[发明专利]基于氧化锌的变阻器和制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及电路保护设备领域。更具体地，本发明涉及用于过载保护的金属氧化物变阻器。

背景技术

过电压保护设备被用以使电子电路和组成部分免受由于过电压故障状态的损害。这些过电压保护设备可以包括要被保护的电路与地线之间连接的金属氧化物变阻器(MOV)。MOV具有独特的电流-电压特性，其允许它们被用以保护此类电路免受灾难性的电压过载。但是，因为变阻器设备被如此广泛地部署以保护许多不同类型的装置，所以存在着改善变压器特性的持续需求。例如，改善它在高能过载事件下的工作寿命和/或性能可以是期望的。影响变阻器寿命预期的一个参数是它的能效(焦耳)等级。随着能效等级增加，变阻器寿命预期典型地指数增加，它可适应的瞬时脉冲的数量增加并且在每个瞬时期间提供的“钳制电压”下降。对防御高能量脉冲而言，变阻器性能的改善也是期望的。例如，如果发生诸如雷击之类的超大过载，耗散的能量可能超过变阻器可以适应的量。雷击结果的随后电流可能产生完全摧毁所述电阻器的过量电流。因此，要理解，改善目前使用金属氧化物变阻器的电路保护设备是期望的。

发明内容

本发明的示例实施例针对电路保护设备。在示例性实施例中，变阻器可以包括压敏陶瓷，其包括摩尔百分比大于90％的氧化锌；一组金属氧化物。所述组金属氧化物可以包括：包括的摩尔分数等价于在0.2到2.5％之间的Bi₂O₃的氧化物形式铋；包括的摩尔分数等价于在0.2到1.2％Co₃O₄之间的氧化物形式钴；包括的摩尔分数等价于在0.05到0.5％Mn₃O₄之间的氧化物形式锰；包括的摩尔分数等价于在0.05到0.5％Cr₂O₃之间的氧化物形式铬；包括的摩尔分数等价于在0.5到1.5％NiO之间的氧化物形式镍；包括的摩尔分数等价于在0.05到1.5％Sb₂O₃之间的氧化物形式锑；包括的摩尔分数等价于在0.001到0.05％B₂O₃之间的氧化物形式硼；以及包括的摩尔分数等价于在0.001到0.05％之间的Al³⁺形式的铝。

附图说明

图1绘出了示例性变阻器；

图2绘出了另一个示例性变阻器；

图3示出了示例性处理流程；

图4A介绍了用于三种不同配方的组成部分的示例性成分集合；

图4B介绍了用于图4A的配方的组成部分成分的另一种表述；

图5A介绍了在一系列实验中使用的第一粉末配方的基础成分；

图5B介绍了对用以综合变阻器样本和得到的变阻器电气特性的图5A中的基础成分的成分变化；

图5C介绍了在一系列实验中使用的第二粉末配方的基础成分；

图5D介绍了对用以综合变阻器样本和得到的变阻器电气特性的图5C中的基础成分的成分变化；

图6A介绍了传统变阻器样本的测量结果；

图6B介绍了根据本发明实施例制造的一组变阻器样本的测量结果；

图6C介绍了根据本发明实施例制造的额外的一组变阻器样本的测量结果；

图7绘出了传统变阻器样本与根据本发明实施例制造的变阻器样本的测量的比较；

图8绘出了根据L150配方综合出的高电压变阻器的电气性能的实验测量，也绘出了使用中电压L100配方综合出的变阻器的电气性能的实验测量，还绘出了使用低电压L20配方综合出的变阻器的电气性能的实验测量。

具体实施方式

本发明将随后参考所述附图被更全面地描述，其中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同形式体现并且不应被解释为限于本文提出的实施例。相反，提供这些实施例是为了本公开会完全和完备，并且会向本领域技术人员全面地表达出本发明的范围。在图中，自始至终，相同的编号指代相同的元件。