CN101118825A - 带有可维修接头的熔断器系统 - Google Patents

Abstract

一种既具有不可维修熔断器，也具有可用来选择安装可维修熔断器的熔断器端子系统的熔断器系统。在安装时，此可维修熔断器可提供与不可维修熔断器平行的电流通路。

Description

带有可维修接头的熔断器系统

参见相关申请

本申请要求承认在先的美国临时专利申请60/834591的优先权，标题为“FUSES WITH SERVICEABLE CONNECTIONS”，提交日期2006年8月1日，此处援引其整个内容作为参考。

技术领域

本发明一般涉及熔断器(熔丝)系统，具体涉及带有不可维修接头和在需要时提供可维修熔断器的可维修接头的电熔断器系统。

背景技术

熔断器通常用于各种产品中来保护电气元件和接线避免接受不然会损害受保护元件和接线的意外的高电平电流。具体言之，熔断器在电路中位于电源和受保护元件或接线中间。当熔断器遇到超过阈值电流电平(该具体熔断器的额定电流)时，熔断器就“熔断”，从而使电源与受保护接线或元件断开。这样，受保护元件或接线就可以避免经受意外的高电平电流。

很多配电中心，如用于摩托车的配电中心，使用松动的或可更换的熔断器来保护电气元件或接线。这些可更换熔断器有各种不同的尺寸和各种不同的电流处理能力，并且一般是根据熔断器要保护的电路承载的电流的要求来选择。熔断器一般安装在系统的两个端子中间的可触及的位置。如果此种普通的可维修熔断器在现场熔断，可以由用户或服务人员，比如，在摩托车的情况下，由修车厂的机工，使用类似的熔断器替换。在以下的专利文献中可发现可替换熔断器的例子：美国专利证书号5346411，标题为“Tap-In Blade Fuse”；美国专利证书号2527160，标题为“Plug Type Fuse”；以及美国专利证书号3581262，标题为“Safety Fuse With Glass Coating On FusiblePortion”。此种可替换熔断器的优点是在需要替换时随时可供用户或机工使用。当待换熔断器位于可触及位置时，很容易取下更换，并且因此在本说明书中称其为“可维修熔断器”。

作为上述可维修熔断器的替代方案，某些配电中心使用不可替换或“不可维修熔断器”来保护电气元件和接线。不可替换熔断器通常在制作时集成于线路板之中，不更换整个线路板就无法替换或维修。在以下的专利文献中可发现不可替换熔断器的例子：申请号2005233515，标题为“Method Of Etching A Semiconductor Device”的美国专利申请；申请号2003205777，标题为“Integrated Fuse WithRegions Of Different Doping Within The Fuse Neck”的美国专利申请；美国专利证书号5552757，标题为“Surface-Mounted FuseDevice”；美国专利证书号5923239，标题为“Printed Circuit BoardAssembly Having An Integrated Fusible Link”；以及德国专利号3723832，标题为“Printed Circuit With An Integrated Fuse”。在本发明中所指的“不可维修”熔断器包括本来是可以替换的，但由于其在系统中的物理位置而不可替换的(即其位置不可触及)。

虽然可维修熔断器是可方便替换的，但与使用不可维修熔断器比较，对于原始产品的制造商而言其成本是很高的。对于制造商而言可维修熔断器比不可维修熔断器成本更高。另外，可维修熔断器必须或者使用手工方式，或者使用机器物理安装于配电中心组件中的端子之间，从而使生产过程另外增加步骤和成本。即使是在自动完成安装的场合，自动化过程中的不同步骤，如为自动插入设备手工装载供应管子，仍然需要手工执行。另一方面，不可维修熔断器对于制造商而言成本较低，并且不要求任何特别的处理或固定。然而，当此种不可维修熔断器熔断时，机工或用户不可能独自迅速而花费很小就将熔断器更换。相反，当不可维修熔断器熔断时，必须更换整个器件或电路板(其上安装有该不可维修熔断器)。于是，更换一个不可维修熔断器(即更换整个电路板)比更换一个可维修熔断器的花费要贵得多。

结果，在电气系统中设计熔断器时就存在两难抉择的问题。对于制造商而言在生产时选择不可维修熔断器代替可维修熔断器在节约生产成本上可能有利。但是，在维修时遇到不可维修熔断器就比遇到可维修熔断器不利，因为修理费用将更高。于是，选择不可维修熔断器将会增加保修成本和用户的不满。因此，回顾以往，如果熔断器从来不熔断，不可维修熔断器更合算，但是，如果在电气系统的使用寿命中熔断，则可维修熔断器更合算。

