用于小功率电源可调节的贴片式熔断器的制作方法

    专利2022-07-10  74


    本实用新型涉及小功率电源电路保护装置技术领域,具体的说是一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器。



    背景技术:

    随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。而电子设备都离不开可靠的电源,小功率电源也会应用到各种场合。越来越多电源对保护电路要求非常严格,而熔断器往往制约了小功率电源的保护以及应用。

    熔断器,通常被用作电路保护器件,并与电路中要保护的组件形成电连接。通常,熔断器具有其独特的额定电流容量,额定电流容量由构成熔断器的金属部件确定。随着现在电子工业的发展,电源产品领域中元件小型化、集成化要求越来越高,片式保护元件的体积也大大缩小了。同时,不管是电子产品、智能设备还是工业领域的各种动力设备,都需要电源。小功率电源对于熔断器的小型化、可靠性等的要求越来越高,尤其是在电源电路保护中,熔断器需要达到设备的严格要求:其特性应当干净利落,断后电阻高,整个熔断过程在封装里面进行,抑制电弧的特性应当良好,并且能够承受冲击和振动。

    现有的贴片式熔断器还是处于一个熔断器只能用在一种特定电源电路里的阶段,或者当熔断器烧毁时只能更换另一个相同型号的熔断器,这种状态带来的问题是只有专业人士才能去更换,而且每次更换都很麻烦;同时由于贴片式熔断器多为焊接式,且pcb焊盘的寿命有限制,所以,多次焊接也会导致电源电路的pcb因热量而损坏;产品电路在设计初期,需要对电源的各项指标进行测试,需要调节熔断器的熔断电流,达到调试各种状态的目的;有些熔断器由于熔断空间的问题也会导致不能真正意义的熔断。因此,研究一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,在不更换熔断器本体的前提下,能够快速方便的调节熔断器的熔断电流,或者当电路的熔断器熔断时可以及时的更换熔断丝,具有重要意义。



    技术实现要素:

    针对现有技术中存在的上述不足之处,本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,在不更换熔断器本体的前提下,能够快速方便的调节熔断器的熔断电流,并且当电路的熔断器熔断时可以及时的更换熔断丝

    本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,包括外壳、第一端面电极、第二端面电极、金属卡槽、熔断器主体和移动开槽盖板;

    所述第一端面电极和第二端面电极分别固定在所述外壳底部的左右两端,并全部或部分外露于所述外壳;所述金属卡槽位于所述外壳的内腔中,两端连接所述第一端面电极和第二端面电极;所述外壳的左右两端设有开口,所述开口的宽度等于所述熔断器主体的直径,所述开口的高度能够使所述熔断器主体的金属接触片与所述金属卡槽碰触;所述熔断器主体与所述外壳的左右两端卡接,并活动卡接于所述移动开槽盖板。

    所述外壳包括上基板、下基板、左基板和右基板;所述上基板连接所述下基板,该连接结构的左端连接所述左基板,右端连接所述右基板。

    所述上基板包括一体成型的正面盖板、上盖板和后面盖板;所述正面盖板和后面盖板的底部连接所述下基板,所述正面盖板、上盖板和后面盖板的左端连接所述左基板,右端连接所述右基板。

    所述外壳的内腔填充有隔热绝缘的填充物。

    所述金属卡槽包括弹性元件和两个连接部,所述弹性元件连接在两个连接部之间;所述每个连接部均包括金属接触面、左金属卡片和右金属卡片,所述金属接触面固定于所述左金属卡片和右金属卡片的底面,用于与所述第一端面电极或第二端面电极连接,所述左金属卡片和右金属卡片的间距为所述熔断器主体的金属接触片的厚度,且所述左金属卡片和右金属卡片的相对侧均设有两个半圆形的球面,所述球面相交布局。

