誘電泳動力を用いたゲル・固体ハイブリットPTC限流素子の基礎研究

利用介电泳力的凝胶/固体混合PTC限流装置的基础研究

• 批准号: 14655109
• 负责人: 大塚 信也
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655109/
• 关键词: 誘電泳動力; 限流; スイッチング; オフ抵抗; オン抵抗; PTC; PTC限流素子; ゲル状マトリックス; 部分放電特性; 高周波電源

本研究は、マトリックスに液体あるいはゲル状材料を、導電性フィラーには固体導電性粒子を用いるハイブリッドPTC (positive temperature coefficient)限流素子の開発・実用化に向けた先導研究である。即ち、従来の固体マトリックスに代わり液体あるいはゲル状マトリックスと固体導電性粒子によりハイブリッドPTC限流素子を構成し、導電性粒子の蒸発・散開による限流動作ならびに誘電泳動力を用いて導電性粒子を効率よく自動的に電極間に捕集することで通電状態を繰り返し実現しようとする独創的な発想に基づくものである。本年度は、このオフ状態からオン状態への誘電泳動力に基づく自己復帰機構を実験的に検証し、この自己復帰機構を特徴とする限流素子を特許出願した。また、本素子はオン抵抗が低く、オフ抵抗が大きく、且つ両抵抗特性を両立(オフ/オン抵抗比を大きく)することが重要であるが、素子基板材料を変更することによりオフ抵抗をこれまでより1〜2桁上昇させることができ、オフ/オン抵抗比を従来の10倍以上改良することができた。また、オン状態の粒子接触状態を観測し、オン抵抗は粒子間の接触抵抗に強く依存することが示されたことから、オン抵抗低減には接触抵抗を如何に効果的に低減できるかがカギになることがわかった。なお、本原理とその実験結果を電気学会の九州支部大会で発表したところ論文発表賞を受賞するなど一応の評価をいただいた。

This study is a pilot study on the development and application of PTC (positive temperature coefficient) current limiting elements for liquid and conductive solid particles. That is to say, solid particles from all over the world can be replaced by liquid particles, solid conductive particles can be replaced by PTC current limiting elements, conductive particles can be evaporated and dispersed, current limiting action can be induced, electrophoretic power can be used, conductive particles can be trapped automatically between electrodes, current state can be returned, and original ideas can be realized. This year, the current limiting element of the current state transition state transition The resistance of the substrate is low, the resistance is high, and the resistance characteristic is high (the resistance ratio is high). The material of the substrate is changed. The resistance ratio is 1 ~ 2. The resistance ratio is improved by more than 10 times. The contact state of particles is measured, and the resistance is determined by the contact resistance between particles. The results of this study were presented at the Kyushu Branch Conference of the Chinese Academy of Sciences.

项目成果

誘電泳動力による自己修復性限流ヒューズのスイッチング動作検証とOn-Off抵抗特性の検討

利用介电泳力验证自愈式限流熔断器的分断动作及通断电阻特性检查

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第57回電気関係学会九州支部連合大会論文集
• 作者: Y.Yamaguchi;J.Furusho;S.Kimura;K.Koyanagi;安倍俊富;安倍俊富
• 通讯作者: 安倍俊富

特許権

专利权

• 发表时间: 2018

Switching Phenomena of a New Type PTC Device as a Reusable Current-limiting Fuse Operated by Dielectrophoresis

新型介电电泳可重复使用限流熔断器PTC器件的开关现象

• 发表时间: 2004
• 期刊: 2004 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP2004)
• 作者: J.Zhang;J.Furusho;M.Uda;T.Yamaguchi;中岡將吉;S.Ohtsuka
• 通讯作者: S.Ohtsuka

誘電泳動現象を用いた自己回復性スイッチング素子開発に関する検討

利用介电泳现象开发自修复开关元件的研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第35回電気電子絶縁材料システムシンポジウム予稿集
• 作者: Y.Yamaguchi;J.Furusho;S.Kimura;K.Koyanagi;安倍俊富
• 通讯作者: 安倍俊富