CN109687420B - 安装空间有限的过压保护模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安装空间有限的过压保护模块，包括至少两个电流支路，两个电流支路并联并分别设置有过压保护元件，所述保护模块连有本地多级显示器，用于显示运行状态、报警状态和故障状态，所述并行接通的过压保护元件在与电路板导体电路处于电气连接的同时，通过热力变软被粘附地布置在所述电路板上，与第一过压保护元件相对应有第一蓄力装置，与第二过压保护元件相对应有第二蓄力装置，蓄力装置在焊接状态下向过压保护元件与所述电路板的表面平行地施加作用力，从而在过压保护元件在热力附着软化的情况下，相关的过压保护元件被横向位移，中断与所述电路板的电气连接，第二个过压保护元件的电气连接的中断始终作为故障状态被通报，第一个过压保护元件的电气连接的单独中断则作为报警状态被通报。

Description

安装空间有限的过压保护模块

技术领域

本发明涉及一种安装空间有限的过压保护模块，过压保护模块具有并联的两个电流支路，电流支路内具有过压保护元件。

背景技术

由电气工程的众多领域已知，为了保护设备和/或用电装置要设置保护装置。

其中，除了防止例如由于过强的电流通量而热力过载以外，过压保护已经变得越来越重要。

其中，过压可具有不同的原因。例如它可能是在电网中通过负荷的接通、但或者可能是通过静电放电、就像如雷雨而引起的，在此仅列举一些示例。

但过压保护装置也可能具有错误运行。

尤其是电子元器件的超载可能导致，它们在额定运行范围以外工作。例如在受损元器件上由于降低的元件绝缘阻抗所引起的效能转化导致所不容许的变热。如果所述元器件的所不受容许的变热没有加以阻止，例如就可能导致周围材料的损坏、笑气的产生和/或导致火灾。分别根据所使用的元器件，还可能形成爆炸式的损毁。

为了避免这样，所述元器件在过去已经配属有温度保险装置，以便能够在特定的变热的情况下实现切断。

但由于热力耦合能力有限，这种布置对于很快的变热过程而言并不适合。

另外，信号装置通过这种方式难以实现。

在测控技术中，这些过压保护元件通常被集成在保护模块内。这些保护模块通常可被布置在载流条上。其中，安装空间就有着严格的控制。

但所有这些装置的共同之处在于，在所述温度保护装置的断开以及所述过压保护元件的随之而来的隔离之后，就失去了对于过压的防护功能。

但在大型设备中，无防护性就尤其成问题，因为它本身就威胁到了该设备，一直要到相应的保护模块被替换掉。

发明内容

鉴于这种背景，本发明面临这一目的，即要提供一种成本有利的解决方案，其能够快速且可靠地提供隔离，和/或其在所述隔离断开之后也继续提供保护功能。

上述目的的解决方案根据本发明通过独立权利要求所述的特征得出。

包括：

一种安装空间有限的过压保护模块，包括至少两个电流支路，两个电流支路并联并分别设置有过压保护元件，所述保护模块具有本地的多级显示器，多级显示器用于显示过压保护模块的运行状态，报警状态和故障状态，并行接通的过压保护元件在与电路板的导体电路处于电气连接的同时，通过热软化粘接剂被粘附地布置在所述电路板上，与两个压保护元件中的第一过压保护元件相对应的有第一蓄力装置，与两个压保护元件中的第二个过压保护元件相对应的有第二蓄力装置，两个所述蓄力装置在焊接状态下向每个过压保护元件与所述电路板的表面平行地施加作用力，从而在过压保护元件在热软化粘接剂软化的情况下，所述相关的过压保护元件被横向地移动，以便中断过压保护元件与所述电路板的导体电路之间的电气连接，所述第二过压保护元件的电气连接的中断始终作为故障状态被通报，而所述第一过压保护元件的电气连接的单独中断则作为报警状态被通报。

