CN110224384A - 一种双重保护的浪涌保护装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双重保护的浪涌保护装置及其应用，包括内壳、外壳、电压敏感组件、电极引出脚和响应开关组件。本发明用于抑制电路中瞬时电涌过电压，电压敏感组件与响应开关组件具有紧密的热耦合，当线路上的瞬时电涌过电压等因素使电压敏感组件因故障短路电流持续发热升温时，响应开关组件因热敏元件的热耦合响应而做出分离动作，不仅有效地避免了火灾及爆炸隐患，而且防止电子设备造成二次破坏。

Description

一种双重保护的浪涌保护装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种电路保护装置，尤其涉及一种双重保护的浪涌保护装置及其应用。

背景技术

电涌保护器或电涌抑制器，也叫电涌保护装置，是一种为各种敏感或昂贵的电子设备，如电脑及通讯相关设备上的电子元件提供过电压安全防护的保护装置。现有的电涌保护装置通常是专为中等或一般条件下的电涌过电压保护设计，所以在电涌过电压能量较小或时间较短时，此时的电涌保护装置不能快速灵敏的响应保护，所以我们通常会把电压敏感保护元件直接应用在电子电路上实现保护电子电路的目的。常用的压敏电阻是包括由氧化锌颗粒和复杂的晶内颗粒材料构成的电子器件，它是一个电压非线性器件，独特的电压电流特性是敏感电子电路的理想保护器件，但它的材料组成决定了自身在过电压短路过载时极易损坏起火燃烧，对附近敏感的电子电路和元件产生灾难性的破坏。

所以，我们需要一种更安全更灵敏的电涌保护装置，可应用在如通讯、电脑、电视、空调等高精密控制电路上的电涌过电压短路过载的保护中，如电子电路因为额外的电磁干扰突然产生瞬时尖峰电流或者过电压时，该电涌保护装置能在瞬间内导通吸收、泄放掉电涌过电压起到保护电子设备作用，而在短路过载造成电涌装置损坏时能快速分离该电涌保护装置，避免造成火灾对电子设备形成灾难性破坏。

目前现有电涌保护器多种多样，如专利号为CN201110121526.1公开的一种电涌保护装置，包括电涌保护模块和底座，电涌保护模块插装到底座上；电涌保护模块内设置有故障保护脱离装置，电涌保护模块包括开关型保护模块和限压型保护模块；底座中设置有远程报警装置；其中故障保护脱离装置与远程报警装置联动。开关型电涌保护模块内带有指示功能的故障保护脱离装置，采用了旋转接触结构，作为运动的动、静导体连接方式实现故障保护脱离工作。

又如专利号为CN201410342761.5公开的一种新型电涌保护装置，主要包括防雷元件、电流传感器、继电器、信号检测驱动单元、热保护装置、过流保护装置、限流器和外壳，所述防雷元件与过流保护装置串联，构成浪涌泄放通路；所述热保护装置位于防雷元件电极上；所述电流传感器套装在浪涌泄放通路上，输出端接入信号检测驱动单元；所述信号检测驱动单元输出端与继电器控制极连接；继电器常开触点与限流器串联后并联于防雷元件两侧。本发明电流传感器能够感应到流过防雷元件的工频电流，通过信号检测驱动单元使继电器常开触点闭合，工频电流流过过流保护装置，使过流保护装置断开。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的电涌保护装置在过电压造成装置短路过载时的缺陷和不足，提供了一种双重保护的浪涌保护装置及其应用。

本发明采用以下技术方案：

一种双重保护的浪涌保护装置，包括内壳、外壳、电压敏感组件、电极引出脚和响应开关组件；所述的内壳为框式结构，内壳上设有绝缘墙、电极孔和固定柱；所述的内壳与外壳通过锁扣的方式接合，当内壳与外壳通过锁扣的方式接合时，形成两个腔体；所述的两个腔体分别为第一腔体和第二腔体；所述的第一腔体在内壳的正面；所述的第二腔体在内壳的背面；所述的电压敏感组件包括至少一个电压敏感元件；所述的电极引出脚包括第一电极引出脚和第二电极引出脚；所述的响应开关组件包括热敏元件、正面电极和拉簧；所述的绝缘墙、固定柱和响应开关组件设置在第一腔体内；所述的电压敏感元件设置在第二腔体内。

