一种具有过热保护功能的PTC加热器及空调用加热器的制作方法

一种具有过热保护功能的ptc加热器及空调用加热器
技术领域
1.本实用新型涉及加热器技术领域，具体涉及一种具有过热保护功能的ptc加热器及空调用加热器。


背景技术：

2.由于具有特殊的正温度系数电阻温度特性，ptc加热器产品现已经广泛应用于家电领域的取暖，比如空调辅助加热、暖风机、浴霸，传统燃油汽车的除霜、取暖，新能源汽车的车内取暖及电池加热等。且在大功率加热领域，ptc加热器的应用范围还在不断扩展。
3.在现有技术中，ptc加热器采用ptc陶瓷作为核心发热元件，与传统的电热丝、电热管及远红外石英加热器相比，具有自动控温，使用电压范围广，且无明火，安全可靠，寿命长等优势。尽管由于ptc陶瓷元件特殊的电阻温度特性，具有自动控温功能，加热器在干烧时其表面温度上升有限，但还是会比正常通风工作时高几十度到上百度，这样就可能会影响到周围的塑料等不耐温的材料，因此，该类ptc加热器(比如空调辅助加热用ptc加热器)一般采用过热保护单元保护电路的措施，且通常具有两种安装方式。
4.一方面，传统空调辅助加热用ptc加热器采用将过热保护单元与线束串接好后，再穿入热缩套管中，加热使热缩套管收缩，从而包裹住过热保护单元，热缩管起到绝缘作用，然后将包裹了热缩套管的过热保护单元固定在加热器的塑料支架的凹槽内；或者过热保护单元不外套热缩管，直接固定在加热器塑料支架的凹槽内。但是这种结构，由于过热保护单元是靠热缩套管包裹的，可靠性不强，一方面热缩套管容易破损，从而导致漏电风险，烘烤热缩套管时的高温也容易造成过热保护单元的损坏，使过热保护单元失效，失去保护电路的作用。
5.另一方面，即使过热保护单元不外套热缩管，但由于其安装在加热器的塑料支架凹槽内，塑料支架的材料一般采用耐温的pps或者尼龙，导热性很差，且过热保护单元不容易和塑料支架贴合，仅仅是塞进支架的凹槽内，导致加热器和塑料支架之间的热阻很大，而塑料支架和过热保护单元之间的热阻同样很大，这样由于热阻的叠加，加热器和过热保护单元之间的热阻更大，当加热器出现干烧情况下，其热量的传递速度会很慢，且传递温度的一致性会较差，这样会造成过热保护单元的温度保护动作偏慢甚至极端情况下出现不保护的现象。
6.因此，本技术领域亟需一种结构简单、安装方便、可有效防止过热保护失效的ptc加热器。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种结构简单、安装方便、可有效减小加热器的加热单元与过热保护单元之间热阻过大的ptc加热器。
8.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
9.一方面，本实用新型公开了一种具有过热保护功能的ptc加热器，包括加热器芯
体、过热保护组件、第一高导热元件及第二高导热元件，所述加热器芯体，用以将电能转化成热能的发热部件，所述加热器芯体的外部设有所述第一高导热元件；所述过热保护组件，与所述加热器芯体电性连接，用以根据所述加热器芯体的表面温度控制所述电加热芯体与电源之间电性连接的通断；所述过热保护组件的外围包设有所述第二高导热元件；所述第二高导热元件与所述第一高导热元件传热连接。
10.采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中加热器芯体的热缩套管容易破损存在漏电风险、加热器芯体与过热保护组件之间热阻过大导致保护滞后甚至失灵的问题，通过设置第一高导热元件及第二高导热元件，在加热器芯体与过热保护组件之间既构建了良好的绝缘屏障，又建立了良好的热传导通道，以便加热器芯体的热量快速传到过热保护组件处，从而为过热检测及温度控制提供快速精准的数据参考，进而大幅提高过热保护的灵敏度。
11.作为本实用新型技术方案的进一步改进，所述加热器芯体包括ptc发热单元、绝缘纸及金属管，所述ptc发热单元的外表面包裹有所述绝缘纸，所述金属管套设在包裹所述绝缘纸的ptc发热单元外部，所述金属管的内壁尽可能多地与所述绝缘纸贴合。
12.采用上述技术方案的有益效果是：加热器芯体中设置绝缘纸，为ptc发热单元构建了第一道绝缘层，有效防止漏电现象的发生，另外，金属管充分利用了金属所具有的良好导热性，通过设定金属管的内壁与绝缘纸尽可能多的贴合，则可以实现将ptc发热单元的热量尽快导出，提升加热器芯体的加热效率。
13.作为本实用新型技术方案的再进一步改进，所述ptc加热器还包括高导热硅胶，所述高导热硅胶用以粘接所述加热器芯体与所述第一高导热元件，以及所述第一高导热元件与所述第二高导热元件。