    所述左金属卡片和右金属卡片的上部为向外斜侧开口型。

    所述左金属卡片和右金属卡片的最下面的球面的下方均设有金属导体,所述金属导体与其对应的球面的切线平齐。

    所述熔断器主体包括金属接触片、旋转设备、灭弧腔体、熔断丝和外腔体;所述旋转设备为两个,分别密封连接在所述灭弧腔体的两端;所述旋转设备为圆形结构,相对两端均连接有所述金属接触片;所述金属接触片位于所述旋转设备与灭弧腔体相连接的位置;连接不同旋转设备的两个金属接触片之间连接若干个相同等级或者不同等级的熔断丝,所述熔断丝位于所述灭弧腔体内部,所述灭弧腔体内置有灭弧材料;所述灭弧腔体的外部包裹所述外腔体。

    所述外腔体的两端分别设有与所述开口相吻合的槽。

    所述熔断器主体还包括手柄,所述手柄采用绝缘材料,连接在所述旋转设备相对于所述灭弧腔体的另一侧。

    本实用新型具有以下优点及有益效果:

    1、本实用新型能够在不更换熔断器本体的前提下,能够快速方便的调节熔断器的熔断电流,并且当电路的熔断器熔断时可以及时的更换熔断丝,提高了熔断器在电路中的多重使用性能,可调节性能,提高了操作性能,降低了电路的研发难度,减少了研发成本,保证了研发的可靠性,有利于产品的测试和使用。

    2、本实用新型的熔断器主体结构,实现了一个熔断器的具有多个相同或者不同的熔断电流,能够按照实际的应用场合选择不同的熔断电流,提高了熔断器的可选性。

    3、本实用新型的熔断器主体结构,能够在一处熔断时不更换熔断器而继续使用,提高了熔断器的可用性,增加了熔断器的重复性;而且不需要更换熔断器本体保证了pcb的结构完整,寿命延长。

    4、本实用新型的每个熔断丝有独立的灭弧腔体,保证了熔断丝的快速可靠的熔断,保证了熔断器的快速响应,提高了设备的可靠性。

    5、本实用新型的外腔体把每个独立的灭弧腔体包含在一起,有效的防止了异物的进入,保证了熔断器的性能指标,防止了灭弧腔体与其他物体的接触,提高了熔断器的稳定性。

    6、本实用新型的采用了熔断器金属卡槽的结构,每个金属卡槽上有突起的部分,同时有弹性元件连接与金属卡槽中间,此结构有利于金属接触片的锁紧,增加了熔断器的可操作性,保证了熔断器的有效接触,提高了熔断器的可靠性。

    7、本实用新型的采用了手柄和移动开槽的结构,增强了熔断器的实用性能,使操作简单、可靠。

    附图说明

    图1为本实用新型的熔断器整体结构示意图;

    图2为本实用新型的熔断器切面图;

    图3为本实用新型的熔断器侧面图;

    图4为本实用新型的金属卡槽示意图;

    图5为本实用新型的熔断器主体结构图。

    其中,1为上基板,2为下基板,3为左基板,4为右基板,5为第一端面电极,6为第二端面电极,7为金属卡槽,8为熔断器主体,9为移动开槽盖板。

    具体实施方式

    下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

    如图1-3所示,一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,包括外壳、第一端面电极5、第二端面电极6、金属卡槽7、熔断器主体8和移动开槽盖板9;其中,外壳包括上基板1、下基板2、左基板3和右基板4;所述上基板1连接所述下基板2,该连接结构的左端连接所述左基板3,右端连接所述右基板4。上基板1包括一体成型的正面盖板、上盖板和后面盖板;所述正面盖板和后面盖板的底部连接所述下基板,所述正面盖板、上盖板和后面盖板的左端连接所述左基板,右端连接所述右基板。上基板1、下基板2、左基板3和右基板4连接在一起,构成一个腔体或者一个具有填充物的腔体。第一端面电极5、第二端面电极6与上基板1的正面盖板以及后面盖板的一部分相连接,同时与左基板3和右基板4相连接。第一端面电极5、第二端面电极6可以包裹在盖板和基板的外面也可以镶嵌于盖板和基板的里面,与盖板和基板的形成一个整体。金属卡槽7与第一端面电极5、第二端面电极6连接在一起,同时可以被腔体内的填充物包裹住,此填充物为隔热绝缘材料。熔断器主体8与左基板3和右基板4相连接,同时与移动开槽盖板9活动连接。

