本實(shí)用新型涉及熱開關(guān)元件技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種可變阻熱開關(guān)元件。

背景技術(shù)：

目前熱開關(guān)主要分為四種類型：基于材料熱伸縮的微膨脹熱開關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到某一溫度，通過材料的膨脹，使冷端與熱端接觸，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱通路。當(dāng)溫度低于此溫度，冷端與熱端斷開，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱斷路；基于由導(dǎo)熱氣體、液體連接冷熱端的氣隙、液隙熱開關(guān)。兩個(gè)未接觸的物體，如果它們處在高真空的環(huán)境，彼此傳熱極差，是一種熱分離的狀態(tài)，在充入少量的高導(dǎo)熱的惰性氣體或?qū)嵋后w后，通過氣、液體的傳熱，兩物體之間實(shí)現(xiàn)了熱接觸，從而起到了熱開關(guān)的作用。此外還有利用超導(dǎo)材料的超導(dǎo)態(tài)與正常態(tài)的熱導(dǎo)差而制成的超導(dǎo)熱開關(guān)和利用有些材料如Be、Ga等的熱流磁場(chǎng)效應(yīng)來控制熱通路或斷路的磁熱開關(guān)。

PTC熱敏元件廣泛應(yīng)用于手機(jī)電池、平板電腦電池的保護(hù)電路中。它由導(dǎo)電部件、具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的導(dǎo)電復(fù)合材料層、緊密結(jié)合于具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的導(dǎo)電復(fù)合材料層上下表面的金屬箔組成。其能夠在大電流的電路中工作的同時(shí)，有較低的保護(hù)開關(guān)溫度，且其在較高溫度下仍然可以維持較大的工作電流。

然而，上述各熱開關(guān)均是在溫度達(dá)到某一固定閾值時(shí)，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化。因而在需要根據(jù)使用情況確定工作溫度的系統(tǒng)中，上述熱開關(guān)無法滿足變溫度工作的使用要求。

綜上所述，如何有效地解決熱開關(guān)無法滿足變溫度工作的使用要求等問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可變阻熱開關(guān)元件，該可變阻熱開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決熱開關(guān)無法滿足變溫度工作的使用要求的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種可變阻熱開關(guān)元件，包括固定連接的至少兩層間隔設(shè)置的導(dǎo)熱片，頂層所述導(dǎo)熱片的一端為固定連接端，各層所述導(dǎo)熱片的另一端均為可選連接端，以在不同溫度下分別與導(dǎo)熱觸片接通形成與所述固定連接端之間的熱通路。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)熱片之間通過粘性聚合物層粘結(jié)。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，所述粘性聚合物層為丙烯酸甲酯層。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，所述粘性聚合物層的長(zhǎng)度小于所述導(dǎo)熱片的長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，所述導(dǎo)熱片為金屬導(dǎo)熱片。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，頂層所述導(dǎo)熱片的所述固定連接端外伸形成懸臂結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，所述導(dǎo)熱片間通過螺栓固定連接。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，由頂層至底層的相鄰兩個(gè)所述導(dǎo)熱片間的間距逐漸增大。

優(yōu)選地，上述可變阻熱開關(guān)元件中，所述導(dǎo)熱片的可選連接端由頂層至底層呈階梯過渡。

本實(shí)用新型提供的可變阻熱開關(guān)元件包括固定連接的至少兩層導(dǎo)熱片。頂層導(dǎo)熱片的一端為固定連接端，各層導(dǎo)熱片的另一端分別為可選連接端，用于在不同溫度下分別與導(dǎo)熱觸片接通，進(jìn)而在固定連接端和與導(dǎo)熱觸片接通的可選連接端間形成熱通路。

應(yīng)用本實(shí)用新型提供的可變阻熱開關(guān)元件時(shí)，固定連接端用于與熱路的第一端連接，如可以與冷端連接。熱路的第二端，如熱端在不同溫度下可選的與不同層的導(dǎo)熱片接通，從而形成不同的熱通路。由于導(dǎo)熱片相隔設(shè)置，因而固定連接端與不同層的導(dǎo)熱片的可選連接端之間的熱阻不同，進(jìn)而當(dāng)不同層的可選連接端與熱端連接時(shí)，接入熱路中的熱阻不同，實(shí)現(xiàn)了熱阻可變，以滿足變溫度工作的使用要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的可變阻熱開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為25℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻與各通路的關(guān)系；

