CN113067323B - 一种浪涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浪涌保护器，包括：壳体；多个绝缘框，所述绝缘框堆叠在一起并设置在所述壳体内；多个导电体，所述多个导电体分别设置在所述多个绝缘框内；第一电极，所述第一电极与所述多个导电体中的第一方向上最外侧的导电体接触；以及分压元件，所述分压元件与所述多个导电体中的一部分导电体电连接；其中，所述第一电极包括设置在所述第一电极的一侧上的延伸结构，所述延伸结构与所述分压元件电接触。

Description

一种浪涌保护器

技术领域

本发明涉及电气设备领域，并且更具体地，本发明涉及一种浪涌保护器。

背景技术

浪涌保护器是一种电气安全防护设备，能够为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护。典型的，当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰等因素（例如，雷电）突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内把进入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将尖峰电流泄流入地，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

目前，叠层间隙浪涌保护器产品大多采用分压原理（例如电容分压）触发。浪涌保护器的用于触发浪涌保护的分压元件一般需要焊接于PCB，再通过相应的弹性导电器件与导电体有效接触。生产过程需要单独地将分压元件、弹性导电器件通过相关工艺流程预先与印刷电路板（PCB）进行可靠连接，例如，将分压元件、弹性导电器件预先焊接到PCB。

此外，在某些应用场合，例如移动基站中，浪涌保护器也被叫作防雷器。这种防雷器通常以轨道安装的方式被安装在移动基站中。随着通讯行业迅速发展，移动基站正呈现出小型化趋势以使其更加便于部署。越来越多的深覆盖、易部署、能耗低的小型及微型基站产品不断涌现。小型以及微型基站由于体积较小，相应地要求防雷器的体积也更小。另一方面，随着当前电子元件越来越向小型化、集成化发展，也要求防雷装置在不削弱防雷能力的情况下，减小防雷器的体积。

因此，需要在结构设计和工艺流程上方面考虑对现有的浪涌保护器作出改进。

发明内容

本发明提供了一种浪涌保护器，其特征在于，包括：壳体；多个绝缘框，所述绝缘框堆叠在一起并设置在所述壳体内；多个导电体，所述多个导电体分别设置在所述多个绝缘框内；第一电极，所述第一电极与所述多个导电体中的第一方向上最外侧的导电体接触；以及分压元件，所述分压元件与所述多个导电体中的一部分导电体电连接；其中，所述第一电极包括设置在所述第一电极的一侧上的延伸结构，所述延伸结构与所述分压元件电接触。

如上所述的浪涌保护器，所述壳体的第一侧面包括孔，所述孔被配置成用于容纳所述分压元件。

如上所述的浪涌保护器，所述第一电极的所述延伸结构进一步用于分别将所述分压元件封装在所述壳体内。

如上所述的浪涌保护器，所述浪涌保护器不使用印刷电路板作为单独的触发电路。

如上所述的浪涌保护器，所述浪涌保护器进一步包括弹性导电器件，所述分压元件通过所述弹性导电器件与所述多个导电体中的所述一部分导电体电连接。

如上所述的浪涌保护器，所述绝缘框的一侧上设有孔，所述弹性导电器件经由所述绝缘框的孔与所述导电体连接，使得所述分压元件与设置在所述绝缘框中的导电体电连接。

如上所述的浪涌保护器，所述浪涌保护器进一步包括第一导电端子，所述第一导电端子设置成附接所述多个导电体中的第二方向上最外侧的导电体，所述第一导电端子被配置成用于与所述浪涌保护器外部的电路连接。

