CN101304140A - 具有突波保护功能的电源插接端 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种具有突波保护功能的电源插接端，能够解决电力系统负载切换所产生的突波(Switching Surge)、或是闪电直接或间接产生的突波(Lightning Surge)，可进一步保护电器产品遭受突波的毁损，主要以一包覆层形成于电源插头之间，该包覆层具有一中空空间，并有一电气泄放孔自中空空间贯穿包覆层，有两端子相隔一距离对设于该包覆层中，两端子的尾端分别各与插头电性相接，在瞬间高压、突波产生时利用该端子尖端放电，中空空间、电气泄放孔形成一电气泄放放电路径，以保护负载电路。

Description

具有突波保护功能的电源插接端

技术领域

本发明关于一种电源插接端，特别是利用一种具有一中空空间、端子的包覆层形成在变压器插头之间，而该包覆层与放电端子搭配可泄放瞬间高压突波的电源插接端。

背景技术

电子零件微形化下，半导体组件已成为一般电器产品或高科技产业内部的处理控制电路组件，半导体组件让电器产品的体积缩小、但是功能却大大提升。然而受限于本身特性限制，在对抗电力突波上则显得相对薄弱，因此如何有效的保护电器产品，不会因为突波的关系导致功能丧失或损坏，甚至于引致触电、失火而危害到消费者的人身安全，已成为近年来各界所关注与努力的方向。一般而言，“突波”产生主要有二：一为电力系统负载切换所产生的突波(Switching Surge)；一为自然界所产生的，如闪电直接或间接击中建筑物所产生的突波(Lightning Surge)。不论是负载切换或是闪电产生的突波，都可能对室内的电器产生不同程度的影响，轻则损害电器产品，重则造成家电短路或引发火灾。

在电器或是电力系统中常见的是以保险丝或是无熔丝开关来作为瞬间高压或是过载时的电器产品断路保护，而前述组件反应时间约在2毫秒(ms)内，但突波的产生却是以微秒(us)的极短瞬间，在常见保护组件尚不及反应情况下，突波所产生的能量已损害电器产品。

以往加诸在产品上具有突波保护功能的技术可以参考台湾专利公告第518808号《设有突波保护电路的电源插座模块》，特色是在电源线插座里面设置一突波保护电路，以并联的方式电连接于该电源线插座的二交流电极间，该突波保护电路可用来消除该二交流电极间的电突波(electric pulse)。该突波保护电路实际上在说明书本文、权利要求第4项及第5项进一步说明，包含有一变阻器(varistor)以及一电流保险丝以串联的方式电连接于该二交流电极间，其中当该二交流电极间的电突波的电压超过一预定值时，该变阻器会导通以消除该电突波，若该变阻器导通时的电流超过一预定值时，该电流保险丝会被熔断。或以一发光二极管(light emitting diode)电路停止发光以显示该突波保护电路已损坏。

另外可以参考台湾专利公告第M297037号《具保护装置的雷击保护器》，其特色如说明书本文及权利要求第1项所提到的雷击保护组件及尖端放电模块，当突波电压高于尖端放电模块的设定电压时，雷击保护组件即启动。

故，举上述两习知具有突波保护效果的原理，主要在于有一核心组件“变阻器(Varistor)”(或如雷击保护组件)，该变阻器会根据跨接在组件两端的电压而改变其电阻值，应用此一原理的技术在正常电压的时候，变阻器的电阻值很高，然而随着电压上升到一定值时，电阻值会在很短的时间内急速下降，一般来说反应时间大约是几个毫微秒(ns)。因此当变阻器应用在突波保护时，会并联在电器产品的前端，如此一来，当供给正常操作电压时，变阻器被视为开路的状态；但是当电压异常升高的时候，却可为短路的状态，将能量挡在电器产品的前面，突波便不会对电器产品产生影响。

如前所述，该以往突波保护设计上具有改善的空间，在本发明人潜心研究下，提出以下进步特征的具有突波保护功能的电源插接端。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种在电源插接端部位，如：变压器、充电器的插头两端形成一具有放电端子以及中空部位的包覆层，利用该包覆层的结构特性产生电气泄放效果，以防止电器产品遭受突波而损毁。