圖3為100℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻與各通路的關(guān)系。

附圖中標(biāo)記如下：

導(dǎo)熱片1，粘性聚合物層2，固定連接端10，第一可選連接端11，第二可選連接端12，第三可選連接端13，第四可選連接端14，第五可選連接端15，第六可選連接端16，第七可選連接端17，第八可選連接端18，第九可選連接端19，第十可選連接端110。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種可變阻熱開關(guān)元件，以滿足變溫度工作的使用要求。

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-圖3，圖1為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的可變阻熱開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為25℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻與各通路的關(guān)系；圖3為100℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)、熱阻與各通路的關(guān)系。

在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供的可變阻熱開關(guān)元件包括固定連接的至少兩層導(dǎo)熱片1。

頂層導(dǎo)熱片1的一端為固定連接端10，各層導(dǎo)熱片1的另一端分別為可選連接端，用于在不同溫度下分別與導(dǎo)熱觸片接通，進(jìn)而在固定連接端10和與導(dǎo)熱觸片接通的可選連接端間形成熱通路。也就是各層導(dǎo)熱片1是固定連接的，形成一個(gè)整體熱開關(guān)元件。頂層導(dǎo)熱片1的一端為固定連接端10，另一端為可選連接端，位于頂層導(dǎo)熱片1以下各層的導(dǎo)熱片1，對(duì)應(yīng)于頂層導(dǎo)熱片1的可選連接端的一端也分別為可選連接端。如圖1所示的，頂層導(dǎo)熱片1的左端為固定連接端10，用于與熱路的第一端連接，各層導(dǎo)熱片1的右端均為可選連接端，以在不同溫度下分別與熱路的第二端連接，從而在與第二端連接的可選連接端與固定連接端10之間形成熱通路。

需要說明的是，此處及下文提到的頂層僅指位于表面的一層，以與其他各層區(qū)分，并不局限于方向上的上下。

應(yīng)用本實(shí)用新型提供的可變阻熱開關(guān)元件時(shí)，固定連接端10用于與熱路的第一端連接，如可以與冷端連接。熱路的第二端，如熱端在不同溫度下可選的與不同層的導(dǎo)熱觸片接通，從而形成不同的熱通路。由于導(dǎo)熱片1相隔設(shè)置，因而固定連接端10與不同層的導(dǎo)熱片1的可選連接端之間的熱阻不同，進(jìn)而當(dāng)不同層的可選連接端與熱端連接時(shí)，接入熱路中的熱阻不同，實(shí)現(xiàn)了熱阻可變，以滿足變溫度工作的使用要求。

以下通過固定連接端10與冷端連接，可選連接端與熱端連接為例說明。固定連接端10連接冷端，設(shè)備開始工作時(shí)溫度較低，最末層的導(dǎo)熱片1的可選連接端與熱端的導(dǎo)熱觸片接通。在如圖1所示的設(shè)置有十層導(dǎo)熱片1的情況下，即固定連接端10與末層可選連接端，也就是第十可選連接端110熱路接通，熱量經(jīng)此通路傳輸。當(dāng)設(shè)備溫度達(dá)到某一溫度后，導(dǎo)熱觸片與末層可選連接端上層的導(dǎo)熱片1的可選連接端連接，如與第九可選連接端19熱路接通，熱量經(jīng)此通路傳輸。由于固定連接端10與第九可選連接端19之間的熱阻小于固定連接端10與第十可選連接端110之間的熱阻，因而相同時(shí)間內(nèi)熱路的導(dǎo)熱量增加。以此類推，隨著溫度的升高，熱端的導(dǎo)熱觸片可以分別與第八可選連接端18、第七可選連接端17、第六可選連接端16、第五可選連接端15、第四可選連接端14、第三可選連接端13、第二可選連接端12直至與第一可選連接端11接通，當(dāng)固定連接端10與第一可選連接端11接通時(shí)，則該可變阻熱開關(guān)元件處于完全接通狀態(tài)，此時(shí)熱阻最小，相同時(shí)間內(nèi)導(dǎo)熱量最多。通過可變阻熱開關(guān)元件，在設(shè)備不同溫度時(shí)分別進(jìn)行不同程度的散熱處理，以滿足變溫度工作的使用要求。