在本说明书中提出的具体实施方式意欲解决此两难抉择问题。从下面提供的详细描述可清楚了解本发明的其他应用领域。应该了解，在介绍本发明的优选实施例时，其详细描述和具体例子都只是为了举例说明，因为对于技术人士而言，从详细描述出发在本发明的精神和范围内各种改变和变型是显而易见的。

发明内容

本申请揭示一种既具有不可维修熔断器，也具有可用来选择安装可维修熔断器的熔断器端子系统的熔断器系统。此熔断器端子系统具有用来有选择地将不可维修熔断器与可维修熔断器并联的第一和第二端子。

附图说明

下面参考附图借助示例对本发明的实施方式予以详细描述。

图1A为示例性熔断器系统的透视剖视图，其中用来保护电气系统元件的印刷板类型的不可维修熔断器(未图示)与用于可维修熔断器的熔断器端子系统并联，并示出可维修熔断器。

图1B为示于图1A中的具有表面安装的不可维修熔断器的另一熔断器系统的透视图。

图2为示出图1A和1B的示例性熔断器系统的熔断器端子上的易碎材料的侧视图。

图3为带有以假想线示出的外壳的图1A的示例性熔断器系统的上视图。

图4为带有以假想线示出的外壳的图1A和3的示例性熔断器系统的正视图。

图5为带有安装了可维修熔断器的图1A、3和4的示例性熔断器系统的正视图。

图6A为保护本地电气元件的示例性熔断器系统的示意图。

图6B为保护远方电气元件的示例性熔断器系统的另一示意图。

图6C为示例性熔断器系统的另一示意图，其中不可维修熔断器保护本地电气元件，而熔断器端子系统位于电气元件的远方。

图7为保护多个远方电气元件的示例性熔断器系统的示意图。

图8为具有在本地保护多个电气元件的不可维修熔断器的示例性熔断器系统的示意图，其中每个不可维修熔断器在电力分配位置都具备一个用于可维修熔断器的远方熔断器端子系统。

具体实施方式

本申请揭示一种既具有不可维修熔断器，也具有可用来选择安装可维修熔断器的熔断器端子系统的熔断器系统。此熔断器端子系统具有用来有选择地将不可维修熔断器与可维修熔断器的第一和第二端子并联。“不可维修熔断器”，在大多数实施方式中，是集成于线路板之中的不可替换熔断器，但也可以是难于维修的其他类型的熔断器，比如尤其是在需要替换时机工或用户不能接触的可替换类型熔断器。熔断器端子系统构建成为与可替换熔断器一起使用，此种可替换熔断器通常用于摩托车应用中或消费电子器件中，此处称其为“可维修熔断器”。

下面参考附图，其中在几个示图中从头到尾类似的标号表示类似或相应的部件并且示出实施例。图1A和3-5示出保护一个电气元件(未图示)的示例性熔断器系统10，其构成可包含电气装置、电路或电线。此熔断器系统10既包含(i)置于电接点22和24之间的不可维修熔断器20，也包含(ii)用来选择连接可维修熔断器30的由端子16和18构成的端子系统。端子16和18可分别与接点22和24进行电联系。熔断器系统10的用途一般是用来在电源(未图示)和受保护的电气元件中间与端子22和24电连接。熔断器系统10可组装在电路板12，如印刷电路板，之内。正如在本说明书中下面所述，电路板12可以只供熔断器系统10使用，可以支持附加的熔断器组件或支持受到熔断器系统10保护的电气元件。

在示于图1A和图3-7中的实施例中，不可维修熔断器20是印刷电路板上的一个图形，其构造为在流过不可维修熔断器20的电流超过预定的阈值电流电平时将会熔断而使受保护元件与电源断开。熔断器20的预定电流阈值或“额定值”，比如，可通过调节熔断器20的图形宽度和/或形状来达到。

图1B示出的是与图1A的熔断器系统10类似的另一示例性熔断器系统10’，除了图1B中的不可维修熔断器20’是表面安装到电路板12’的低价表面安装熔断器之外。正如技术人士可以理解的那样，可示于各种其他类型的不可维修熔断器来代替不可维修熔断器20(图1A)或不可维修熔断器20’(图1B)以便与使用可维修熔断器相比降低熔断器系统的原始生产成本。

