CN111786372A - 带阻气体放电管、组合型防雷器件、防护电路和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种带阻气体放电管、组合型防雷器件、防护电路和电子设备。该带阻气体放电管包括:第一瓷管;第一电极和第二电极,分别设置于所述第一瓷管的两端;所述第一瓷管、所述第一电极和所述第二电极形成密闭空间,所述密闭空间内填充有气体;内置电阻,所述内置电阻的一端与所述第一电极接触导电,所述内置电阻的另一端与所述第二电极接触导电,以使所述内置电阻并联于所述第一电极和所述第二电极之间。与现有技术相比,本发明实施例提升了防护电路的防护性能和使用寿命,以及在此基础上,本发明实施例将内置电阻集成在带阻气体放电管中,有利于简化防护电路的整体结构、防护电路紧凑性更好,可应用于紧密设备安装。
Description
技术领域
本发明实施例涉及防雷技术领域,尤其涉及一种带阻气体放电管、组合型防雷器件、防护电路和电子设备。
背景技术
电子设备在轨道交通、汽车电子、通讯、新能源、安防、消费电子、工业电子、医疗电子等行业得到了广泛的应用,其性能的优劣直接关系到相关设备能否安全可靠地工作。
为了保证电子设备能够安全可靠地工作,多在电子设备电源端口设计防护电路。在现有技术中,采用压敏电阻(Metal Oxide Varistor,MOV)与气体放电管(Gas DischargeTube, GDT)串联使用是非常见的一种防护电路的设置方式。其中,为了降低防护电路的残压,选配的压敏电阻的启动电压较小、气体放电管的启动电压较大。这样,当浪涌电压产生时,气体放电管的启动阻抗较小,加载到气体放电管上的电压较小;然而压敏电阻上将承受较大的浪涌电压,导致压敏电阻因瞬时过电压而被击穿,甚至起火燃烧。因此,现有的防护电路存在防护性能较差、寿命较低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种带阻气体放电管、组合型防雷器件、防护电路和电子设备,以提升防护电路的防护性能和使用寿命。
第一方面,本发明实施例提供了一种带阻气体放电管,包括:
第一瓷管;
第一电极和第二电极,分别设置于所述第一瓷管的两端;所述第一瓷管、所述第一电极和所述第二电极形成密闭空间,所述密闭空间内填充有气体;
内置电阻,所述内置电阻的一端与所述第一电极接触导电,所述内置电阻的另一端与所述第二电极接触导电,以使所述内置电阻并联于所述第一电极和所述第二电极之间。
可选地,所述第一瓷管的侧壁包括外壁层和内壁层;
所述内置电阻设置于所述第一瓷管的外壁层;或者,所述内置电阻设置于所述第一瓷管的内壁层。
可选地,所述带阻气体放电管还包括绝缘层,所述绝缘层设置于所述内置电阻远离所述第一瓷管的一侧。
可选地,所述绝缘层的材料包括绝缘漆、酚醛树脂涂料或环氧树脂涂料。
可选地,所述内置电阻包括多个条形贴片电阻,所述条形贴片电阻的一端与所述第一电极接触导电,所述条形贴片电阻的另一端与所述第二电极接触导电;所述条形贴片电阻依次排列于所述第一瓷管的侧壁上;
或者,所述内置电阻包括一个整面贴片电阻,所述整面贴片电阻覆盖所述第一瓷管的侧壁。
可选地,所述内置电阻围合的形状与所述第一瓷管的形状对应;
其中,所述第一瓷管的形状为圆柱形,所述内置电阻围合成圆柱形腔体;或者,所述第一瓷管的形状为长方体形,所述内置电阻围合成长方体形腔体。
可选地,所述内置电阻包括至少一条电阻丝,所述电阻丝的一端与所述第一电极接触导电,所述电阻丝的另一端与所述第二电极接触导电,所述电阻丝环绕所述第一瓷管的侧壁。
可选地,所述第一瓷管侧壁包括凹槽,所述内置电阻设置于所述凹槽内。
可选地,所述内置电阻与所述第一电极通过焊接的方式接触导电,以及所述内置电阻与所述第二电极通过焊接的方式接触导电。
可选地,所述内置电阻与所述第一瓷管一体设置;其中,所述第一瓷管为带阻瓷管,所述带阻瓷管的材料掺杂有电阻材料。
可选地,所述带阻气体放电管为2极带阻气体放电管或多极带阻气体放电管;
其中,所述2极带阻气体放电管包括两个电极;所述多极带阻气体放电管包括至少三个电极。
可选地,所述带阻气体放电管为3极带阻气体放电管,所述3极带阻气体放电管还包括:
第二瓷管和第三电极,所述第二瓷管设置于所述第二电极和所述第三电极之间;所述第二瓷管、所述第二电极和所述第三电极形成密闭空间,所述密闭空间内填充有气体。
可选地,所述带阻气体放电管为多极带阻气体放电管;所述内置电阻设置于至少两个相邻的电极之间。可选地,所述带阻气体放电管为开路失效带阻气体放电管或非开路失效带阻气体放电管。