有力的实施例方案构成了从属权利要求的内容。

附图说明

下面参照附图借助优选的实施方式进一步阐述本发明。

其中：

图1为本发明的实施方式的第一种示意性电路图；

图2为本发明的实施方式的第二种示意性电路图；

图3为本发明的实施方式的在第一种状态下的示意性剖视图；

图4为本发明的实施方式的在第二种状态下的示意性剖视图；以及

图5为本发明的实施方式的在第三种状态下的示意性剖视图。

标注说明

TVS1，TVS2 过压保护元件

P 电路板

F1，F2 蓄力装置

A 视窗

G 壳体

S1，S1.1，S1.2 开关

S2 开关。

具体实施方式

下面更深入地参照附图阐述本发明。在此要注意的是，所说明的不同方面可分别单独地或者相互组合地加以应用。也就是说，每个方面均可结合本发明的不同实施方式来使用，只要没有明确地说明作为纯粹的替选方案。

此外，下面为简便起见，通常仅借助一个实体。但只要没有明确附注，本发明也可分别具有更多个相关实体。就这方面而言，使用语词“一个”仅应被理解为是指，在一种简单的实施方式中使用至少一个实体。

在附图中示出了安装空间有限的过压保护模块，过压保护模块具有至少两个处于并联的电流支路，电流支路中设有过压保护元件TVS1、TVS2 。

所述过压保护模块具有本地（与保护模块同在一处）的多级显示器，多级显示器用于显示过压保护模块的运行状态、报警状态和故障状态。

所述并联连接的过压保护元件TVS1、TVS2在与电路板P的导体电路处于电气连接的同时，通过受热变软的热软化粘接剂方式而被并行粘附地布置在该电路板P上。

与两个压保护元件中的第一过压保护元件TVS1相对应的设置有第一蓄力装置F1，与两个压保护元件中的第二过压保护装置TVS2相对应的设置有第二蓄力装置F2。所述第一蓄力装置F1和/或所述第二蓄力装置F2可例如是安装的弹力元件，所述元件例如在焊接所述第一过压保护元件TVS1和所述第二过压保护元件TVS2后被激活或者被插入。例如为此可在所述电路板P上在所述相应元件旁边-就像图3至5中所示的那样-布置容置件。所述第一蓄力装置F1和所述第二蓄力装置F2在所述过压保护元件TVS1、TVS2没有被断开的、被焊接的状态下-如图3-平行于所述电路板P的表面分别向所述相对应的过压保护元件TVS1、TVS2施加作用力。

当过压保护元件变热，相关过压保护元件在热软化粘接剂的热力附着的软化点之上变热的情况下，由此被焊接（上）的过压保护元件就可从侧面横向移动（平行于所述电路板P的表面），从而中断过压保护元件与所述电路板P的每个导电电路之间的电气连接。

所述第二过压保护元件TVS2的电气连接的中断-见图5-在此始终被报信显示为故障状态，而与此同时，所述第一过压保护元件TVS1-见图4-的电气连接的单独中断则被报信显示为报警状态。

因此能够实现报警状态和故障状态。上述本发明在此能够实现在安装空间有限的情况下工作，因此，不但能够实现传统的安装尺寸，甚至更小到小于8mm的安装尺寸。

在本发明的一种实施方式中，为所述第一过压保护元件TVS1设置保持装置，所述保持装置在电气连接中断后从空间上固定被分离的第一过压保护元件。

这一保持装置可例如具有空间上的限制，就像如挡板和/或焊盘。焊盘可例如被这样实施，使得残留的、在所述第一过压保护元件TVS1的一个或两个接口上与所述焊盘处于接触的焊剂冷却且由此固定所述第一过压保护元件TVS1。但同样地，这可替选性地或者补充性地所述保持装置是机械插座，通过所述第一蓄力装置F1将所述过压保护元件按压到机械插座上来实现。通过这种构型避免了所被断开的第一过压保护元件TVS1在所述过压保护模块内偏离移动，并将避免可能引发其他损坏。