示于图1A中的示例性熔断器端子系统(即端子16和18)可表面安装于电路板12或通过将端子引线14插入到电路板12安装于电路板12，如图2和图4所示。熔断器端子系统构建成为可通过熔断器刀片32和34接受可维修熔断器30并与其电连接。当安装就位时，可维修熔断器30与不可维修熔断器20电并联。

图2示出示于图1A和1B中的示例性端子16和18的更详细的示图。端子16和18每一个分别具有借助弹性接受和固定熔断器刀片32和34的指部36和38(见图1A和1B)，并且与刀口接合以提供与可维修熔断器30的电连接。端子16和18中的至少一个可具有在指部36和38中间延伸的易碎材料的腹板40。当可维修熔断器30插入到指部36和38中间时，此腹板40被可维修熔断器30的熔断器刀片32和34破坏，如图5所示。破坏的腹板40可提供视觉显示可维修熔断器30已经应用于熔断器系统10中。此显示在以下场合可能有用：如果在对电气元件进行维修期间或维修之后，用户或维修机工不记得是从此熔断器系统10还是另一熔断器系统的熔断器端子组件中取下替换件或可维修熔断器30。虽然在图1A-5中示出的是一种具体类型的熔断器端子系统和可维修熔断器，但其他类型的各种公知熔断器端子系统和可维修熔断器也可以用来取代之。

如图3和4所示，熔断器系统10可包含一个盖板50，此盖板50与电路板12一起形成外壳或壳体。盖板50可以与制造商作为原始器件提供的用来保护通常与可维修熔断器30一起使用的端子组件的盖板类似。此盖板50可覆盖多个熔断器系统10或10’或与电路板12相关联的其他元件。此盖板50具有槽52和54，其大小可容许可维修熔断器30的熔断器刀片32和34通过其中延伸。

可在盖板50制造时在模制过程中形成的材料的腹板56可以通过槽口或孔口52或54中的至少一个提供。如图5所示，当可维修熔断器安装于端子组件中时，此腹板56会被替换件或可维修熔断器30的熔断器刀片32或34中的一个所破坏。优选是上述并示于图2和3中的腹板40可以附加用于或替代示于图3和4中的腹板56以提供一种视觉显示来表示在某时可维修熔断器30曾经使用于熔断器系统10。

于是，在使用时，上述的熔断器系统10或10’首先依靠不可维修熔断器20或20’来防护意外的高电流的作用。如果并且当不可维修熔断器熔断时，可以通过在熔断器端子系统(端子16和18)中安装可维修熔断器30而很容易地将其“替换”。如果此不可维修熔断器永不熔断，就根本不需要安装可维修熔断器。这样一来，制造电气系统的初始成本与必须在开始时安装可能永远不会熔断的可维修熔断器相比就会降低，而同时熔断器端子系统可提供比较方便和低成本的(以可维修熔断器)“替换”熔断的不可维修熔断器而不必更换整个电路板。

图6A、6B、6C、7和8示出可以以各种方式将示于图1A和1B中的熔断器系统10和10’安排在电路板上的电路图。如图6A、6B、6C、7和8所示，熔断器系统110或210(与图1A和1B中的熔断器系统10和10’相当)可用来在本地由熔断器系统保护电气元件，也可以从远方进行保护。比如，如图6A-6C所示，电气元件100由包含不可维修熔断器120(如上述的不可维修熔断器20或20’)的熔断器系统110保护。此熔断器系统110还包含一个具有端子116和118(如上述的端子16和18)的熔断器端子系统。端子116和118适合接受可维修熔断器(未图示)，如上述的可维修熔断器30，以便在不可维修熔断器熔断时与不可维修熔断器120电并联。

在图6A所示的实施例中，元件100可安装在与安装不可维修熔断器120及端子116和118的同一电路板112上。在图6B所示的实施例中，此不可维修熔断器120可安装在与安装端子116和118同一电路板112上，但电路板112相对电气元件100也可以是位于远方。在图6C所示的实施例中，不可维修熔断器120可以是包含电气元件100的组件102的一部分，并且位于与端子116和118远隔之处。

在如图7和8所示的某些实施例中，熔断器系统210用来保护位于距离公共电路板212，如配电中心，远方的多个电气元件100和200是有利的。如图7的实施例所示，电路板212可具有与电气元件100串联并保护电气元件100的第一不可维修熔断器120和与电气元件200串联并保护电气元件200的第二不可维修熔断器220。图7的电路板212的构成还包含具有与第一不可维修熔断器120并联的端子116和118的第一熔断器端子系统和具有与第二不可维修熔断器220并联的端子216和218的第二熔断器端子系统以便在需要时分别接受可维修熔断器(未图示)来保护位于远方的元件100和200。另外，如图8的实施例所示，公共电路板212可支持端子116、118、216和218，而可维修熔断器120和220可位于相对电路板212的远方。具体言之，可维修熔断器120和200可与其保护的电气元件100和200配置在一起。