所述的电压敏感元件正反两面分别设有金属电极片；所述的正面电极设在其中一个金属电极片上，正面电极通过电极孔由第二腔体伸出到第一腔体内，另一个金属电极片上设有背面电极；所述的背面电极置于第二腔体内，并通过锡焊的方式与第二电极引出脚内端连接。

所述的内壳上还设有第一电极引出脚伸出槽和第二电极引出脚伸出槽，其中第一电极引出脚伸出槽设在第一腔体内，第二电极引出脚伸出槽设在第二腔体内；所述的第一电极引出脚包括第一电极引出脚外端和第一电极引出脚内端；所述的第一电极引出脚内端设有拉孔和熔断保险。

所述的第一电极引出脚内端设有弯折焊面；所述的弯折焊面与正面电极面面相触碰时，热敏元件将弯折焊面与正面电极焊接；所述的拉簧的一端与拉孔连接，另一端与固定柱连接。

所述的电压敏感元件为压敏电阻式敏感元件、或者放电管式敏感元件、或者放电间隙式敏感元件。

所述的热敏元件是易熔的金属合金焊料或导电聚合物。

所述的一种双重保护的浪涌保护装置的应用如下：

在电源系统中使用预置好允许通过的电流值、电压值和热敏元件的熔化温度的防弧双重保护的浪涌保护装置时，将第一电极引出脚外端和第二电极引出脚外端构成的两个外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上；此时，响应开关组件与电压敏感组件串联形成常闭工作状态，即为双重保护的浪涌保护装置正常工作状态。

若电压敏感元件因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成电压敏感元件温升，这个温度传递到正面电极上，促使其上的热敏元件达到预置温度阈值而熔化，在拉簧的拉力作用下，第一电极引出脚内端与正面电极分离，且第一电极引出脚内端被拉到绝缘墙的一侧，促使正面电极与第一电极引出脚内端之间形成充足的绝缘强度，彻底隔绝了双重保护的浪涌保护装置内的电连接；同时，防止瞬间熔断并弹射分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；此时响应开关组件的工作状态由常闭变为常开。

若通过熔断保险的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，熔断保险瞬间熔断汽化致使正面电极和第一电极引出脚分离，同时，第一电极引出脚受到拉簧的拉力作用，远离正面电极形成充足的绝缘强度，彻底防止分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；此时响应开关组件的工作状态由常闭变为常开。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果：

1、本发明的双重保护的浪涌保护装置具有过电压短路过载瞬间弹射分离的保护功能和受热温升瞬间分离功能。

2、该保护装置可以瞬间分断，所述的绝缘墙杜绝了第一电极引出脚与正面电极的电接触，形成有效的绝缘强度。

3、本发明结构简单，可实现单一零件多种用途，有利于产品减少使用零件数量，制造成本低。

4、本发明在发生故障时，熔断保险熔断或者热敏元件融化，具有双重保险，更安全可靠。

附图说明

图1是本发明的内壳正面结构示意图；

图2是本发明的内壳背面结构示意图；

图3是本发明的电压敏感元件的结构示意图；

图4是本发明的外壳的结构示意图；

图5是本发明的第一电极引出脚的结构示意图；

图6是本发明的内部部件组合的结构示意图。

附图标记：1、内壳，11、电极孔, 12、第一电极引出脚伸出槽，13、第二电极引出脚伸出槽，14、绝缘墙，15、固定柱；1a、第一腔体，1b、第二腔体，2、外壳，3、电压敏感组件、31、正面电极，4、第一电极引出脚，41、第一电极引出脚外端，42、拉孔，43、熔断保险，44、弯折焊面，51、第二电极引出脚外端，6、拉簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明，但是本发明的保护范围不仅仅局限于以下优选的具体实施方式。