    上基板1可以通过具有特定形状的成型模具将原材料冷压或热压形成所需的接触面,然后再固化成形;或者也可以先固化材料后通过蚀刻或机械加工的方式实现腔体。如果有需要可以对腔体添加隔热绝缘的填充物,填充物的体积要考虑熔断器主体8的移动轨迹。上基板1主要包括图1所示的熔断器整体示意图中的正面盖板,后面盖板以及上盖板,三个组成了一个腔体,包裹在熔断器主体8的三个面;或者是正面盖板,后面盖板以及上盖板的三个内壁填充物构成,包裹在熔断器主体8的三个面,但是保证移动开槽盖板9或者是正面盖板、后面盖板以及上盖板的三个内壁填充物中具有与熔断器主体8尺寸一样的开槽,保证熔断器主体8的运动。上基板1主要是对熔断器主体8进行外围的结构保护,防止其他外来物体对熔断器主体8的磕碰,影响熔断器的性能和寿命。

    下基板2可以通过具有特定形状的成型模具将原材料冷压或热压形成所需的接触面,然后再固化成形;或者也可以先固化材料后通过蚀刻或机械加工的方式实现腔体,如果有需要可以对腔体添加隔热绝缘的填充物。下基板2主要是图1所示的第一端面电极5、第二端面电极6的载体,起到对第一端面电极5、第二端面电极6固定和承载的作用,同时与上基板1配合,形成一个左右两面开放的腔体,像上基板1一样,只是可以空的腔体或者是一个具有填充物的腔体,但是要保证与金属卡槽7和熔断器主体8之间的操作空间,保证熔断器主体8自由运动。

    左基板3和右基板4主要是与上基板1构成一个腔体,与下基板2一起构成熔断器的外壳,起到了保护熔断器主体8的作用以及支架的作用。左基板3和右基板4的表面分别与第一端面电极5、第二端面电极6相连接,可以是无缝连接或者是端面电极包裹在左基板3和右基板4的外表上。左基板3和右基板4需要开口,此口大小与熔断器主体8的直径一样,同时高度不小于熔断器主体8中的金属接触片8-1和金属卡槽7刚好触碰距离,保证熔断器主体8可以顺利地旋转,同时保证熔断器主体8正常运动。

    第一端面电极5和第二端面电极6的制作方式为:通过金属铜薄片压合或溅射电镀的方式在上基板1、下基板2、左基板3以及右基板4上形成金属薄层,再对该金属薄层按照所需尺寸蚀刻出端面电极,此端面电极可以包裹在上基板1、下基板2、左基板3以及右基板4的周围,或者是镶嵌于上基板1、下基板2、左基板3以及右基板4上。第一端面电极5和第二端面电极6主要用于与pcb的焊盘进行焊接,保证熔断器与pcb能够有效的结合。

    如图4所示,金属卡槽7包含一个弹性元件7-4和两个连接部,弹性元件连接在两个连接部之间。两个连接部的结构相同,均包括左金属卡片7-1、金属连接面7-2和右金属卡片7-3。金属卡槽7的主要作用是:(1)与第一端面电极5和第二端面电极6进行电气连接;(2)与熔断器主体8中的金属接触片8-1(如图5所示)接触,以及锁紧。金属卡槽7保证了熔断器的电气连接,提高了熔断器的可靠性,保证了其稳定性。