在本发明的一种实施方式中，为所述第二个过压保护元件TVS2设置保持装置，所述保持装置在其断开后从空间上固定所被分离的第二过压保护元件。

同样，这一保持装置可例如具有空间上的限制，就像如挡板和/或焊盘。焊盘可例如被这样实施，使得残留的、在所述第二过压保护元件TVS2的一个或两个接口上与所述焊盘处于接触的焊剂冷却且由此固定所述第二过压保护元件TVS2。但同样地，这可替选性地或者补充性地所述保持装置是机械插座，通过所述第二蓄力装置F2将所述第二过压保护元件TVS2按压到机械插座上来实现。通过这种构型避免了，所被分离的第二过压保护元件TVS2在所述过压保护模块内偏离移动，并将避免可能引发其他损坏。

在本发明的另一种实施方式中-如图2中所示-所述第二过压保护元件TVS2的电流支路只有在所述第一过压保护元件TVS1隔离后才被接通，从而在运行状态下仅有所述第一电流支路被导电地连接，在报警状态下，只有所述第二电流支路被导电地连接。

在本发明的另一种实施方式中，所述过压保护元件TVS1、TVS2具有不同的特性，其中，所述第一过压保护元件TVS1在比所述第二过压保护元件TVS2更低的过载情况下被中断，两个电流支路在运行状态下导电地彼此相连。

在本发明的另一种实施方式中，所述不同的特性是不同的响应电压。

根据本发明的另一种实施方式，所述本地显示器是通过机械触发的滑块实现显示的，所述滑块随过压保护元件的横向位移而一同移动。

在图3至5中，例如与所述第一过压保护元件TVS1相对应的滑块是通过由右上到左下的阴影线来表示。与所述第二过压保护元件TVS2相对应的滑块反之是通过由右下向到左上的阴影线来表示。

现如果-如图4中所示-所述第一过压保护元件TVS1被断开，那么，所述滑块就移动到壳体G视窗A中。反之，如果-如图5中所示-所述第二过压保护元件TVS2被断开，那么，所述另一个滑块就移动到壳体G视窗A中。

通过所述滑块移动的幻灯片式设计-在此即空间的重叠-确保了例如所述故障状态覆盖所述报警状态并且由此独立于所述报警状态来显示。

在本发明的另一种实施方式中，所述过压保护元件TVS1、TVS2是从包括瞬态电压二极管（TVS二极管）、充气式放电器、压敏电阻的组类中选出的。其中，所述过压保护元件也可被选择得不同。

借助所述保护模块，可在电子元件、尤其是过压保护元件在所不容许的变热的情况下实施部分元件的分离。另外，即使在部分元件分离后，也仍然保留保护功能。这分别根据所述元件TVS1、TVS2的设计也是一种冗余功能。

两个过压保护元件TVS1、TVS2设有分离装置（热断开-表示为开关S1、S2或S1.1、S1.2），在发生故障情况下，其使得相关过压保护元件转为更加安全的运行状态。

所需要的安装空间在此被最小化，并且即使温度大大升高的情况下也容许更加可靠的切断。另外，所述保护模块制造成本低廉。

过压保护元件TVS1、TVS2的分离既可本地在显示器A内显示，也可通过远程通信装置（未示出-例如通过蓄力装置F1、F2上的开关和/或在所述滑块上的开关）被通报，更确切地说是以这样的方式，使得第一过压保护元件的所述分离以第一种颜色（例如橙/黄）来通报，所述第二过压保护元件的分离以第二种颜色（例如红）来通报。

所述两个过压保护元件TVS1、TVS2可用低熔点的焊剂被固定在电路板P上。弹簧F1或F2（例如压簧）持续地向每个过压保护元件TVS1、TVS2施加作用力。如果过压保护元件TVS1、TVS2在发生故障情况下变热，它沿着所述电路板P的表面滑移。

在图1中，与所述第一过压保护元件TVS1并联接通的第二过压保护元件TVS2这样标定，使得在所述第一过压保护元件TVS过载的情况下被相对较少地超载，从而即便是在所超载的第一过压保护元件TVS1分离后继续提供防护功能。