可选地,带阻气体放电管还包括:电子发射材料;
所述第一电极设置有第一凸台,所述第二电极设置有第二凸台;所述电子发射材料设置于所述第一凸台上,以及所述电子发射材料设置于所述第二凸台上。
第二方面,本发明实施例还提供了一种组合型防雷器件,包括:限压型防护器件和如本发明任意实施例所述的带阻气体放电管;所述限压型防护器件和所述带阻气体放电管串联连接。
可选地,所述限压型防护器件包括第一电极和第二电极;所述限压型防护器件的第一电极与所述带阻气体放电管的第二电极接触导电;
所述组合型防雷器件还包括:
第一引脚和第二引脚,所述第一引脚与所述带阻气体放电管的第一电极接触导电;所述第二引脚与所述限压型防护器件的第二电极接触导电;
包封层,所述包封层包覆所述限压型防护器件、所述带阻气体放电管、部分所述第一引脚和部分所述第二引脚。
可选地,所述包封层的材料包括酚醛、环氧树脂涂料或硅树脂涂料。
第三方面,本发明实施例还提供了一种防护电路,包括:限压型防护器件和如本发明任意实施例所述的带阻气体放电管;所述限压型防护器件和所述带阻气体放电管串联连接。
第四方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括:如本发明任意实施例所述的带阻气体放电管。
本发明实施例提供的带阻气体放电管,在第一电极和第二电极之间并联内置电阻,使得带阻气体放电管的整体等效电阻增大。与现有技术相比,在浪涌过电压或其他过电压时,防护电路中的带阻气体放电管上的分压增大,相应地,防护电路中的其他防护器件的分压减小,有利于避免其他防护器件因分压过大造成的击穿、起火燃烧等故障问题,从而有利于提高防护电路整体的防护性能和使用寿命。在此基础上,本发明实施例将内置电阻集成在带阻气体放电管中,有利于简化防护电路的整体结构、防护电路紧凑性更好,可应用于紧密设备安装。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种带阻气体放电管的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种普通带阻气体放电管的符号及其等效电路图;
图3为本发明实施例提供的一种开路失效带阻气体放电管的符号及其等效电路图;
图4为本发明实施例提供的另一种带阻气体放电管的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种带阻气体放电管的侧面结构示意图;
图6为本发明实施例提供的另一种带阻气体放电管的侧面结构示意图;
图7为本发明实施例提供的一种带阻气体放电管的剖面结构示意图;
图8为本发明实施例提供的另一种带阻气体放电管的剖面结构示意图;
图9为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图;
图11为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图;
图12为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的剖面结构示意图;
图13为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图14为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图15为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图16为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图;
图17为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图18为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图;
图19为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图20为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图21为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图22为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图;