如上所述的浪涌保护器，所述第一电极进一步包括第二导电端子，所述第二导电端子被配置成用于与所述浪涌保护器外部的电路连接。

如上所述的浪涌保护器，所述壳体的第二侧面包括槽，所述槽被配置成用于允许所述第一导电端子所附接的导电体从其通过。

如上所述的浪涌保护器，所述浪涌保护器进一步包括固定板，所述固定板被配置成用于将所述多个绝缘框、所述多个导电体、所述第一电极固定并封装在所述壳体内部。

如上所述的浪涌保护器，所述固定板包括刚性的非金属材料或者金属材料。

如上所述的浪涌保护器，所述固定板用紧固件固定到所述壳体。

如上所述的浪涌保护器，所述壳体是绝缘壳体，包括工业阻燃等级绝缘材料。

如上所述的浪涌保护器，所述壳体包括陶瓷材料、高分子绝缘材料中的一种或多种。

如上所述的浪涌保护器，所述绝缘框的材料包括高分子绝缘材料、橡胶、聚四氟乙烯PTFE、陶瓷中的一种或多种。

如上所述的浪涌保护器，所述导电体的材料包括石墨片、钨铜合金中的一种。

如上所述的浪涌保护器，所述分压元件包括电容器。

如上所述的浪涌保护器，所述浪涌保护器的以下部分用气体放电管的堆叠来代替：多个导电体中除了最远离所述第一电极的导电体之外的导电体与所述多个绝缘框的堆叠。

根据本发明设计的浪涌保护器，至少实现了以下优点：

（1）取消PCB的使用以及相关的焊接流程，一方面使得产品组装更加简单，从而能够简化工艺流程、提高生产效率，进而降低生产成本，一方面也使得装配形式更加多样化。

（2）通过双层固定结构解决产品固定问题，并使得根据本发明设计的浪涌保护器与现有产品相比宽度尺寸极薄，减小了产品尺寸和安装空间，并且在极薄的尺寸下依旧能够满足超大通流的技术要求。

附图说明

为了进一步阐明本发明的各实施例，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对本发明所要求保护范围的限制。

此外，应当理解，附图中示出了各个部件的主要连接关系，而非所有连接关系，并且附图中的部件以及连接不一定按实际中的比例进行绘制。

图1是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器的结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器的爆炸图；

图3是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器的壳体的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器的绝缘框的示意图；

图5是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器的电极的示意图；

图6是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器的一部分部件的结构示意图；

图7是根据本发明的另一实施例的浪涌保护器的爆炸图。

具体实施方式

下面的详细描述参照附图进行。附图以例示方式示出可实践所要求保护的主题的特定实施例。应当理解，以下具体实施例出于阐释的目的旨在对典型示例作出具体描述，但不应被理解成对本发明的限制；本领域技术人员在充分理解本发明精神主旨的前提下，可对所公开实施例作出适当的修改和调整，而不背离本发明所要求保护的主题的精神和范围。

在以下的详细描述中，阐述了众多具体细节以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体细节就可实践所描述的各种实施例。除非另外定义，否则在本文中所使用的技术和科学术语应具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等并不意味着任何顺序、数量或重要性，而是仅用于区分不同的组件或特征。实施例是示例性的实现或示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、构造或特性包括在本技术的至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“实施例”、“一个实施例”、或“一些实施例”的各种出现并不一定都指代相同的实施例。来自一个实施例的元素或方面可与另一实施例的元素或方面组合。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器100的结构示意图。图2是根据本发明的一个实施例的浪涌保护器100的爆炸图。现在参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，浪涌保护器100可以包括壳体3、第一电极1、多个绝缘框5、多个导电体6、分压元件7。总体而言，导电体6可以分别设置在绝缘框5内。绝缘框5可以堆叠在一起并设置在壳体3内。第一电极1可以与多个导电体6中的第一方向A上最外侧的导电体6接触。分压元件7可以与多个导电体6中的至少一部分导电体6电连接。在本发明的实施例中，第一电极1可以包括设置在第一电极1的一侧上的延伸结构11，该延伸结构11可以与分压元件7电接触。在一个优先的实施例中，如图2所示，延伸结构11可从第一电极1的一侧上延伸出来，并且在方向B上具有一定延伸长度，以与分压元件7电接触。如图2所示的延伸结构11是本发明优选的实施例，延伸结构11还可以具有其他形状，以实现第一电极1与分压元件7的电接触。分压元件7用于构成浪涌事件触发元件。在一个实施例中，分压元件7可以包括电容器或电阻器。在一个优选的实施例中，分压元件7可以是电容器。

壳体3可以是绝缘壳体，包括工业阻燃等级绝缘材料。在一个具体实施例中，壳体3的材料可以包括陶瓷材料、高分子绝缘材料中的一种或多种。此类材料具有造型多样性、耐冲击等特点，同时还可以在该产品使用过程中保证与其余电子元器件之间具有安全绝缘的电气性能，可加工性能好同时安全可靠。多个导电体6中的每一个可以被放置在相应的绝缘框5中。绝缘框5可以是中空的，其四周的边缘可以被设计成用于放置和固定对应的导电体6。多个绝缘框5堆叠在一起，从而使得多个导电体6中的每一个在被放置在对应的绝缘框5中之后间隔开一定距离。作为优选的示例，绝缘框5的材料可以包括高分子绝缘材料、橡胶、聚四氟乙烯PTFE、陶瓷中的一种或多种。导电体6的材料可以选择具有耐高温、耐电弧、耐大电流密度等材料特性的材料。在一个示例中，导电体6的材料可以包括石墨片、钨铜合金中的一种。