现如果在稍后的时间点所述第二过压保护元件TVS2超载，所述第二过压保护元件TVS2同样沿着所述电路板P的表面滑移。

所述两个电子过压保护元件TVS1、TVS2的这种元件标定可例如通过工作电压的选择来实现。其中，第二过压保护元件TVS被这样标定，使得所述第二过压保护元件TVS2的响应工作电压被选择得更高，以致仍然满足对于极限电压所提出的要求。

所述第一过压保护元件TVS1的分离和滑移以第一种颜色（例如橘色或者黄色）来发信号通知。那么，客户就能够辨认出早期磨损。

所述第二电子过压保护元件TVS2的分离和移动以第二种颜色（例如红色）来发信号通知。那么，客户就能够辨认出是SPD的故障。

对于如上所述的被并联实施的保护元件的不同标定的替选方案是，所述第一过压保护元件TVS1的分离和移动可制造所述第二电子过压保护元件TVS2-如图2所示-的连接。那么，第二过压保护元件TVS2就承担了保护功能。在这种替选性的实施例中，所述两个电子元件可被标定得相同。

Claims (8)

1.一种安装空间有限的过压保护模块，包括至少两个电流支路，两个电流支路并联并分别设置有过压保护元件（TVS1，TVS2），其特征在于，所述保护模块具有本地多级显示器，多级显示器用于显示过压保护模块的运行状态，报警状态和故障状态，并行接通的过压保护元件在与电路板（P）的导体电路处于电气连接的同时，通过热软化粘接剂被粘附地布置在所述电路板（P）上，与两个过压保护元件中的第一过压保护元件（TVS1）相对应的有第一蓄力装置（F1），与两个过压保护元件中的第二过压保护元件（TVS2）相对应的有第二蓄力装置（F2），两个所述蓄力装置在焊接状态下向每个过压保护元件（TVS1，TVS2）与所述电路板（P）的表面平行地施加作用力，从而在过压保护元件在热软化粘接剂软化的情况下，相关的过压保护元件被横向地移动，以便中断过压保护元件与所述电路板（P）的导体电路之间的电气连接，所述第二过压保护元件（TVS2）的电气连接的中断始终作为故障状态被通报显示，而所述第一过压保护元件（TVS1）的电气连接的单独中断则作为报警状态被通报显示；

其中：所述本地多级显示器是通过机械触发的滑块实现显示的，所述滑块抵在过压保护元件上随过压保护元件的横向位移而一同移动，电路板（P）设置在壳体（G）中，壳体（G）设置有视窗（A），所述滑块移动到壳体（G）视窗（A），通过视窗（A）显示报警状态。

2.根据权利要求1所述的保护模块，其特征在于，为所述第一过压保护元件（TVS1）设置有保持装置，所述保持装置在电气连接中断后从空间上限定地固定被分离的第一过压保护元件。

3.根据权利要求2所述的保护模块，其特征在于，所述保持装置是焊盘。

4.根据权利要求2所述的保护模块，其特征在于，所述保持装置是机械插座，通过所述第一蓄力装置（F1）使得被分离的所述第一过压保护元件保持在所述机械插座上。

5.根据上述权利要求中任一项所述的保护模块，其特征在于，含有所述第二过压保护元件（TVS2）的电流支路只有在所述第一过压保护元件（TVS1）分离后才被接通电路，从而在运行状态下仅有第一电流支路被导电地连接，在报警状态下只有第二电流支路被导电地连接。

6.根据权利要求1所述的保护模块，其特征在于，两个所述过压保护元件具有不同的特性，其中，所述第一过压保护元件（TVS1）在比所述第二过压保护元件（TVS2）更少的超载下被中断，两个电流支路在运行状态下彼此导电连接。

7.根据权利要求6所述的保护模块，其特征在于，所述不同的特性是不同的响应电压。

8.根据权利要求1所述的保护模块，其特征在于，所述过压保护元件是从包括TVS二极管、充气放电器、压敏电阻的组类中选出。

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