图23为本发明实施例提供的另一种普通带阻气体放电管的符号及其等效电路图;
图24为本发明实施例提供的另一种开路失效带阻气体放电管的符号及其等效电路图;
图25为本发明实施例提供的又一种普通带阻气体放电管的符号及其等效电路图;
图26为本发明实施例提供的又一种开路失效带阻气体放电管的符号及其等效电路图;
图27为本发明实施例提供的一种组合型防雷器件的结构示意图;
图28为本发明实施例提供的一种组合型防雷器件的等效电路图;
图29为本发明实施例提供另一种组合型防雷器件的等效电路图;
图30为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种带阻气体放电管,该带阻气体放电管可以是开路失效带阻气体放电管或普通的带阻气体放电管(即非开路失效的带阻气体放电管)。图1为本发明实施例提供的一种带阻气体放电管的结构示意图。参见图1,该带阻气体放电管包括:第一瓷管10、第一电极20、第二电极30和内置电阻40。第一电极20和第二电极30分别设置于第一瓷管 10的两端;第一瓷管10、第一电极20和第二电极30形成密闭空间60,密闭空间60内填充有气体。内置电阻40的一端与第一电极20接触导电,内置电阻40的另一端与第二电极30接触导电,以使内置电阻40并联于第一电极20和第二电极30之间。
其中,内置电阻40的两端分别与第一电极20和第二电极30接触导电是指,内置电阻 40、第一电极20和第二电极30均具有导电性能,通过接触可以实现电连接,进行导电。可选地,为了实现可靠电连接,内置电阻40与第一电极20通过焊接的方式接触导电,以及内置电阻40与第二电极30通过焊接的方式接触导电。
图2为本发明实施例提供的一种普通带阻气体放电管的符号及其等效电路图。参见图2,左侧为普通带阻气体放电管的符号,用附图标记RGDT表示。右侧为其等效电路图,附图标记GDT对应的符号表示普通气体放电管,附图标记GR对应的符号表示内置电阻40,由此可见,普通带阻气体放电管RGDT等效为普通气体放电管GDT和内置电阻GR的并联。
图3为本发明实施例提供的一种开路失效带阻气体放电管的符号及其等效电路图。参见图3,左侧为开路失效带阻气体放电管的符号,用附图标记ROGDT表示。右侧为其等效电路图,附图标记OGDT对应的符号表示开路失效气体放电管,附图标记GR对应的符号表示内置电阻40,由此可见,开路失效带阻气体放电管ROGDT等效为开路失效气体放电管OGDT和内置电阻GR的并联。
示例性地,内置电阻40的阻值越大,带阻气体放电管的整体阻值越大,在防护电路中的分压越大。由于普通气体放电管GDT和开路失效气体放电管OGDT本身的电阻很小,因此通过设置较大的内置电阻40来增大带阻气体放电管整体的阻值。
本发明实施例提供的带阻气体放电管,在第一电极20和第二电极30之间并联内置电阻 40,使得带阻气体放电管的整体等效电阻增大。与现有技术相比,在浪涌过电压或其他过电压时,防护电路中的带阻气体放电管上的分压增大,相应地,防护电路中的其他防护器件的分压减小,有利于避免其他防护器件因分压过大造成的击穿、起火燃烧等故障问题,从而有利于提高防护电路整体的防护性能和使用寿命。在此基础上,本发明实施例将内置电阻40 集成在带阻气体放电管中,有利于简化防护电路的整体结构、防护电路紧凑性更好,可应用于紧密设备安装。
在上述实施例的基础上,内置电阻40的设置方式有多种,下面就其中的几种设置方式进行说明,但不作为对本发明的限定。
继续参见图1,在一种实施方式中,可选地,第一瓷管10的侧壁包括外壁层11和内壁层12,内置电阻40设置于第一瓷管的外壁层11。这样设置,可以在第一电极20、第二电极30和第一瓷管10密封完成之后,再形成外壁层11上的内置电阻40。因此,将内置电阻40 设置于第一瓷管的外壁层11对气体放电管的本身的制作工艺和性能的影响较小。
继续参见图1,在一种实施方式中,可选地,带阻气体放电管还包括绝缘层50,绝缘层 50设置于内置电阻40远离第一瓷管10的一侧。由于内置电阻40位于第一瓷管的外壁层11,因此,由带阻气体放电管的密闭空间60向外依次设置有第一瓷管10、内置电阻40和绝缘层 50。这样设置,确保了带阻气体放电管的整体绝缘性。
在上述实施例中,绝缘层50的设置方式有多种,示例性地,绝缘层50的材料包括绝缘漆、酚醛树脂涂料、环氧树脂涂料或其他类型的绝缘材料,以增强绝缘层50的绝缘性能。
其中,绝缘漆又叫绝缘涂料,其具有良好的电化性能、热性能、机械性能和化学性能。绝缘漆是以高分子聚合物为基础,能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的绝缘材料。因此,以绝缘漆作为绝缘层50有利于提升带阻气体放电管的绝缘性能、机械性能和耐腐蚀性能等。