实施例1：

一种双重保护的浪涌保护装置，包括内壳1、外壳2、电压敏感组件3、电极引出脚和响应开关组件；所述的内壳1为框式结构，内壳1上设有绝缘墙14、电极孔11和固定柱15；所述的内壳1与外壳2通过锁扣的方式接合，当内壳1与外壳2通过锁扣的方式接合时，形成两个腔体；所述的两个腔体分别为第一腔体1a和第二腔体1b；所述的第一腔体1a在内壳1的正面；所述的第二腔体1b在内壳1的背面；所述的电压敏感组件3包括至少一个电压敏感元件；所述的电极引出脚包括第一电极引出脚4和第二电极引出脚；所述的响应开关组件包括热敏元件、正面电极31和拉簧6；所述的绝缘墙14、固定柱15和响应开关组件设置在第一腔体1a内；所述的电压敏感元件设置在第二腔体1b内。

所述的电压敏感元件正反两面分别设有金属电极片；所述的正面电极31设在其中一个金属电极片上，正面电极31通过电极孔11由第二腔体1b伸出到第一腔体1a内，另一个金属电极片上设有背面电极；所述的背面电极置于第二腔体1b内，并通过锡焊的方式与第二电极引出脚内端连接。

所述的内壳1上还设有第一电极引出脚伸出槽12和第二电极引出脚伸出槽13，其中第一电极引出脚伸出槽12设在第一腔体1a内，第二电极引出脚伸出槽13设在第二腔体1b内；所述的第一电极引出脚4包括第一电极引出脚外端41和第一电极引出脚4内端；所述的第一电极引出脚4内端设有拉孔42和熔断保险43。

所述的第一电极引出脚4内端设有弯折焊面44；所述的弯折焊面44与正面电极31面面相触碰时，热敏元件将弯折焊面44与正面电极31焊接；所述的拉簧6的一端与拉孔42连接，另一端与固定柱15连接。

所述的电压敏感元件为压敏电阻式敏感元件。

所述的热敏元件是易熔的金属合金焊料。

在电源系统中使用预置好允许通过的电流值、电压值和热敏元件的熔化温度的防弧双重保护的浪涌保护装置时，将第一电极引出脚外端41和第二电极引出脚外端51构成的两个外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上；响应开关组件与电压敏感组件3串联形成常闭工作状态，双重保护的浪涌保护装置正常工作状态。

实施例2：

一种双重保护的浪涌保护装置，包括内壳1、外壳2、电压敏感组件3、电极引出脚和响应开关组件；所述的内壳1为框式结构，内壳1上设有绝缘墙14、电极孔11和固定柱15；所述的内壳1与外壳2通过锁扣的方式接合，当内壳1与外壳2通过锁扣的方式接合时，形成两个腔体；所述的两个腔体分别为第一腔体1a和第二腔体1b；所述的第一腔体1a在内壳1的正面；所述的第二腔体1b在内壳1的背面；所述的电压敏感组件3包括至少一个电压敏感元件；所述的电极引出脚包括第一电极引出脚4和第二电极引出脚；所述的响应开关组件包括热敏元件、正面电极31和拉簧6；所述的绝缘墙14、固定柱15和响应开关组件设置在第一腔体1a内；所述的电压敏感元件设置在第二腔体1b内。

所述的电压敏感元件正反两面分别设有金属电极片；所述的正面电极31设在其中一个金属电极片上，正面电极31通过电极孔11由第二腔体1b伸出到第一腔体1a内，另一个金属电极片上设有背面电极；所述的背面电极置于第二腔体1b内，并通过锡焊的方式与第二电极引出脚内端连接。

所述的内壳1上还设有第一电极引出脚伸出槽12和第二电极引出脚伸出槽13，其中第一电极引出脚伸出槽12设在第一腔体1a内，第二电极引出脚伸出槽13设在第二腔体1b内；所述的第一电极引出脚4包括第一电极引出脚外端41和第一电极引出脚4内端；所述的第一电极引出脚4内端设有拉孔42和熔断保险43。