14.采用上述技术方案的有益效果是：高导热硅胶的引入，充分利用了硅胶的高导热、热稳定及粘结强度高的性能，既能有效连接加热器芯体与第一高导热元件以及第一高导热元件及第二高导热元件，又提高了ptc加热器的导热效率。
15.作为本实用新型技术方案的再进一步改进，所述ptc加热器还包括高导热的灌封胶，所述灌封胶填充在所述第二高导热元件的腔体内，用以为所述过热保护组件构建密封环境以及高效的热传导。
16.采用上述技术方案的有益效果是：在第二高导热元件的腔体内注射灌封胶，能够有效减小过热保护组件与腔体之间的安装热阻，且温度均匀性非常好，有效解决了目前过热保护组件安装在塑料支架凹槽内所导致的热阻过大的问题。
17.作为本实用新型技术方案的再进一步改进，所述第一高导热元件为波纹齿型散热铝条。
18.采用上述技术方案的有益效果是：以散热铝条为第一高导热元件，充分利用了铝所具有的良好热传导性，以及铝条的高效散热性，使得加热器芯体所发出的热量能快速高效的传导出去；另外，在加热器芯体与过热保护组件之间也起到了良好的热量传导通道作用。
19.作为本实用新型技术方案的又进一步改进，所述第二高导热元件为氧化铝陶瓷腔体。
20.采用上述技术方案的有益效果是：以氧化铝陶瓷腔体为第二高导热元件，充分利
用了氧化铝陶瓷所具有的良好的热传导性及电绝缘性，在进行高效传导热量的同时，构成第二道绝缘屏障，进一步降低漏电的安全风险；另外，氧化铝陶瓷腔体的设置，也避免了现有技术中因需要烘烤热缩套管而造成的高温对过热保护组件的损坏。
21.作为本实用新型技术方案的又进一步改进，所述过热保护组件包括温控器。
22.采用上述技术方案的有益效果是：在过热保护组件中引入温控器，通过自身所感受到的温度对电路进行开关控制，即温度高于设定温度时，温控器自动断开加热器芯体的供电电路，当温度低于设定的温度时，温控器又接通加热器芯体的供电电路，恢复加热功能。
23.作为本实用新型技术方案的更进一步改进，所述温控器为突跳式温控器。
24.采用上述技术方案的有益效果是：优选突跳式温控器，开关动作可靠干脆，不拉弧，使用寿命长且不受无线干扰，性能稳定可靠。
25.作为本实用新型技术方案的更进一步改进，所述过热保护组件还包括熔断保护元件，所述熔断保护元件与所述温控器串联连接。
26.采用上述技术方案的有益效果是：熔断保护元件的设置，与温控器构成双重过热保护，除保护加热器芯体及供电电路外，还能起到保护温控器的作用，其保护温度点略高于温控器，以免误动作，当加热器干烧状态下温控器出现故障无法断开电路时，温度继续上升，到达熔断器的保护温度时，熔断器断开，从而切断电路，起到了保护作用。
27.另一方面，本实用新型还进一步公开了一种空调用加热器，所述空调用加热器包括上述技术方案中任一项所述的具有过热保护功能的ptc加热器。
28.采用上述技术方案的有益效果是：包括具有过热保护功能的ptc加热器的空调，既能有效解决绝缘性能差，造成漏点的问题，又可以有效避免因热阻过大所导致的过热保护失灵甚至失效的问题，从而避免了现有技术中ptc加热器在极端情况下出现干烧不保护的弱点，大大提高了ptc加热器使用的安全可靠性。
附图说明
29.为了更为清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
30.图1为本实用新型的一种ptc加热器的立体示意图；
31.图2为本实用新型的另一种ptc加热器的俯视示意图；
32.图3为图2中ptc加热器在a-a方向的剖面示意图；
33.图中数字所表示的相应的部件名称如下：
34.加热器芯体1；ptc发热单元11；绝缘纸12；金属管13；过热保护组件2；温控器21；熔断保护元件22；第一高导热元件3；第二高导热元件4；高导热硅胶5；灌封胶6。
具体实施方式
35.为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的
是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供的技术方案为：
37.一方面，在本实用新型的一些实施方式中，如图1-3所示，公开了一种具有过热保护功能的ptc加热器，包括加热器芯体1、过热保护组件2、第一高导热元件3及第二高导热元件4，加热器芯体1，用以将电能转化成热能的发热部件，加热器芯体1的外部设有第一高导热元件3；过热保护组件2，与加热器芯体1电性连接，用以根据加热器芯体1的表面温度控制电加热芯体与电源之间电性连接的通断；过热保护组件2的外围包设有第二高导热元件4；第二高导热元件4与第一高导热元件3传热连接。