酚醛树脂涂料是一种以酚醛树脂与干性油脂熬炼而成的一类合成树脂涂料。其具有耐热、耐摩擦性,机械强度高、电绝缘性、低发烟性和耐酸性等特点,因此,以酚醛树脂涂料作为绝缘层50有利于提升带阻气体放电管的绝缘性能、机械强度和耐腐蚀性能等。
环氧树脂涂料是以环氧树脂为主要成膜物质的涂料。其具有附着力强,耐化学品性、防腐性、耐水性、热稳定性和电绝缘性等特点。因此,以环氧树脂涂料作为绝缘层50使得绝缘层50不易脱落,且有利于提升带阻气体放电管的绝缘性能、耐腐蚀性能、耐水性能和热稳定性能等。
图4为本发明实施例提供的另一种带阻气体放电管的结构示意图。参见图4,在一种实施方式中,可选地,内置电阻40设置于第一瓷管的内壁层12。这样设置,使得第一瓷管10 位于带阻气体放电管的最外层,有利于确保带阻气体放电管与外部环境的绝缘性能。
继续参见图4,在一种实施方式中,可选地,带阻气体放电管还包括绝缘层50,绝缘层 50设置于内置电阻40远离第一瓷管10的一侧。由于内置电阻40位于第一瓷管的内壁层12,因此,由带阻气体放电管的密闭空间60向外依次设置有绝缘层50、内置电阻40和第一瓷管 10。这样设置,有利于避免内置电阻40的设置对气体放电管的放电击穿的影响。
在上述各实施例中,对内置电阻40在带阻气体放电管中的位置进行了说明。在上述各实施例的基础上,下面对内置电阻40的形状进行说明。
图5为本发明实施例提供的一种带阻气体放电管的侧面结构示意图。参见图5,在一种实施方式中,可选地,内置电阻包括多个条形贴片电阻41,条形贴片电阻41的一端41A与第一电极20接触导电,条形贴片电阻41的另一端41B与第二电极30接触导电;条形贴片电阻41依次排列于第一瓷管10的侧壁上。本发明实施例设置内置电阻为多个条形贴片电阻41,有利于条形贴片电阻41和第一瓷管10的侧壁的贴合,从而避免内置电阻的脱落,提升了带阻气体放电管的品质。以及,本发明实施例设置多个条形贴片电阻41,可以通过调整条形贴片电阻41的数量来调整内置电阻的阻值,也可以通过调整每个条形贴片电阻41的阻值来调整内置电阻整体的阻值。
需要说明的是,在图5中示例性地示出了条形贴片电阻41的形状为长方形,并非对条形贴片电阻41的形状限定,还可以设置条形贴片电阻41的形状为其他形状,在实际应用中可以根据需要进行设定。
图6为本发明实施例提供的另一种带阻气体放电管的侧面结构示意图。参见图6,在一种实施方式中,可选地,内置电阻包括一个整面贴片电阻42,整面贴片电阻42覆盖第一瓷管10的侧壁。本发明实施例设置内置电阻为正面贴片电阻41,进一步有利于条形贴片电阻 41和第一瓷管10的侧壁的贴合,从而避免内置电阻的脱落,提升了带阻气体放电管的品质。
图7为本发明实施例提供的一种带阻气体放电管的剖面结构示意图,图8为本发明实施例提供的另一种带阻气体放电管的剖面结构示意图。参见图7和图8,在上述各实施例的基础上,内置电阻围合的形状与第一瓷管10的形状对应。示例性地,如图7所示,内置电阻包括多个条形贴片电阻41,第一瓷管10的形状为圆柱形,条形贴片电阻围合成圆柱形腔体。如图8所示,内置电阻包括多个条形贴片电阻41,第一瓷管10的形状为长方体形,内置电阻40围合成长方体形腔体。这样设置,有利于内置电阻与第一瓷管10的贴合,进一步有利于提升带阻气体放电管的紧凑性。
图9为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图。参见图9,在一种实施方式中,可选地,内置电阻包括至少一条电阻丝43,电阻丝43的一端与第一电极20接触导电,电阻丝43的另一端与第二电极30接触导电,电阻丝43环绕第一瓷管10的侧壁。其中,电阻丝43例如可以是高阻合金丝,电阻丝43可以设置在第一瓷管的外壁层11,也可以设置在第一瓷管的内壁层12。本发明实施例设置电阻丝43作为内置电阻,可以采用绕制的方式在带阻气体放电管中设置内置电阻,简化了制备工艺。
继续参见图9,在一种实施方式中,可选地,带阻气体放电管还包括绝缘层50,绝缘层 50设置在电阻丝43远离第一瓷管10的一侧,以增强带阻气体放电管的绝缘性能。该绝缘层的材料与前述实施例类似,这里不再赘述。
在一种实施方式中,可选地,若电阻丝43自身包括绝缘层,且其绝缘层的绝缘等级较高,那么,也可以将该电阻丝43裸露在第一瓷管10上。