所述的第一电极引出脚4内端设有弯折焊面44；所述的弯折焊面44与正面电极31面面相触碰时，热敏元件将弯折焊面44与正面电极31焊接；所述的拉簧6的一端与拉孔42连接，另一端与固定柱15连接。

所述的电压敏感元件为放电管式敏感元件。

所述的热敏元件是易熔的导电聚合物。

在电源系统中使用预置好允许通过的电流值、电压值和热敏元件的熔化温度的防弧双重保护的浪涌保护装置，电压敏感元件因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成电压敏感元件温升，这个温度传递到正面电极31上，促使其上的热敏元件达到预置温度阈值而熔化，在拉簧6的拉力作用下，第一电极引出脚4内端与正面电极31分离，且第一电极引出脚4内端被拉到绝缘墙14的一侧，促使正面电极31与第一电极引出脚4内端之间形成充足的绝缘强度，彻底隔绝了双重保护的浪涌保护装置内的电连接；同时，防止瞬间熔断并弹射分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；此时响应开关组件的工作状态由常闭变为常开。

实施例3：

一种双重保护的浪涌保护装置，包括内壳1、外壳2、电压敏感组件3、电极引出脚和响应开关组件；所述的内壳1为框式结构，内壳1上设有绝缘墙14、电极孔11和固定柱15；所述的内壳1与外壳2通过锁扣的方式接合，当内壳1与外壳2通过锁扣的方式接合时，形成两个腔体；所述的两个腔体分别为第一腔体1a和第二腔体1b；所述的第一腔体1a在内壳1的正面；所述的第二腔体1b在内壳1的背面；所述的电压敏感组件3包括至少一个电压敏感元件；所述的电极引出脚包括第一电极引出脚4和第二电极引出脚；所述的响应开关组件包括热敏元件、正面电极31和拉簧6；所述的绝缘墙14、固定柱15和响应开关组件设置在第一腔体1a内；所述的电压敏感元件设置在第二腔体1b内。

所述的电压敏感元件正反两面分别设有金属电极片；所述的正面电极31设在其中一个金属电极片上，正面电极31通过电极孔11由第二腔体1b伸出到第一腔体1a内，另一个金属电极片上设有背面电极；所述的背面电极置于第二腔体1b内，并通过锡焊的方式与第二电极引出脚内端连接。

所述的内壳1上还设有第一电极引出脚伸出槽12和第二电极引出脚伸出槽13，其中第一电极引出脚伸出槽12设在第一腔体1a内，第二电极引出脚伸出槽13设在第二腔体1b内；所述的第一电极引出脚4包括第一电极引出脚外端41和第一电极引出脚4内端；所述的第一电极引出脚4内端设有拉孔42和熔断保险43。

所述的第一电极引出脚4内端设有弯折焊面44；所述的弯折焊面44与正面电极31面面相触碰时，热敏元件将弯折焊面44与正面电极31焊接；所述的拉簧6的一端与拉孔42连接，另一端与固定柱15连接。

所述的电压敏感元件为放电间隙式敏感元件。

所述的热敏元件是易熔的金属合金焊料。

在电源系统中使用预置好允许通过的电流值、电压值和热敏元件的熔化温度的防弧双重保护的浪涌保护装置，通过熔断保险43的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，熔断保险43瞬间熔断汽化致使正面电极31和第一电极引出脚4分离，同时，第一电极引出脚4受到拉簧6的拉力作用，远离正面电极31形成充足的绝缘强度，彻底防止分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；此时响应开关组件的工作状态由常闭变为常开。

Claims (9)