如结合图5所示出的，第一电极1可以包括主体部分1a和导电端子1b。多个导电体6中的第一方向A上最外侧的导电体6可以与第一电极1的主体部分1a电接触。导电端子1b可以被配置成用于与浪涌保护器100外部的电路连接。导电端子1b可以包括除了图1和图5中所示之外的其他的形状和结构，只要能实现其功能即可。在一个示例中，导电端子1b和主体部分1a可以是一体形成的。在另一示例中，可以使用本领域中各种可用手段来将导电端子1b接合到主体部分1a，使得它们电连接。

在本发明的优选实施例中，如图2所示，多个导电体6中的在第二方向B上最外侧的导电体6-1可以无需设置对应的绝缘框，而是将该导电体6-1直接设置在壳体3内。壳体3内部位置可以设计成与绝缘框5类似的结构，以用于放置和固定导电体6-1，如图3所示。因此，在本发明的实施例中，在具有n个导电体6的情况下，对应的绝缘框数量可以是n-1，如图6所示的。

浪涌保护器100可以进一步包括固定板4。壳体3可以在固定板4的辅助下，将第一电极1（主要是其主体部分1a）、多个绝缘框5、多个导电体6封闭和固定在壳体3内。固定板4可以通过一个或多个紧固件9被固定到壳体3。紧固件9可以是本领域中可用的任何形式的紧固件，本发明对此不作限制。在一个替代的实施例中，可以不使用紧固件9将固定板4固定到壳体3，而是可以通过焊接、粘贴、接合等方式将固定板4固定到壳体3。在优选的实施例中，固定板4可以包括具有刚性的非金属材料或金属材料。

在本发明的实施例中，多个导电体6中在第二方向B上的最外侧的导电体6-1可以与导电端子2b连接，以形成第二电极。类似地，可以使用本领域中各种可用手段来将导电端子2b接合到导电体6-1，使得它们电连接。在另一示例中，导电端子2b和导电体6-1也可以是一体形成的。在本发明的一个实施例中，如图3所示，壳体3的一个侧面设计成包括槽31，该槽31可以用于允许导电体6-1从其通过，从而使得导电体6-1进入并放置在壳体3内部。此时，如图1所示，与导电体6-1连接的导电端子2b可以在壳体3的外部。导电端子2b可以包括除了图1和图2中所示之外的其他的形状和结构，只要能实现其功能即可。类似地，导电端子2b可以被配置成用于与浪涌保护器100外部的电路连接。

在本发明优选的实施例中，如图2和图3所示，壳体3顶端内部可以设置有孔32的结构，该孔32用于容纳和固定分压元件7。被固定在壳体3的孔32内的分压元件7可以与放置在壳体3内部的导电体6中的至少一些导电体6电连接。在本发明进一步的实施例中，浪涌保护器100可以进一步包括弹性导电器件8。相应地，如图4所示，绝缘框5顶端可以设置有一个或多个孔51。弹性导电器件8的一端可以通过绝缘框5的孔51与导电体6连接，其另一端可以与分压元件7相连接，使得分压元件7可以与导电体6电连接。在分压元件7的数量等于或大于2的情况下，在本发明一个优选的实施例中，可以在每个绝缘框5的顶端设置两个孔51。浪涌保护器100组装好后，每个绝缘框5的两个孔51中的一个孔51用于容纳对应的一个弹性导电器件8和/或分压元件7，两个孔51中的另一个孔51用于容纳对应的另一个弹性导电器件8和/或分压元件7，从而使得相邻的两个绝缘框5的孔51被错开使用，以防止两个弹性导电器件8（和/或两个分压元件7）距离太近而造成短路。例如，在图6中具有两个弹性导电器件8（对应地，具有两个分压元件7）的情况下，其中一个绝缘框5左侧上的孔51被使用，而与之相邻的另一绝缘框5的右侧上的孔51被使用。在具有其他数量的弹性导电器件8（和/或分压元件7）的情况下，可以采取类似的错开布置关系。在其他实施例中，每个绝缘框5还可以设置其他数量的孔51，但是仍然需要符合相邻绝缘框上的孔被错开使用的要求。