图10为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图。参见图10,在一种实施方式中,可选地,电阻丝43的数量为一条,该电阻丝43的一端43A与第一电极20接触导电,该电阻丝43的另一端43B与第二电极30接触导电,该电阻丝43在第一瓷管 10的侧壁上环绕多圈。
图11为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图。参见图11,在一种实施方式中,可选地,电阻丝的数量为两条,分别为电阻丝43和电阻丝44。电阻丝43 的一端43A与第一电极20接触导电,另一端43B与第二电极30接触导电。电阻丝44的一端44A与第一电极20接触导电,另一端44B与第二电极30接触导电。电阻丝43和电阻丝 44在第一瓷管10的侧壁上交替环绕多圈。
图12为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的剖面结构示意图。参见图12,在一种实施方式中,可选地,第一瓷管10侧壁包括凹槽21,内置电阻设置于凹槽21内。图12以内置电阻为条形贴片电阻41为例,每个条形贴片电阻41均位于凹槽21内。这样设置,相当于将条形贴片电阻41内嵌在第一瓷管10侧壁中,进一步使得带阻气体放电管的结构紧凑,且内置电阻不易脱落。
需要说明的是,图12中示例性地示出了内置电阻为条形贴片电阻41的形式,在其他实施例中,若内置电阻为电阻丝43,也可以设置于第一瓷管10侧壁的凹槽21中。
在上述各实施例中,示例性地示出了内置电阻与第一瓷管相互独立,并非对本发明的限定。在其他实施例中,还可以设置内置电阻与第一瓷管融为一体。
图13为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图。参见图13,在一种实施方式中,可选地,内置电阻与第一瓷管一体设置;其中,第一瓷管为带阻瓷管70,带阻瓷管70的材料掺杂有电阻材料,以使带阻瓷管70具有高阻抗性。其中,带阻瓷管70例如可以是复合型陶瓷,可以直接与第一电极20和第二电极30焊接。这样设置,无需对带阻气体放电管单独设置内置电阻,进一步有利于带阻气体放电管的紧凑性。
图14为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图。参见图14,在上述实施例的基础上,可选地,带阻气体放电管还包括第一绝缘层80和第二绝缘层90,第一绝缘层80位于带阻瓷管70远离密闭空间60的一侧,第二绝缘层90位于带阻瓷管70靠近密闭空间60的一侧。其中,第一绝缘层80和第二绝缘层90与前述实施例中的绝缘层50的材料类似。由于带阻瓷管70是通过降低绝缘强度来增加阻抗性能的,因此,通过设置第一绝缘层70和第二绝缘层80作为带阻瓷管70的绝缘强度的补充,有利于增强带阻气体放电管的绝缘强度。
在上述各实施例的基础上,结合图1、图4、图13和图14,可选地,带阻气体放电管还包括电子发射材料29。第一电极20设置有第一平台22和第一凸台21,第二电极30设置有第二平台32和第二凸台31。其中,第一凸台21和第二凸台31间隔一定距离,电子发射材料29设置于第一凸台21上,以及电子发射材料29设置于第二凸台31上。示例性地,电子发射材料29采用结烧的方式涂覆在第一凸台21和第二凸台31上。内置电阻40的一端与第一电极20的第一平台22接触导电,内置电阻40的另一端与第二电极30的第二平台32接触导电。
在上述各实施例中,示例性地示出了带阻气体放电管为2极带阻气体放电管,2极带阻气体放电管包括两个电极,分别为第一电极20和第二电极30,并非对本发明的限定。在其他实施例中,还可以设置带阻气体放电管为3极带阻气体放电管(包括三个电极)、4极带阻气体放电管(包括四个电极)、5极带阻气体放电管(包括五个电极)或其他的多极带阻气体放电管(包括2+N个电极,N为正整数)。下面就其中的几种多级带阻气体放电管进行说明,但不作为对本发明的限定。
图15为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图,图16为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图。参见图15和图16,在本发明的一种实施方式中,可选地,带阻气体放电管为3极带阻气体放电管,3极带阻气体放电管还包括第二瓷管B0和第三电极A0。第二瓷管B0设置于第二电极30和第三电极A0之间;第二瓷管B0、第二电极30和第三电极A0形成密闭空间70,密闭空间70内填充有气体。本发明实施例设置带阻气体放电管包括多个电极,以及在相邻两个电极之间形成密闭空间,相当于将至少两个气体放电管串联连接,使得带阻气体放电管的断续流效果更好。
