佛山市川東磁電股份有限公司

摘要：本文嘗試從專利的角度分析斷電復(fù)位溫控器近年來的相關(guān)技術(shù)熱點和趨勢，希望能對行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)帶來啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：斷電復(fù)位；溫控器；電阻；人工；

一、前言

溫控器作為電自動控制器的一種溫度敏感控制器，在20世紀50年代進入工業(yè)應(yīng)用后廣泛用于日用電器領(lǐng)域，在國內(nèi)外關(guān)于《家用和類似用途電器的安全通用要求》標(biāo)準(zhǔn)中要求必須安裝溫控器和不可復(fù)位的限溫保護元件，在家電領(lǐng)域?qū)儆诎踩浼?br />
SUL148056中公開有關(guān)1個溫控器加1個熔斷器的組合方式，因為熔斷器屬于一次熔斷式保護元件，需要更換后才能使用帶有不便利性，而自動復(fù)位溫控器反復(fù)的接通、斷開影響到電器產(chǎn)品的壽命和能源消耗。

1個溫控器加1個手動復(fù)位溫控器的組合方式中，因為手動復(fù)位可通過人工操作實現(xiàn)多次使用，得到廣泛應(yīng)用。更好的，為了實現(xiàn)這個功能，中山大學(xué)張進修教授在1986年申請的CN86103184相關(guān)專利中提出了可同時用作控溫器和非自復(fù)位限溫器的復(fù)合式（組合式）溫控器的概念，其采用特定的機械結(jié)構(gòu)，使雙金屬片在速動之后，無法回到常態(tài)的位置，從而不能自動復(fù)位導(dǎo)通電路。但這兩種方案也都需要專業(yè)檢修人員進行人工復(fù)位。

在1994年公開的CN2289295專利中，通過增加一個PTC元件的旁路熱保持電阻，在雙金屬片速動后導(dǎo)通旁路電阻，使之發(fā)熱，將雙金屬片的溫度保持在速動臨界點以上，從而使雙金屬片保持速動后的切斷電路的狀態(tài)，僅需切斷電源后即可簡單的實現(xiàn)復(fù)位。這種組合方式既能改進一次性熔斷器實現(xiàn)多次使用，又可改進需要專業(yè)檢修人員進行人工復(fù)位的手動復(fù)位溫控器的電源切斷即可復(fù)位的人性化操作。

二、斷電復(fù)位溫控器專利申請分布

對斷電復(fù)位溫控器領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢做整體分析，首先檢索本領(lǐng)域全部相關(guān)的中國發(fā)明和實用新型專利。檢索數(shù)據(jù)庫為CNIPR，檢索關(guān)鍵詞為：

((斷電 or 切斷 or 斷路 or 手動 or 手工 or 人工) and 復(fù)位 and (溫控 or 限溫 or 控溫 or 溫度控制 or 溫度敏感 or 熱保護 or 熱傳感 or 熱控制 or 熱感應(yīng)))/AB and (H01H% or H02H% or G23D% or G05D%)/SIC經(jīng)過人工篩選后，符合要求的檢索結(jié)果總計為102件發(fā)明和實用新型專利。

對檢索結(jié)構(gòu)進行詳細分析如下。


2000年以前每年關(guān)于斷電復(fù)位溫控器的發(fā)明和實用新型專利申請數(shù)量均不超過4件，此后逐年增多，自2004年起關(guān)于斷電復(fù)位溫控器的專利申請增長較大，2012年發(fā)明和實用新型專利申請均達到最高，但最多也僅在10件上下。


斷電復(fù)位控溫器技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明專利占22%，實用新型占78%，體現(xiàn)了本領(lǐng)域的創(chuàng)新層次不高，發(fā)明專利數(shù)量相對較少。


從各省份（地區(qū)或國家）的專利申請數(shù)量來看，廣東省在該領(lǐng)域的研究最為活躍，擁有全國近一半的專利申請，達44件。這說明廣東省在該領(lǐng)域具有全國領(lǐng)先的地位。


佛山市總共有26件關(guān)于斷電復(fù)位控溫器的專利申請，占據(jù)了該領(lǐng)域內(nèi)廣東省的絕大部分申請，甚至比整個江蘇省在該領(lǐng)域內(nèi)申請的專利更多。這體現(xiàn)了該技術(shù)領(lǐng)域的主要行業(yè)參與者均位于佛山。


從各省份（地區(qū)或國家）的專利權(quán)人的數(shù)量來看，全國總計有70個單位或者個人申請了關(guān)于斷電復(fù)位控溫器領(lǐng)域的專利，其中29個專利權(quán)人來自廣東省，同樣體現(xiàn)了廣東省在該領(lǐng)域內(nèi)全國領(lǐng)先的地位。