应该了解，上述描述是示例性的，而非限制性的。很多与此处提供的示例不同的替代方案或应用对于阅读了上述描述的技术人士是显而易见的。本发明的范围应当不是参考上述描述而决定，而是应当参考后附的权利要求与此种权利要求授权的等效内容的全部范围一起决定。应该预期和力求未来的发展将出现在此处讨论的技术中，并且揭示的系统和方法将与此种未来示例相结合。总而言之，应该了解，本发明可以改型和改变，并且只受下面的权利要求的限制。

本发明的实施例已经具体示出和描述，这些实施例只是最佳模式的演示。技术人士应该了解，不脱离由下面的权利要求确定的精神和范围可以在实践权利要求中使用此处描述的实施例的各种替代方案。其意图为下面的权利要求确定本发明的范围，并且在这些权利要求及其等效物的范围内的方法和装置由其覆盖。此描述应该理解为包含使用的新的和此处描述的元素的不明显的组合，并且权利要求可以在这一或以后对新的和这些元素的不明显的组合提出申请。此外，上述实施例是演示性的，并且任何一个特点或元素对这一或以后的所有可能的组合都非必需。

在权利要求中使用的全部术语是以其最广义的合理结构给出，并且其原始意义为技术人士所了解，除非就此另行明确给出相反指示。具体言之，使用单个冠词，如“一个”、“该”、“所述”等等应该读作叙述的是一个或多个指示的元素，除非权利要求的叙述给出相反的明显限制。

Claims (15)

1.一种熔断器系统，包括：

不可维修熔断器；以及

熔断器端子系统，具有构造为有选择地接纳与不可维修熔断器电并联连接的可维修熔断器的第一和第二端子。

2.如权利要求1所述的熔断器系统，还包括：

第二不可维修熔断器；以及

第二熔断器端子系统，具有用来有选择地将可维修熔断器与第二不可维修熔断器电并联连接的第三和第四端子。

3.如权利要求1所述的熔断器系统，还包括一个外壳，该外壳封闭不可维修熔断器并使熔断器端子系统暴露以容许从外壳外部连接可维修熔断器。

4.如权利要求1所述的熔断器系统，其中不可维修熔断器是固态装置。

5.如权利要求1所述的熔断器系统，其中不可维修熔断器是印制在电路板上。

6.如权利要求1所述的熔断器系统，其中不可维修熔断器是表面安装在电路板上的不可替换熔断器。

7.如权利要求1所述的熔断器系统，还包括一个指示是否可维修熔断器曾经连接到熔断器端子系统的指示器。

8.如权利要求7所述的熔断器系统，其中指示器是位于熔断器端子系统上的易碎材料，在可维修熔断器与熔断器端子系统相连接时除去。

9.如权利要求7所述的熔断器系统，还包括：

一个外壳，至少部分地封闭熔断器端子系统，此外壳具有至少一个孔口容许可维修熔断器的一部分通过其进入外壳；以及

其中指示器是穿过至少一个孔口延伸的易碎材料，此易碎材料在可维修熔断器的至少一部分通过时破碎。

10.一种电气系统，包括：

至少具有一个电气元件的电路；

与至少一个元件串联的不可维修熔断器；以及

具有用来有选择地使不可维修熔断器与可维修熔断器电并联连接的第一和第二端子的熔断器端子系统。

11.如权利要求10所述的系统，其中熔断器端子系统在物理上远离至少一个电气元件。

12.如权利要求10所述的熔断器系统，其中电气元件和不可维修熔断器两者都在物理上远离熔断器端子系统。

13.如权利要求16所述的熔断器系统，其中熔断器系统包含一个外壳和在外壳内部的不可维修熔断器，并且熔断器端子系统在外壳外部。

14.一种保护电气元件不受电源提供的高于阈值的电流的作用的方法，包括：

将不可维修熔断器连接在电源和电气元件中间；以及

提供第一及第二端子使得第一及第二端子中间的电连接产生与不可维修熔断器平行的电流通路。

15.如权利要求14所述的方法，还包括在不可维修熔断器熔断之后将可维修熔断器安装在第一及第二端子中间的步骤。

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