38.采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中加热器芯体1的热缩套管容易破损存在漏电风险、加热器芯体1与过热保护组件2之间热阻过大导致保护滞后甚至失灵的问题，通过设置第一高导热元件3及第二高导热元件4，在加热器芯体1与过热保护组件2之间既构建了良好的绝缘屏障，又建立了良好的热传导通道，以便加热器芯体1的热量快速传到过热保护组件2处，从而为过热检测及温度控制提供快速精准的数据参考，进而大幅提高过热保护的灵敏度。
39.在本实用新型的另一些实施方式中，如图3所示，加热器芯体1包括ptc发热单元11、绝缘纸12及金属管13，ptc发热单元11的外表面包裹有绝缘纸12，金属管13套设在包裹绝缘纸12的ptc发热单元11外部，金属管13的内壁尽可能多地与绝缘纸12贴合。
40.采用上述技术方案的有益效果是：加热器芯体1中设置绝缘纸12，为ptc发热单元11构建了第一道绝缘层，有效防止漏电现象的发生，另外，金属管13充分利用了金属所具有的良好导热性，通过设定金属管13的内壁与绝缘纸12尽可能多的贴合，则可以实现将ptc发热单元11的热量尽快导出，提升加热器芯体1的加热效率。
41.在本实用新型的另一些实施方式中，如图3所示，ptc加热器还包括高导热硅胶5，高导热硅胶5用以粘接加热器芯体1和第一高导热元件3，以及第一高导热元件3与第二高导热元件4。
42.采用上述技术方案的有益效果是：高导热硅胶5的引入，充分利用了硅胶的高导热、热稳定以及粘接强度高的性能，既能有效连接加热器芯体1及第一高导热元件3和第一高导热元件3及第二高导热元件4，又提升了ptc加热器的导热效率。
43.在本实用新型的另一些实施方式中，如图3所示，ptc加热器还包括高导热的灌封胶6，灌封胶6填充在第二高导热元件4的腔体内，用以为过热保护组件2构建密封环境和高效的热传导。
44.采用上述技术方案的有益效果是：在第二高导热元件4的腔体内注射灌封胶6，能够有效减小过热保护组件2与腔体之间的安装热阻，且温度均匀性非常好，有效解决了目前过热保护组件2安装在塑料支架凹槽内所导致的热阻过大的问题。
45.在本实用新型的另一些实施方式中，第一高导热元件3为波纹齿型散热铝条。
46.采用上述技术方案的有益效果是：以散热铝条为第一高导热元件3，充分利用了铝所具有的良好热传导性，以及铝条的高效散热性，使得加热器芯体1所发出的热量能快速高效的传导出去；另外，在加热器芯体1与过热保护组件2之间也起到了良好的热量传导通道作用。
47.在本实用新型的另一些实施方式中，第二高导热元件4为氧化铝陶瓷腔体。
48.采用上述技术方案的有益效果是：以氧化铝陶瓷腔体为第二高导热元件4，充分利用了氧化铝陶瓷所具有的良好的热传导性及电绝缘性，在进行高效传导热量的同时，构成第二道绝缘屏障，进一步降低漏电的安全风险；另外，氧化铝陶瓷腔体的设置，也避免了现有技术中因需要烘烤热缩套管而造成的高温对过热保护组件2的损坏。
49.在本实用新型的另一些实施方式中，如图2，3所示，过热保护组件2包括温控器21。
50.采用上述技术方案的有益效果是：在过热保护组件2中引入温控器21，通过自身所感受到的温度对电路进行开关控制，即温度高于设定温度时，温控器21自动断开加热器芯体1的供电电路，当温度低于设定的温度时，温控器21又接通加热器芯体1的供电电路，恢复加热功能。
51.在本实用新型的另一些实施方式中，温控器21为突跳式温控器21。
52.采用上述技术方案的有益效果是：优选突跳式温控器21，开关动作可靠干脆，不拉弧，使用寿命长且不受无线干扰，性能稳定可靠。
53.在本实用新型的另一些实施方式中，如图2，3所示，过热保护组件2还包括熔断保护元件22，熔断保护元件22与温控器21串联连接。
54.采用上述技术方案的有益效果是：熔断保护元件22的设置，与温控器21构成双重过热保护，除保护加热器芯体1及供电电路外，还能起到保护温控器21的作用，其保护温度点略高于温控器21，以免误动作，当加热器干烧状态下温控器21出现故障无法断开电路时，温度继续上升，到达熔断器的保护温度时，熔断器断开，从而切断电路，起到了保护作用。
55.在本实用新型的另一些实施方式中，还进一步公开了一种空调用加热器，空调用加热器包括上述技术方案中任一项的具有过热保护功能的ptc加热器。
56.采用上述技术方案的有益效果是：包括具有过热保护功能的ptc加热器的空调用加热器，既能有效解决绝缘性能差，造成漏点的问题，又可以有效避免因热阻过大所导致的过热保护失灵甚至失效的问题，从而避免了现有技术中ptc加热器在极端情况下出现干烧不保护的弱点，大大提高了ptc加热器使用的安全可靠性。
57.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。