上表是全國專利申請數(shù)量最多的前21名申請人，是該行業(yè)的市場積極參與者，由上表可以看出該領(lǐng)域內(nèi)專利申請并不集中，每個申請人的專利數(shù)量均不多。


如上圖所示，該領(lǐng)域內(nèi)絕大部分專利已經(jīng)失效，目前仍然保持有效的專利為49件。


有效專利中廣東省占22件，在各省中占有絕對優(yōu)勢地位，遠遠超過第二名江蘇省的8件，并超過江蘇、浙江和山東的總和。

三、技術(shù)熱點和發(fā)展趨勢
在技術(shù)進步的方面，近年來試圖改變原中山大學(xué)張進修教授兩種雙金屬片復(fù)合式機械結(jié)構(gòu)，通過采用PTC（正溫度系數(shù)）元件作為發(fā)熱維持雙金屬片溫度的專利數(shù)量增多，很明顯得到了眾多廠家的追捧，這與加熱元件制造技術(shù)的改進具有很大關(guān)系。

綜合分析最近的專利文件可以得到如下啟示：

1、在1996年公開用PTC元件進行熱保持實現(xiàn)斷電復(fù)位溫控器技術(shù)的CN2289295專利后，歐一在200420046361.1中進行了改進，最近又有天朋溫控器201120536514.0和華諾溫控器201220120835.7等系列專利的公開；

2、PTC元件以往多采用PTC片，基于現(xiàn)階段已成熟發(fā)展的厚膜電路技術(shù)，自2007年有公開200720043280.X基于陶瓷基板（導(dǎo)向架）的玻璃釉膜電阻，彭建華在201220420573.6對電連接方式進行了改進，最近又有森薩特電子201320037223.6和新東南電器201320314601.0等專利的公開；

3、這種PTC元件熱保持技術(shù)在熱保護器領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用，上述兩種方案在溫控器的應(yīng)用都改進了熱保持導(dǎo)熱和電連接的技術(shù)問題；

4、PTC膜電阻方式相較于PTC片的方案，更能有效的實現(xiàn)溫控器的體積微型化、輕量化和薄型化；

近年來，基于陶瓷基體的膜電阻漿料、絲印技術(shù)、燒結(jié)工藝的技術(shù)發(fā)展，厚膜電路成為全球公認的經(jīng)濟的電熱電路方法，在產(chǎn)品的功能集成化和微型化上發(fā)揮著越來越大的作用。

但在斷電復(fù)位溫控器領(lǐng)域，厚膜電路的使用必然對氧化鋁基材成分、工藝（表面粗糙度）及成型后的調(diào)阻設(shè)備和工藝提出更高的要求，更進一步，我們認為膜電阻斷電復(fù)位溫控器的應(yīng)用推廣，能推動其他技術(shù)領(lǐng)域的行業(yè)進步，具有很強的關(guān)聯(lián)效應(yīng)。

總的來說，在這種PTC元件的斷電復(fù)位溫控器中， PTC片只能取決于本身的技術(shù)提升，而PTC膜電阻這種方式能促進漿料、絲印、燒結(jié)和調(diào)阻等技術(shù)的提升，也可能因為這些技術(shù)本身的進步得到提升。但目前在產(chǎn)品性能保障的前提下，PTC膜電阻方案對于斷電復(fù)位溫控器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的微型化是已經(jīng)取得了實質(zhì)性改進的。

而終究，斷電復(fù)位溫控器未來發(fā)展趨勢會以佛山溫控器產(chǎn)業(yè)基地[1]為主的PTC片方案為主流？還是以分散在各地的以PTC膜電阻方案為走向？

進而可以討論的是，隨著家電行業(yè)組合式產(chǎn)品日益得到市場的認可，并有部分系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)獲批列入相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂計劃，掌握組合式斷電復(fù)位溫控器行業(yè)發(fā)展趨勢和技術(shù)先機，通過持續(xù)推廣產(chǎn)品在電熱器具領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，勢必將加快組合式斷電溫控器的標(biāo)準(zhǔn)研制，以規(guī)范行業(yè)技術(shù)要求，避免無序競爭。

本文嘗試從已公開的專利技術(shù)方案的角度分析斷電復(fù)位溫控器近年來的相關(guān)技術(shù)熱點，一點淺見，希望能對行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)人員帶來小小的啟發(fā)，鑒于作者在本行業(yè)資歷尚淺，還請同行和前輩們多多指教，謝謝大家！