如上所述，第一电极1可以与第一方向A上的最外侧的导电体6相接触。进一步地，如图5所示并且如上所述，第一电极1可以包括延伸结构11。延伸结构11可用于与分压元件7电接触。可以根据需要设置延伸结构11的数量。在具有不止一个延伸结构11的情况下，延伸结构11从第一电极1延伸出来的长度可以不同，如图1、图2和图5所示。这是与所要接触的分压元件7在壳体3内的位置设置相关联的。而分压元件7在壳体3内的位置设置与所要电连接的导电体6的位置相关联。因此，当浪涌保护器100通过壳体3和固定板4的配合封装好以后，第一电极1的延伸结构11被设计成用于与分压元件7的一端电接触。同时，延伸结构11还可以将分压元件7封装在壳体3内。

弹性导电器件8可以是具有弹性的导电材料，使得当第一电极1的延伸结构11放置在分压元件7上时，弹性导电器件8能够适当地弹性形变以适配安装，同时保证分压元件7与导电体6的电连接，如图1中所示的。在一个实施例中，弹性导电器件8可以包括弹性金属材料，诸如，弹针、弹片、弹簧、弹性伸缩针等，其表面可以镀有金属，包括但不限于：金、银、镍、锡等金属材料。

在本发明的浪涌保护器的第一实施例100中，将多个绝缘框5、多个导电体6的形状设置成方形。然而，本发明的其他实施例可以将绝缘框5、导电体6设置成其他形状，包括但不限于：多边形、圆形、椭圆形等。这些形状的变化也将落入本申请的保护范围内。

在图2所示的浪涌保护器的第一实施例100中，浪涌保护器100包括两个分压元件7和四个导电体6。然而，这仅是示例性的。在本发明的其他实施例中，可以设置其他的分压元件7数量和导电体6数量。分压元件7的数量与导电体6的数量在功能上相匹配，使得浪涌保护器100能够实现导通分流功能，以此保护所连接的设备、电路等。例如，在本发明的设计中，在具有一个分压元件7的情况下，可以对应地设置三个导电体6；在具有两个分压元件7的情况下，可以对应地设置四个导电体6，在具有三个分压元件7的情况下，可以对应地设置五个导电体6。还可以设置其他数量的分压元件7数量和匹配的导电体6数量。在本发明的实施例中，在分压元件的数量为n的情况下，导电体的数量可以是n+2。

为了制造方便考虑，每个绝缘框5可以包括相同数量的孔51。例如在如图2所示的浪涌保护器100的第一实施例中，该第一实施例包括四个导电体6、三个绝缘框5以及两个分压元件7，每个绝缘框5可以被设计成具有两个孔51。当浪涌保护器100组装好时，一个分压元件7可以通过弹性导电器件8以及第二方向B上的第一个绝缘框5内的一个孔51与导电体6电连接，另一分压元件7可以通过弹性导电器件8以及第二方向B上的第二个绝缘框5内的另一个孔51与导电体6电连接，如图6所示。在其他实施例中，不同的绝缘框5还可以包括不同数量的孔51。作为示例而非限制，每个绝缘框5可以仅包括一个孔51，其中每个孔51在每个绝缘框5上的位置可以错开以如上所述的防止短路，并且与所要分压元件7的位置匹配，使得对应的分压元件7通过孔51能够与绝缘框5内的导电体6电连接。在具有其他数量的分压元件7的情况下，每个绝缘框5也可以包括其他数量的孔51。

图7是根据本发明的另一实施例的浪涌保护器200的爆炸图。在图7的浪涌保护器200的实施例中，浪涌保护器200和浪涌保护器100可以具有大体相同的设置，除了采用气体放电管10的堆叠来代替多个导电体6和绝缘框5的堆叠。气体放电管10的堆叠可以是n层，n为整数。具体而言，浪涌保护器200可以包括：壳体3、第一电极1、导电体6-1、分压元件7、以及气体放电管10的堆叠。类似于浪涌保护器100，第一电极1可以与气体放电管10的堆叠中的最外侧的一层导电层接触。分压元件7与气体放电管10的堆叠中的至少一部分导电层电连接。在一个优选的实施例中，分压元件7经由弹性导电器件8与气体放电管10的堆叠中的至少一部分导电层电连接。第一电极1可以包括设置在第一电极1的一侧上的延伸结构11，该延伸结构11与分压元件7接触。浪涌保护器200的其他结构特征可以与浪涌保护器100的结构特征类似，在此不再赘述。