1.一种双重保护的浪涌保护装置，包括内壳（1）、外壳（2）、电压敏感组件（3）、电极引出脚和响应开关组件；其特征在于：所述的内壳（1）为框式结构，内壳（1）上设有绝缘墙（14）、电极孔（11）和固定柱（15）；所述的内壳（1）与外壳（2）通过锁扣的方式接合，当内壳（1）与外壳（2）通过锁扣的方式接合时，形成两个腔体；所述的两个腔体分别为第一腔体（1a）和第二腔体（1b）；所述的第一腔体（1a）在内壳（1）的正面；所述的第二腔体（1b）在内壳（1）的背面；所述的电压敏感组件（3）包括至少一个电压敏感元件；所述的电极引出脚包括第一电极引出脚（4）和第二电极引出脚；所述的响应开关组件包括热敏元件、正面电极（31）和拉簧（6）；所述的绝缘墙（14）、固定柱（15）和响应开关组件设置在第一腔体（1a）内；所述的电压敏感元件设置在第二腔体（1b）内。

2.根据权利要求1所述的一种双重保护的浪涌保护装置，其特征在于：所述的电压敏感元件正反两面分别设有金属电极片；所述的正面电极(31)设在其中一个金属电极片上，正面电极(31)通过电极孔(11)由第二腔体(1b)伸出到第一腔体(1a)内，另一个金属电极片上设有背面电极；所述的背面电极置于第二腔体(1b)内，并通过锡焊的方式与第二电极引出脚内端连接。

3.根据权利要求1所述的一种双重保护的浪涌保护装置，其特征在于：所述的内壳（1）上还设有第一电极引出脚伸出槽（12）和第二电极引出脚伸出槽（13），其中第一电极引出脚伸出槽（12）设在第一腔体（1a）内，第二电极引出脚伸出槽（13）设在第二腔体（1b）内；所述的第一电极引出脚（4）包括第一电极引出脚外端（41）和第一电极引出脚（4）内端；所述的第一电极引出脚（4）内端设有拉孔（42）和熔断保险（43）。

4.根据权利要求1所述的一种双重保护的浪涌保护装置，其特征在于：所述的第一电极引出脚（4）内端设有弯折焊面（44）；所述的弯折焊面（44）与正面电极（31）面面相触碰时，热敏元件将弯折焊面（44）与正面电极（31）焊接；所述的拉簧（6）的一端与拉孔（42）连接，另一端与固定柱（15）连接。

5.根据权利要求1所述的一种双重保护的浪涌保护装置，其特征在于：所述的电压敏感元件为压敏电阻式敏感元件、或者放电管式敏感元件、或者放电间隙式敏感元件。

6.根据权利要求1所述的一种双重保护的浪涌保护装置，其特征在于：所述的热敏元件是易熔的金属合金焊料或导电聚合物。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种双重保护的浪涌保护装置的应用，其特征在于：在电源系统中使用预置好允许通过的电流值、电压值和热敏元件的熔化温度的防弧双重保护的浪涌保护装置时，将第一电极引出脚外端（41）和第二电极引出脚外端（51）构成的两个外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上；此时，响应开关组件与电压敏感组件（3）串联形成常闭工作状态，即为双重保护的浪涌保护装置正常工作状态。

8.根据权利要求1至7任一所述的一种双重保护的浪涌保护装置的应用，其特征在于：若电压敏感元件因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成电压敏感元件温升，这个温度传递到正面电极（31）上，促使其上的热敏元件达到预置温度阈值而熔化，在拉簧（6）的拉力作用下，第一电极引出脚（4）内端与正面电极（31）分离，且第一电极引出脚（4）内端被拉到绝缘墙（14）的一侧，促使正面电极（31）与第一电极引出脚（4）内端之间形成充足的绝缘强度，彻底隔绝了双重保护的浪涌保护装置内的电连接；同时，防止瞬间熔断并弹射分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；此时响应开关组件的工作状态由常闭变为常开。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种双重保护的浪涌保护装置的应用，其特征在于：若通过熔断保险（43）的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，熔断保险（43）瞬间熔断汽化致使正面电极（31）和第一电极引出脚（4）分离，同时，第一电极引出脚（4）受到拉簧（6）的拉力作用，远离正面电极（31）形成充足的绝缘强度，彻底防止分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；此时响应开关组件的工作状态由常闭变为常开。