继续参见图15和图16,在本发明的一种实施方式中,可选地,内置电阻40设置于第一电极20和第二电极30之间,以及内置电阻40还设置于第二电极30和第三电极A0之间,这样设置,相当于在串联的每个气体放电管上都并联电阻,从而有利于对每个气体放电管进行电压的重新分配。
图17为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的结构示意图,图18为本发明实施例提供的又一种带阻气体放电管的侧面结构示意图。参见图17和图18,在本发明的一种实施方式中,可选地,内置电阻40仅设置于第二电极30和第三电极A0之间,这样设置,相当于仅在其中一个气体放电管上并联电阻,有利于减少内置电阻40的工艺流程。
在多极带阻气体放电管中,内置电阻40的设置方式与2极带阻气体放电管类似,如图 15-图18所示,可以将内置电阻40设置于第一瓷管10(和/或第二瓷管B0)的外壁层;如图19和图20所示,可以将内置电阻40设置于第一瓷管10(和/或第二瓷管B0)的内壁层;如图15-图18所示,可以将内置电阻40设置为多个条形贴片电阻41;可以将内置电阻40设置为整面贴片电阻42;如图21和图22所示,可以将内置电阻设置为包括至少一条电阻丝43;可以将第一瓷管10和/或第二瓷管B0设置为带阻瓷管。其具体设置方式可以参见前述实施例中的2极带阻气体放电管中的内置电阻40的设置方式,且同一多级带阻气体放电管中可以包括一种或多种内置电阻的设置形式。
在上述各实施例中,可以设置串联的每个气体放电管上都并联电阻(例如图15、图19 和图21),具体地,图23为本发明实施例提供的另一种普通带阻气体放电管的符号及其等效电路图,图24为本发明实施例提供的另一种开路失效带阻气体放电管的符号及其等效电路图。参见图23和图24,串联的每个普通气体放电管GDT(或开路失效气体放电管OGDT)上都并联电阻GR。
还可以设置在其中的部分气体放电管上并联电阻(例如图17、图20和图22),具体地,图25为本发明实施例提供的又一种普通带阻气体放电管的符号及其等效电路图,图26为本发明实施例提供的又一种开路失效带阻气体放电管的符号及其等效电路图。参见图25和图 26,串联的部分普通气体放电管GDT(或开路失效气体放电管OGDT)上并联电阻GR。
需要说明的是,在图23-图26中示例性地示出了多级带阻气体放电管中包括相同类型的气体放电管(均为普通气体放电管或均为开路失效气体放电管),并非对本发明的限定,在其他实施例中,还可以设置多级带阻气体放电管中既包括普通气体放电管又包括开路失效气体放电管,在实际应用中可以根据需要进行设定。综上所述,本发明实施例提供的2级带阻气体放电管或多极带阻气体放电管,在电极之间并联内置电阻,使得带阻气体放电管的整体等效电阻增大。与现有技术相比,在浪涌过电压或其他过电压时,防护电路中的带阻气体放电管上的分压增大,相应地,防护电路中的其他防护器件的分压减小,有利于避免其他防护器件因分压过大造成的击穿、起火燃烧等故障问题,从而有利于提高防护电路整体的防护性能和使用寿命。在此基础上,本发明实施例将内置电阻集成在带阻气体放电管中,有利于简化防护电路的整体结构、防护电路紧凑性更好,可应用于紧密设备安装。
本发明实施例还提供了一种组合型防雷器件。图27为本发明实施例提供的一种组合型防雷器件的结构示意图。参见图27,该组合型防雷器件包括:限压型防护器件100和如本发明任意实施例所提供的带阻气体放电管200;限压型防护器件100和带阻气体放电管200串联连接。由于该组合型防雷器件包括本发明任意实施例提供的带阻气体放电管200,其技术原理和产生的效果类似,不再赘述。另外,由于将限压型防护器件100和带阻气体放电管200 集成在一起,有利于防护电路的紧凑性和小型化。
其中,限压型防护器件100在无过电压时呈高阻抗特性,随着浪涌电流和电压的增加,其阻抗不断小,伏安特性呈非线性特性。限压型保护器件的过电压抑制能力好,在电路中的主要作用是限制过电压。限压型保护器件包括压敏电阻(Metal Oxide Varistor,MOV)和瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor,TVS)等。气体放电管属于开关型防护器件,开关型保护器件在无雷电瞬时过电压时呈高阻抗特性,一旦响应雷电瞬时过电压,其阻抗突变为低阻抗特性,允许雷电流通过。开关型保护器件泻放雷电能量的能力强,在电路中的主要作用是泻放雷电能量。