當(dāng)設(shè)備功率逐漸減小則以與上述過程相反的順序，熱端的導(dǎo)熱觸片由于上層的可選連接端接觸逐漸過渡至與末層的可選連接端接觸，直至與末層的可選連接端斷開，也就是不與任一個(gè)可選連接端接觸，熱開關(guān)完全斷開。導(dǎo)熱觸片可以為形狀記憶合金等，具體能夠與可選連接端配合即可。

優(yōu)選的，相鄰兩個(gè)導(dǎo)熱片1之間通過粘性聚合物層2粘結(jié)。通過粘性聚合物層2將相鄰兩個(gè)導(dǎo)熱片1粘結(jié)，便于加工。優(yōu)選的，粘性聚合物層2的導(dǎo)熱系數(shù)小于導(dǎo)熱片1的導(dǎo)熱系數(shù)，從而增大熱阻。粘性聚合物具有粘性且常溫常壓下固化形態(tài)，從而能夠?qū)?dǎo)熱片1粘結(jié)。根據(jù)需要，導(dǎo)熱片1間也可以通過螺栓等機(jī)械連接方式固定連接。由于相鄰兩個(gè)導(dǎo)熱片1間具有間隔，因而固定連接端10與不同的可選連接端之間的熱阻不同，具體間隔的大小可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。采用機(jī)械連接結(jié)構(gòu)，能夠減小粘性聚合物層2等低導(dǎo)熱材料的使用面積。

具體的，粘性聚合物層2可以為丙烯酸甲酯層。根據(jù)需要也可以為其他聚合物或者不同聚合物的組合。優(yōu)選的，采用常壓下軟化溫度不低于100攝氏度的低導(dǎo)熱聚合物。

優(yōu)選的，導(dǎo)熱片1為金屬導(dǎo)熱片1。金屬導(dǎo)熱片1具有高的導(dǎo)熱系數(shù)。優(yōu)選的，可以采用金屬銅片，根據(jù)需要也可以為其他金屬或合金。

在上述各實(shí)施例中，粘性聚合物層2的長(zhǎng)度可以小于導(dǎo)熱片1的長(zhǎng)度。優(yōu)選的，粘性聚合物層2的一端與導(dǎo)熱片1的端部平齊，則導(dǎo)熱片1的另一端，也就是可選連接端呈懸臂狀，進(jìn)而便于與導(dǎo)熱觸片的接觸。具體懸臂的長(zhǎng)度可以為5mm。

進(jìn)一步地，頂層導(dǎo)熱片1的固定連接端10外伸形成懸臂結(jié)構(gòu)。通過懸臂結(jié)構(gòu)，便于固定連接端10與熱路的連通。具體懸臂結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度可以為5mm。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，由頂層至底層的相鄰兩個(gè)導(dǎo)熱片1間的間距逐漸增大。也就是相鄰兩個(gè)導(dǎo)熱片1間的間距是有頂端至底端逐漸增加的，因而對(duì)應(yīng)的固定連接端10與可選連接端之間的熱阻增幅也是逐漸增大，從而滿足不同的導(dǎo)熱需求。

優(yōu)選的，導(dǎo)熱片1的可選連接端由頂層至底層呈階梯過渡。也就是導(dǎo)熱片1的可選連接端并非平齊的，而是逐層相錯(cuò)設(shè)置，因而可以適應(yīng)與不同的導(dǎo)熱觸片的接通。

一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖1所示，可變阻熱開關(guān)元件包括依次交替層疊的導(dǎo)熱金屬銅片和粘性聚合物材料層：導(dǎo)熱金屬選用厚度為0.05mm的高導(dǎo)熱紫銅片，共10層。第一層銅片長(zhǎng)度20mm，寬度10mm。其余9層每層長(zhǎng)度15mm，寬度10mm。各層右邊懸臂5mm、第一層左邊懸臂5mm，留作與接觸端片連接。聚合物材料選用低導(dǎo)熱系數(shù)、有黏結(jié)作用的丙烯酸甲脂，固化成形后長(zhǎng)度為10mm，寬度10mm，厚度為0.1mm。

本實(shí)用新型提供的可變阻熱開關(guān)元件能夠把在高負(fù)荷或長(zhǎng)時(shí)間工作條件下的電路中產(chǎn)生的熱量及時(shí)散失掉，根據(jù)負(fù)荷的大小，進(jìn)行熱阻的轉(zhuǎn)換，使系統(tǒng)在適合溫度范圍內(nèi)工作，從而減少其它控制設(shè)備的能量消耗。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。