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複位溫控器近年來的相關技術熱點和趨勢，希望能對行業領域相關企業帶來啟發。

關鍵詞：斷電複位；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年代進入工業應用後廣泛用于日用電器領域，在國内外關于《家用和類似用途電器的安全通用要求》标準中要求必須安裝溫控器和不可複位的限溫保護元件，在家電領域屬于安全配件。

SUL148056中公開有關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，需要更換後才能使用帶有不便利性，而自動複位溫控器反複的接通、斷開影響到電器産品的壽命和能源消耗。

1個溫控器加1個手動複位溫控器的組合方式中，因為手動複位可通過人工操作實現多次使用，得到廣泛應用。更好的，為了實現這個功能，中山大學張進修教授在1986年申請的CN86103184相關專利中提出了可同時用作控溫器和非自複位限溫器的複合式（組合式）溫控器的概念，其采用特定的機械結構，使雙金屬片在速動之後，無法回到常态的位置，從而不能自動複位導通電路。但這兩種方案也都需要專業檢修人員進行人工複位。

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，在雙金屬片速動後導通旁路電阻，使之發熱，将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後的切斷電路的狀态，僅需切斷電源後即可簡單的實現複位。這種組合方式既能改進一次性熔斷器實現多次使用，又可改進需要專業檢修人員進行人工複位的手動複位溫控器的電源切斷即可複位的人性化操作。

二、斷電複位溫控器專利申請分布

對斷電複位溫控器領域的技術發展趨勢做整體分析，首先檢索本領域全部相關的中國發明和實用新型專利。檢索數據庫為CNIPR，檢索關鍵詞為：

((斷電 or 切斷 or 斷路 or 手動 or 手工 or 人工) and 複位 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))/AB and (H01H% or H02H% or G23D% or G05D%)/SIC經過人工篩選後，符合要求的檢索結果總計為102件發明和實用新型專利。

對檢索結構進行詳細分析如下。


2000年以前每年關于斷電複位溫控器的發明和實用新型專利申請數量均不超過4件，此後逐年增多，自2004年起關于斷電複位溫控器的專利申請增長較大，2012年發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。


斷電複位控溫器技術領域的發明專利占22%，實用新型占78%，體現了本領域的創新層次不高，發明專利數量相對較少。


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


佛山市總共有26件關于斷電複位控溫器的專利申請，占據了該領域内廣東省的絕大部分申請，甚至比整個江蘇省在該領域内申請的專利更多。這體現了該技術領域的主要行業參與者均位于佛山。


從各省份（地區或國家）的專利權人的數量來看，全國總計有70個單位或者個人申請了關于斷電複位控溫器領域的專利，其中29個專利權人來自廣東省，同樣體現了廣東省在該領域内全國領先的地位。


上表是全國專利申請數量最多的前21名申請人，是該行業的市場積極參與者，由上表可以看出該領域内專利申請并不集中，每個申請人的專利數量均不多。


如上圖所示，該領域内絕大部分專利已經失效，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、技術熱點和發展趨勢
在技術進步的方面，近年來試圖改變原中山大學張進修教授兩種雙金屬片複合式機械結構，通過采用PTC（正溫度系數）元件作為發熱維持雙金屬片溫度的專利數量增多，很明顯得到了衆多廠家的追捧，這與加熱元件制造技術的改進具有很大關系。

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斷電複位溫控器技術的CN2289295專利後，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，基于現階段已成熟發展的厚膜電路技術，自2007年有公開200720043280.X基于陶瓷基闆（導向架）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元件熱保持技術在熱保護器領域已得到了廣泛的應用，上述兩種方案在溫控器的應用都改進了熱保持導熱和電連接的技術問題；

4、PTC膜電阻方式相較于PTC片的方案，更能有效的實現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、燒結工藝的技術發展，厚膜電路成為全球公認的經濟的電熱電路方法，在産品的功能集成化和微型化上發揮着越來越大的作用。

但在斷電複位溫控器領域，厚膜電路的使用必然對氧化鋁基材成分、工藝（表面粗糙度）及成型後的調阻設備和工藝提出更高的要求，更進一步，我們認為膜電阻斷電複位溫控器的應用推廣，能推動其他技術領域的行業進步，具有很強的關聯效應。

總的來說，在這種PTC元件的斷電複位溫控器中， PTC片隻能取決于本身的技術提升，而PTC膜電阻這種方式能促進漿料、絲印、燒結和調阻等技術的提升，也可能因為這些技術本身的進步得到提升。但目前在産品性能保障的前提下，PTC膜電阻方案對于斷電複位溫控器産品結構的微型化是已經取得了實質性改進的。

而終究，斷電複位溫控器未來發展趨勢會以佛山溫控器産業基地[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？

進而可以讨論的是，随着家電行業組合式産品日益得到市場的認可，并有部分系列産品标準獲批列入相關國家标準的制修訂計劃，掌握組合式斷電複位溫控器行業發展趨勢和技術先機，通過持續推廣産品在電熱器具領域的廣泛應用，勢必将加快組合式斷電溫控器的标準研制，以規範行業技術要求，避免無序競争。

本文嘗試從已公開的專利技術方案的角度分析斷電複位溫控器近年來的相關技術熱點，一點淺見，希望能對行業領域相關人員帶來小小的啟發，鑒于作者在本行業資曆尚淺，還請同行和前輩們多多指教，謝謝大家！