本发明次一目的在于将突波保护功能利用小组件形式，直接形成在电器产品的电源插接端部位，故可依照不同地区如：两脚扁型插头、八字扁脚型的电源插头形式，将符合插座形式规格的组件直接套合在电源插接端内部。

本发明再一目的在于依据耐压规格不同，具有突波保护功能的包覆层的中空空间形式以及放电电极结构形式的设计可以稍作变化，以符合不同使用需求。

本发明具有突波保护功能的电源插接端，包括有：一包覆层，形成于电源插头之间，该包覆层具有一中空空间，并有一电气泄放孔自中空空间贯穿包覆层，有两端子相隔一距离对设于该包覆层中，两端子的尾端分别各与插头电性相接。在瞬间高压、突波产生时利用该端子尖端放电，中空空间、电气泄放孔即形成一电气泄放放电路径，以保护电器产品。

该包覆层，可由一盖体以及一具有预定凹槽的料件所构成，两者以覆盖的方式进行覆合，而该料件可将原插头与端子一并包覆。该盖体覆盖于料件的凹槽面上，使该凹槽部位因盖体覆盖而成为中空空间，该具有预定凹槽的料件则设置在一平面上，电气泄放孔形成的位置在料件上或盖体上均可。

另外，上述料件的凹槽的形状可为多样式变化，一般根据安规标准、耐压不同可分为弧型、矩形设计，以符合突波保护器的结构审查与电气相关的安全测试。

再者，本发明所述的端子尖端形状也可为多样式变化，也可根据安规标准、耐压不同分为尖端电极、矩形电极，与中空空间相互配合进行设计，以符合突波保护器的结构审查与电气相关的安全测试。

本发明在与先前技术相较之下，将原本要将突波保护电路以并联的方式电连接电源线插座的二交流电极间予以简化，避免繁复的接线，并且提出一种新的结构，在电源插接端的部分增设具有突波保护功能的包覆层与放电电极，产生一电气泄放放电路径，以防止静电、突波。

以下将配合图式说明本发明的实施例，下述所列举的实施例仅用以阐明本发明，并非用以限定本发明的范围，任何熟习此技艺者，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

附图说明

图1为本发明所应用在电源插接端的第一实施例外观图；

图2为图1另一角度外观图；

图3为第一实施例分解图；

图4为第一实施例部分结构分解图；

图5为第一实施利部分结构结合图；

图6为本发明所应用在电源插接端的第二实施例外观图；

图7为图6另一角度外观图；

图8为第二实施例分解图；

图9为第二实施例部分结构分解图；

图10为第二实施利部分结构结合图。

主要组件符号说明

10电源插接端	11电源插头
		12介间层	121插接孔
13壳体	14电路板
		141电子组件	15盖体
151卡榫	152电气泄放孔
		16底座	17料件
17a第一区域	17b第二区域
		17c第三区域	171凹槽
18端子	181放电尖端
		60电源插接端	61电源插头
62介间层	621插接孔
		63壳体	64电路板
641电子组件	65盖体
		651卡榫	652电气泄放孔
66底座	67料件

671凹槽	672电气泄放孔
		68端子	681放电尖端

具体实施方式

请参考图1以及图6所示，为举例本发明所应用在电源插接端的外观图，通常，此类型电源插接端10、60，如：变压器，其应用面广泛，例如：行动电话充电座的电源供应。而图1为八字扁脚型的电源插头11设计，图6为我们一般常见的两脚扁型电源插头61规格，而本发明后述所举实施例的包覆层结构是装设在该电源插接端10、60的电源插头11、61内部，分别可隐藏于图1及图6的介间层12、62处，此部分可参阅图2及图7的另一角度图示，在实施例中，可了解包覆层并不需要焊接在原电源插接端(变压器)的电路板上，而是直接设在电源插接端10、60内部介间层12、62壳体上，自成一独立单位。本发明的应用面也可扩及一般的电源插头，仅需在电源插头内另寻一适当空间，其原理相同。