图28为本发明实施例提供的一种组合型防雷器件的等效电路图,图29为本发明实施例提供另一种组合型防雷器件的等效电路图。参见图28和图29所示,优选地,组合型防雷器件采用压敏电阻MOV和带阻气体放电管串联。
其中,该带阻气体放电管可以是普通的带阻气体放电管RGDT(如图28所示),当过电压产生时,根据电阻串联的分压特性,内置电阻GR分担加载在第一引脚300和第二引脚400上的电压,根据阻抗特性不同,使得在相同电压下,压敏电阻MOV承担的电压会减小,在长期过电压环境下,能够提升压敏电阻MOV的使用寿命。
该带阻气体放电管也可以是开路失效带阻气体放电管ROGDT(如图29所示),当过电压产生时,根据电阻串联的分压特性,内置电阻GR分担加载在第一引脚300和第二引脚400 上的电压,根据阻抗特性不同,使得在相同电压下,压敏电阻MOV承担的电压会减小。同时加载在开路失效气体放电管OGDT上的能量会增加,使得开路失效气体放电管OGDT开路时间缩短,导致开路失效气体放电管OGDT热量持续增加,在持续过电压条件下,开路失效气体放电管OGDT因过热而开路。
继续参见图27,限压型防护器件100包括第一电极110和第二电极120;限压型防护器件100的第一电极110与带阻气体放电管200的第二电极30接触导电。组合型防雷器件还包括:包封层500、第一引脚300和第二引脚400,第一引脚300与带阻气体放电管200的第一电极20接触导电;第二引脚400与限压型防护器件100的第二电极120接触导电。包封层500包覆限压型防护器件100、带阻气体放电管200、部分第一引脚300和部分第二引脚400。
其中,第一引脚300和第二引脚400用于与外部电路连接,包封层500用于对组合型防雷器件进行保护和绝缘,包封层500的材料例如可以包括酚醛、环氧树脂涂料、硅树脂涂料或其他类型的包封材料。
本发明实施例还提供了一种防护电路,该防护电路包括本发明任意实施例所提供的带阻气体放电管,其技术原理和产生的效果类似,不再赘述。
参见图28和图29,示例性地,该防护电路包括:限压型防护器件MOV和如本发明任意实施例所提供的带阻气体放电管;限压型防护器件MOV和带阻气体放电管串联连接。优选地,限压型防护器件MOV为压敏电阻。
其中,如图28所示,该带阻气体放电管可以是普通的带阻气体放电管RGDT,当过电压产生时,根据电阻串联的分压特性,内置电阻GR分担加载在防护电路上的电压,根据阻抗特性不同,使得在相同电压下,限压型防护器件MOV承担的电压会减小,在长期过电压环境下,能够提升限压型防护器件MOV的使用寿命。
如图29所示,该带阻气体放电管也可以是开路失效带阻气体放电管ROGDT,当过电压产生时,根据电阻串联的分压特性,内置电阻GR分担加载在防护电路上的电压,根据阻抗特性不同,使得在相同电压下,限压型防护器件MOV承担的电压会减小。同时加载在开路失效气体放电管OGDT上的能量会增加,使得开路失效气体放电管OGDT开路时间缩短,导致开路失效气体放电管OGDT热量持续增加,在持续过电压条件下,开路失效气体放电管 OGDT因过热而开路。
本发明实施例还提供了一种电子设备。图30为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。参见图30,该电子设备包括:如本发明任意实施例所提供的带阻气体放电管。该电子设备例如可以是汽车、通讯、新能源、安防、消费品、工业、医疗等装置中的电脑、导航仪或摄像头等。本发明实施例提供的电子设备包括上述各实施例中的带阻气体放电管,因此本发明实施例提供的电子设备也具备上述各实施例中所描述的有益效果。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (14)
1.一种带阻气体放电管,其特征在于,包括:
第一瓷管;
第一电极和第二电极,分别设置于所述第一瓷管的两端;所述第一瓷管、所述第一电极和所述第二电极形成密闭空间,所述密闭空间内填充有气体;
内置电阻,所述内置电阻的一端与所述第一电极接触导电,所述内置电阻的另一端与所述第二电极接触导电,以使所述内置电阻并联于所述第一电极和所述第二电极之间。
2.根据权利要求1所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述第一瓷管包括外壁层和内壁层;
所述内置电阻设置于所述第一瓷管的外壁层;或者,所述内置电阻设置于所述第一瓷管的内壁层。
