面的金屬ni電極上。工作時(shí)電流從n型摻雜pbte引腳流入，從p型摻雜pbte引腳流出，起到對(duì)ptc芯片制冷的作用。