    左金属卡片7-1和右金属卡片7-3上有半圆形的球面,同时最下面的球,以球面为切线,增加一个接触金属导体。左金属卡片7-1和右金属卡片7-3的间距为金属接触片8-1的厚度,左金属卡片7-1和右金属卡片7-3的球面为相交布局。同时左金属卡片7-1和右金属卡片7-3的上半部为斜侧开口形状,可以通过成型的模具铸成。

    金属接触面7-2通过电镀或者其他方式与左金属卡片7-1、右金属卡片7-3连接在一起,同时与第一端面电极5和第二端面电极6相连,保证了有效连接。

    弹性元件7-4在左金属卡片7-1/右金属卡片7-3的侧面,保证了对金属接触片8-1的压紧。

    如图5所示,熔断器主体8包含金属接触片8-1、旋转设备8-2、手柄8-3、灭弧腔体8-4、熔断丝8-5和外腔体8-6。熔断器主体8主要是保证了不同熔断丝或者多种相同熔断丝的安装、金属接触片的安装,以及灭弧腔体、外腔体安装等。

    金属接触片8-1与熔断丝8-5相连接,且位于旋转设备8-2与灭弧腔体8-4相连接的位置。熔断器可以根据不同的需求,安装1~n个相同等级或者不同等级熔断丝8-5。灭弧腔体8-4与旋转设备8-2形成一个封闭式的连接,把熔断丝8-5封闭到里面。同时,灭弧腔体8-4里放入灭弧材料。外腔体8-6包裹在灭弧腔体8-4的外面,形成一个密封式腔体。同时,灭弧腔体8-4与旋转设备8-2相连。手柄8-3与旋转设备8-2一体铸成,也就是在与旋转设备8-2的外侧伸出一端距离的绝缘物。以上除了金属接触片8-1和熔断丝8-5,其他都是绝缘隔热材料。在旋转设备8-2上刻上序号,此序号的位置和实际的熔断丝8-5的接触片的位置相一致,有利于熔断丝8-5的调节。同时熔断器主体8的外腔体8-6有个与左基板3和右基板4开口相吻合的槽,保证熔断器主体8上下移动的平稳。

    熔断器主体实现了一个熔断器的具有多个相同或者不同的熔断电流,能够按照实际的应用场合选择不同的熔断电流,提高了熔断器的可选性;能够在一处熔断时不更换熔断器而继续使用,提高了熔断器的可用性,增加了熔断器的重复性;所述的灭弧腔体保证每个熔断丝有独立的灭弧腔体,保证了熔断丝的快速可靠的熔断,保证了熔断器的快速响应,提高了设备的可靠性。所述的外腔体把每个独立的灭弧腔体包含在一起,有效的防止了异物的进入,保证了熔断器的性能指标,防止了灭弧腔体与其他物体的接触,提高了熔断器的稳定性。

    熔断器主体8主要是由不同或者相同的熔断丝,通过旋转熔断器主体,调节不同的电流,当一组熔断丝熔断时,也可以旋转主体,更换熔断丝。

    移动开槽板9主要是用绝缘隔热的软材料制成,与左基板3和右基板4的开口的边缘处制作成卡槽,有利于对熔断器主体8的密封,主要是对左基板3和右基板4的开口进行密封,同时用于卡住熔断器主体8,保证熔断器在使用过程中内部不进入其他的物体,同时保证了熔断器主体8不会移动,提高了熔断器的可靠性及稳定性,保证了整个电路的安全性。

    本实用新型的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器的加工流程如下:

    (1)加工上基板、下基板、左基板和右基板;

    (2)在上基板、下基板、左基板和右基板上电镀或者嵌入第一端面电极和第二端面电极;

    (3)加工金属卡槽,把金属卡槽安装在两个端面电极上,固定;

    (4)加工熔断器主体,把熔断器主体的某一金属片卡进金属卡槽;

    (5)对上基板、下基板、左基板和右基板进行封装,也可以加入相应的绝缘隔热物体后再进行密封。


    技术特征:

    1.一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,包括外壳、第一端面电极、第二端面电极、金属卡槽、熔断器主体和移动开槽盖板;

    所述第一端面电极和第二端面电极分别固定在所述外壳底部的左右两端,并全部或部分外露于所述外壳;所述金属卡槽位于所述外壳的内腔中,两端连接所述第一端面电极和第二端面电极;所述外壳的左右两端设有开口,所述开口的宽度等于所述熔断器主体的直径,所述开口的高度能够使所述熔断器主体的金属接触片与所述金属卡槽碰触;所述熔断器主体与所述外壳的左右两端卡接,并活动卡接于所述移动开槽盖板。

    2.根据权利要求1所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述外壳包括上基板、下基板、左基板和右基板;所述上基板连接所述下基板,该连接结构的左端连接所述左基板,右端连接所述右基板。

    3.根据权利要求2所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述上基板包括一体成型的正面盖板、上盖板和后面盖板;所述正面盖板和后面盖板的底部连接所述下基板,所述正面盖板、上盖板和后面盖板的左端连接所述左基板,右端连接所述右基板。

    4.根据权利要求1所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述外壳的内腔填充有隔热绝缘的填充物。

    5.根据权利要求1所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述金属卡槽包括弹性元件和两个连接部,所述弹性元件连接在两个连接部之间;所述每个连接部均包括金属接触面、左金属卡片和右金属卡片,所述金属接触面固定于所述左金属卡片和右金属卡片的底面,用于与所述第一端面电极或第二端面电极连接,所述左金属卡片和右金属卡片的间距为所述熔断器主体的金属接触片的厚度,且所述左金属卡片和右金属卡片的相对侧均设有两个半圆形的球面,所述球面相交布局。

    6.根据权利要求5所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述左金属卡片和右金属卡片的上部为向外斜侧开口型。

    7.根据权利要求5所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述左金属卡片和右金属卡片的最下面的球面的下方均设有金属导体,所述金属导体与其对应的球面的切线平齐。

    8.根据权利要求1所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述熔断器主体包括金属接触片、旋转设备、灭弧腔体、熔断丝和外腔体;所述旋转设备为两个,分别密封连接在所述灭弧腔体的两端;所述旋转设备为圆形结构,相对两端均连接有所述金属接触片;所述金属接触片位于所述旋转设备与灭弧腔体相连接的位置;连接不同旋转设备的两个金属接触片之间连接若干个相同等级或者不同等级的熔断丝,所述熔断丝位于所述灭弧腔体内部,所述灭弧腔体内置有灭弧材料;所述灭弧腔体的外部包裹所述外腔体。

    9.根据权利要求8所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述外腔体的两端分别设有与所述开口相吻合的槽。

    10.根据权利要求8所述的一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器,其特征在于,所述熔断器主体还包括手柄,所述手柄采用绝缘材料,连接在所述旋转设备相对于所述灭弧腔体的另一侧。

    技术总结
    本实用新型涉及一种用于小功率电源可调节的贴片式熔断器。本实用新型包括外壳、第一端面电极、第二端面电极、金属卡槽、熔断器主体和移动开槽盖板;所述第一端面电极和第二端面电极分别固定在所述外壳底部的左右两端,并全部或部分外露于所述外壳;所述金属卡槽位于所述外壳的内腔中,两端连接所述第一端面电极和第二端面电极;所述外壳的左右两端设有开口,所述开口的宽度等于所述熔断器主体的直径,所述开口的高度能够使所述熔断器主体的金属接触片与所述金属卡槽碰触;所述熔断器主体与所述外壳的左右两端卡接,并活动卡接于所述移动开槽盖板。本实用新型能够在不更换熔断器本体的前提下,能够快速方便的调节熔断器的熔断电流。

    技术研发人员:蒋明明;刘凤涛
    受保护的技术使用者:唐山航宇电力电子设备有限公司
    技术研发日:2020.07.09
    技术公布日:2021.03.12

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