3.根据权利要求2所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述带阻气体放电管还包括绝缘层,所述绝缘层设置于所述内置电阻远离所述第一瓷管的一侧。
4.根据权利要求2或3所述的带阻气体放电管,其特征在于,
所述内置电阻包括多个条形贴片电阻,所述条形贴片电阻的一端与所述第一电极接触导电,所述条形贴片电阻的另一端与所述第二电极接触导电;所述条形贴片电阻依次排列于所述第一瓷管的侧壁上;
或者,所述内置电阻包括一个整面贴片电阻,所述整面贴片电阻覆盖所述第一瓷管的侧壁;
或者,所述内置电阻包括至少一条电阻丝,所述电阻丝的一端与所述第一电极接触导电,所述电阻丝的另一端与所述第二电极接触导电,所述电阻丝环绕所述第一瓷管的侧壁。
5.根据权利要求2或3所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述第一瓷管侧壁包括凹槽,所述内置电阻设置于所述凹槽内。
6.根据权利要求1所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述内置电阻与所述第一瓷管一体设置;其中,所述第一瓷管为带阻瓷管,所述带阻瓷管的材料掺杂有电阻材料。
7.根据权利要求1-3、或6任一项所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述带阻气体放电管为2极带阻气体放电管或多极带阻气体放电管;
其中,所述2极带阻气体放电管包括两个电极;所述多极带阻气体放电管包括至少三个电极。
8.根据权利要求7所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述带阻气体放电管为3极带阻气体放电管,所述3极带阻气体放电管还包括:
第二瓷管和第三电极,所述第二瓷管设置于所述第二电极和所述第三电极之间;所述第二瓷管、所述第二电极和所述第三电极形成密闭空间,所述密闭空间内填充有气体。
9.根据权利要求7所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述带阻气体放电管为多极带阻气体放电管;所述内置电阻设置于至少两个相邻的电极之间。
10.根据权利要求1-3、或6任一项所述的带阻气体放电管,其特征在于,所述带阻气体放电管为开路失效带阻气体放电管或非开路失效带阻气体放电管。
11.一种组合型防雷器件,其特征在于,包括:限压型防护器件和如权利要求1-10任一项所述的带阻气体放电管;所述限压型防护器件和所述带阻气体放电管串联连接。
12.根据权利要求11所述的组合型防雷器件,其特征在于,所述限压型防护器件包括第一电极和第二电极;所述限压型防护器件的第一电极与所述带阻气体放电管的第二电极接触导电;
所述组合型防雷器件还包括:
第一引脚和第二引脚,所述第一引脚与所述带阻气体放电管的第一电极接触导电;所述第二引脚与所述限压型防护器件的第二电极接触导电;
包封层,所述包封层包覆所述限压型防护器件、所述带阻气体放电管、部分所述第一引脚和部分所述第二引脚。
13.一种防护电路,其特征在于,包括:限压型防护器件和如权利要求1-10任一项所述的带阻气体放电管;所述限压型防护器件和所述带阻气体放电管串联连接。
14.一种电子设备,其特征在于,包括:如权利要求1-10任一项所述的带阻气体放电管。
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CN202010737121.XA CN111786372A (zh) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | 带阻气体放电管、组合型防雷器件、防护电路和电子设备 |
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CN112531667A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 江苏联群电子科技有限公司 | 一种新型自恢复过流集成器件结构 |
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- 2020-07-28 CN CN202010737121.XA patent/CN111786372A/zh active Pending
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