首先参考图1的第一实施例，在说明本实施例同时，请同时参阅与图1相对应的图2另一角度图、图3的分解图、图4的部分结构分解图以及图5的部分结构结合图。将图1实施例电源插接端10拆解，可得图3电源插接端10的分解示图，本实施例中插头11形式为八字扁脚型，该组成包括有一壳体13，具有数电子组件141的电路板14将被嵌设在该壳体13中，一盖体15将顶抵于电路板14并覆盖在底座16所形成的介间层12中，该盖体15并与设置在电源插头11处的料件17相搭配，成为具有中空空间形态的包覆层。

请参阅图4部分分解图将更为了解，于介间层12内部所形成的包覆层，是一盖体15以及一具有预定凹槽171的料件17所构成，本实施例的盖体15呈现近似三角形状，以配合八字扁脚型的电源插头11设计，该盖体15具有卡榫151(由图5可知)，该卡榫151可与在介间层12设置的插接孔121对准进行扣合，藉由上述动作使盖体15以及料件17以覆盖的方式为之覆合，形成所谓的包覆层。而该料件17具有一预定内/外形以及凹槽171，藉以可将原电源插头11与端子18一并包覆在料件17内，而盖体15上具有对准凹槽171中央而设置的电气泄放孔152。

对于本发明必须进一步说明该料件17。该料件17可区分为三区域，料件17中具有对称的第一区域17a为容纳插头11的部位、料件17中具有对称的第二区域17b紧邻第一区域17a为可容纳端子18的部位，使端子18与插头11电性接触，此方式对电路设计而言，即为电路上并联一高压放电组件、第三区域17c则具有一凹槽171，使端子18的放电尖端181露出于该凹槽171中，并于适当距离呈现两端子18相对状态。端子18裸设于凹槽171中，在瞬间高压之下具有尖端放电效应，两个放电尖端181的相隔距离不应大于凹槽171直径。该凹槽171的部位形状多样变化，一般依据耐压不同可分为弧型、矩形，且可根据安规标准进行设计，以符合突波保护器的结构审查与电气相关的安全测试，此部分后续将会有进一步说明。

请参阅图5所示，为本发明所述包覆层的上视图。将盖体15覆盖于料件17的面上，主要为覆盖在凹槽171面上，使该料件17的第三区域17c、也就是凹槽171因盖体15覆盖而成为一中空空间，而盖体15上的电气泄放孔152正对该凹槽171中央。故，外界产生的突波自插头11部位进入端子18后，由端子18的放电尖端181放电后由中空空间、电气泄放孔152形成一电气泄放放电路径，于产品的前段电路即将突波消除，以保护产品遭静电、突波损及。

本发明所应用原理是在强电场作用下，物体表面曲率愈大的地方，如：尖锐、细小物的顶端等电位面密，电场强度剧增，致使它附近的空气被电离而产生气体放电。而放电尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。故产生尖端放电的现象，除了要有够高的电压外，还必须有适当的物体表面形状配合，如：本发明的中空空间内部沿面，而透过瞬间升压将正电短路，并透过电气泄放孔152将电荷释出。

本发明所述的包覆层具有三项可变化的要件，第一为盖体与料件所构成中空空间的形式能够为矩形或弧形；第二为端子的前端放电部位的形式能够为矩形端子或是尖端；第三为端子放电部位的尖端间距可调整。本发明主要技术特征仍在于具有一包覆层，该包覆层内部以放电端子并接在插头端，而高压的突波产生时，由中空空间内、电器泄放孔、外界即形成一电气泄放放电路径，使突波所产生的高压电气进行泄放。

再请参考图6的第二实施例，在说明本实施例同时，请同时参阅与图6相对应的图7另一角度图、图8的分解图、图9的部分分解图以及图10的部分结合图。将图6实施例电源插接端60拆解，可得图8电源插接端60的分解图，本实施例中插头形式为本国常见两脚扁型电源插头61规格，该组成与第一实施例同样包括有一壳体63，具有数电子组件641的电路板64将被嵌设在该壳体63中，一盖体65将顶抵于电路板64并覆盖在底座66所形成的介间层62中，该盖体65并与设置在电源插头61处的料件67相搭配，成为具有中空空间形态的包覆层及具有一电气泄放孔652。