由以上浪涌保护器的实施例可以看出，首先，本发明设计了第一电极1上的延伸结构11，通过延伸结构11，分压元件7可以与第一电极1（进而与第一电极1所电连接的导电体6）电连接，实现了电极与分压元件连接结构上的改进。进一步地，由于本发明将分压元件7设置并固定在壳体3的孔32内，因此本发明无需将分压元件7和/或弹性导电器件8预先焊接到单独的PCB电路板上，进而无需进一步将焊接了分压元件7和/或弹性导电器件8的PCB电路板固定到其余组件上。因此，本发明通过这一设计使得浪涌保护器结构连接更加简单可靠，并且无需使用印刷电路板作为单独的触发电路。这一方面实现了简化了产品组装，从而能够简化工艺流程、提高生产效率，进而降低生产成本，另一方面也使得装配形式更加多样化。

此外，本发明通过第一电极1和固定板4的双层固定结构，有效解决了产品固定问题，并且使得根据本发明设计的浪涌保护器与现有产品相比宽度尺寸极薄，减小了产品尺寸和安装空间，并且在极薄的尺寸下依旧能够满足超大通流的技术要求。

上文已对本发明的基本概念做了描述。显然，对于本领域技术人员来说，上述披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请实施例的精神和范围。

Claims (17)

1.一种浪涌保护器，其特征在于，包括：

壳体；

多个绝缘框，所述绝缘框堆叠在一起并设置在所述壳体内；

多个导电体，所述多个导电体分别设置在所述多个绝缘框内；

第一电极，所述第一电极与所述多个导电体中的第一方向上最外侧的导电体接触；以及

分压元件，所述分压元件与所述多个导电体中的一部分导电体电连接；

其中，所述第一电极包括设置在所述第一电极的一侧上的延伸结构，所述延伸结构与所述分压元件电接触，所述壳体的第一侧面包括孔，所述孔被配置成用于容纳所述分压元件。

2.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述第一电极的所述延伸结构进一步用于分别将所述分压元件封装在所述壳体内。

3.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述浪涌保护器不使用印刷电路板作为单独的触发电路。

4.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述浪涌保护器进一步包括弹性导电器件，所述分压元件通过所述弹性导电器件与所述多个导电体中的所述一部分导电体电连接。

5.如权利要求4所述的浪涌保护器，其特征在于，所述绝缘框的一侧上设有孔，所述弹性导电器件经由所述绝缘框的孔与所述导电体连接，使得所述分压元件与设置在所述绝缘框中的导电体电连接。

6.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述浪涌保护器进一步包括第一导电端子，所述第一导电端子设置成附接所述多个导电体中的第二方向上最外侧的导电体，所述第一导电端子被配置成用于与所述浪涌保护器外部的电路连接。

7.如权利要求6所述的浪涌保护器，其特征在于，所述第一电极进一步包括第二导电端子，所述第二导电端子被配置成用于与所述浪涌保护器外部的电路连接。

8.如权利要求6所述的浪涌保护器，其特征在于，所述壳体的第二侧面包括槽，所述槽被配置成用于允许所述第一导电端子所附接的导电体从其通过。

9.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述浪涌保护器进一步包括固定板，所述固定板被配置成用于将所述多个绝缘框、所述多个导电体、所述第一电极固定并封装在所述壳体内部。

10.如权利要求9所述的浪涌保护器，其特征在于，所述固定板包括刚性的非金属材料或者金属材料。

11.如权利要求9所述的浪涌保护器，其特征在于，所述固定板用紧固件固定到所述壳体。

12.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述壳体是绝缘壳体，包括工业阻燃等级绝缘材料。

13.如权利要求12所述的浪涌保护器，其特征在于，所述壳体包括陶瓷材料、高分子绝缘材料中的一种或多种。

14.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述绝缘框的材料包括高分子绝缘材料、橡胶、聚四氟乙烯PTFE、陶瓷中的一种或多种。

15.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述导电体的材料包括石墨片、钨铜合金中的一种。

16.如权利要求1所述的浪涌保护器，其特征在于，所述分压元件包括电容器。

17.如权利要求1-4、6-13、15-16中任一项所述的浪涌保护器，其特征在于，所述浪涌保护器的以下部分用气体放电管的堆叠来代替：多个导电体中除了最远离所述第一电极的导电体之外的导电体与所述多个绝缘框的堆叠。

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