与第一实施例不同处，在于本实施例所采用的电源插头61为两脚扁型，如图9所示该介间层62内部所形成的包覆层，是由一盖体65以及一具有预定凹槽671的料件67所构成，第二实施例的盖体65呈现矩形以配合两脚扁型的电源插头61设计，该盖体65具有卡榫651(由图10可知)，该卡榫651可与介间层62设置的插接孔621对准进行扣合，藉由上述动作使盖体65以及料件67以覆盖的方式为之覆合，形成所谓的包覆层。而该料件67具有一预定外形以及凹槽671，藉以可将原电源插头61与端子68一并包覆在料件67内，而料件67上具有一电气泄放孔672。

电气泄放孔在两个实施例中分别设置于盖体及料件上两个不同位置，目的在于说明无论电气泄放孔位于所形成中空空间任一位，均可使突波藉以消除。另外，本实施例料件的设计与第一实施例相同，仅在外型上的差异，故不予赘述。

所以请参阅图10时可以清楚了解，盖体65覆盖于料件67的面上，主要为覆盖在凹槽671面上，使该料件67因盖体65覆盖而形成一中空空间和一电气泄放孔652，而料件67与该盖体65接触的边缘处将形成一电气泄放孔672。故，外界产生的突波自插头61部位进入端子68后，由端子68的放电尖端681放电后由形成的中空空间、电气泄放孔672即形成另一电气泄放放电路径，于产品的前段电路即将突波消除，以保护产品遭静电、突波损及。

Claims (12)

1、一种具有突波保护功能的电源插接端，设置在电源插头间，可泄放高压产生的突波，保护电器产品遭受突波的毁损，包括有：

设有一具备预定凹槽的料件于电源插头间，并将该电源插头包设于该料件之中，凹槽并具有一电气泄放孔；

相隔一距离二端子嵌设于料件内，该二端子的各一端于料件的凹槽内相对，另各一端分别与电源插头电性接触；

一可覆盖于该料件上的盖体；

藉由盖体及料件的覆合而形成一中空空间，突波产生时，藉端子放电后由中空空间、电气泄放孔形成一电气泄放放电路径，以保护产品而免遭损及。

2、如权利要求1所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该盖体一面上具有至少一卡榫，该卡榫可与介间层设置的插接孔对准进行扣合。

3、如权利要求1所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该料件具有一第一区域、一第二区域及一第三区域，第一区域为容纳插头的部位、第二区域紧邻第一区域为可容纳端子的部位，使端子与插头电性接触、第三区域则具有一凹槽，该端子露出于该凹槽中，并于适当距离呈现两端子相对状态。

4、如权利要求1所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该中空空间为矩形或弧形之其一。

5、如权利要求1所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该端子于中空空间的型态为矩形放电端、尖端放电端之其一。

6、如权利要求1所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：具有一介间层可容纳料件、盖体以及端子。

7、一种具有突波保护功能的电源插接端，设置在电源插头间，可泄放高压产生的突波，保护电器产品遭受突波的毁损，包括有：

设有一具备预定凹槽的料件于电源插头间，并将该电源插头包设于该料件之中；

相隔一距离二端子嵌设于料件内，该二端子的各一端于料件的凹槽内相对，另各一端分别与电源插头电性接触；

一可覆盖于该料件上的盖体，该盖体上具有一电气泄放孔；

藉由盖体及料件的覆合而形成一中空空间，突波产生时，藉端子放电后由中空空间、电气泄放孔形成一电气泄放放电路径，以保护产品而免遭损及。

8、如权利要求7所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该盖体一面上具有至少一卡榫，该卡榫可与介间层设置的插接孔对准进行扣合。

9、如权利要求7所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该料件具有一第一区域、一第二区域及一第三区域，第一区域为容纳插头的部位、第二区域紧邻第一区域为可容纳端子的部位，使端子与插头电性接触、第三区域则具有一凹槽，该端子露出于该凹槽中，并于适当距离呈现两端子相对状态。

10、如权利要求7所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该中空空间为矩形或弧形之其一。

11、如权利要求7所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：该端子于中空空间的型态为矩形放电端、尖端放电端之其一。

12、如权利要求7所述的具有突波保护功能的电源插接端，其特征在于：具有一介间层可容纳料件、盖体以及端子。

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