CN113711454A - 用于过电压保护的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于过电压保护的装置(1)，包括：‑印刷电路板(9)，‑具有金属氧化物变阻器本体的变阻器(21)，该变阻器本体具有面(25)和沉积在所述面(25)上的导电金属层(28)，其中，变阻器(21)通过印刷电路板的第一连接轨道(10)和断开接片(24)连接至第一电连接端子(2)，断开接片(24)通过热熔接合直接附接至金属层(28)并在所述金属层(28)上施加牵引力，使得断开接片(24)响应于热熔接合的熔化从金属层(28)离开并且断开第一端子(2)与变阻器(21)之间的电连接。

Description

用于过电压保护的装置

技术领域

本发明涉及用于用电电器的集成的电压保护部件领域。

背景技术

为了保护用电电器，通常在AC电源的两条线路之间使用与气体放电管串联连接的金属氧化物变阻器，特别是氧化锌变阻器。

在这样的装置中，气体放电管几乎支持电源的整个AC电压。具体地，放电管的杂散电容为几皮法，而变阻器的杂散电容为几纳法。当发生过电压时，它会触发气体放电管，该气体放电管只有在随后流过它的电流(称为后续电流)变得足够小时才能熄灭。正是变阻器的电阻确保了后续电流受到限制，并使气体放电管熄灭成为可能。

有许多电器能够受到这种装置的保护。例如电子电器、电话和计算机系统、光伏电器、LED照明电器以及其他电器。

然而，结合变阻器和放电管的保护装置可能既复杂又笨重。

JP3993256公开了一种过电压保护装置，其包括印刷电路板、正温度系数热敏电阻元件、放置在热敏电阻元件的任一侧的电极以及紧固至电极之一的断开接片。

发明内容

本发明的一个目的是提供简单、不引人注目且可靠的保护装置。

为此，本发明提供了一种过电压保护装置，其具有：

-印刷电路板，

-具有金属氧化物变阻器本体的变阻器，该金属氧化物变阻器本体具有面和沉积在所述面上的导电金属层，

其中，变阻器通过印刷电路板的第一连接轨道和断开接片连接至第一电连接端子，断开接片通过热熔接合直接紧固至金属层并在所述金属层上施加牵引力，使得断开接片响应于热熔接合的熔化从金属层离开并且接合断开第一端子与变阻器之间的电连接。

凭借这些特征，该保护装置易于生产。具体地，断开接片与金属层之间的直接连接除了沉积的金属层或断开接片之外不需要任何端子接合。具体地，这种装置不需要连接金属层和断开接片的铜电极。

此外，凭借这些特征，该装置是不引人注目的。具体地，该保护装置不需要用于连接金属层和断开接片的电极的空间。

在本文件的上下文中，沉积在金属氧化物变阻器本体上的导电金属层是借助于金属沉积工艺施加到金属氧化物上的涂覆。

根据一些实施方式，这种过电压保护装置可以具有以下特征中的一个或更多个。

根据一个实施方式，变阻器具有由金属氧化物制成，例如由氧化锌制成的变阻器本体。

根据一个实施方式，该装置还具有气体放电管。根据一种实施方式，变阻器和气体放电管在印刷电路板上串联连接。

根据一个实施方式，一个金属层或多个金属层由银制成。根据一个实施方式，一个金属层或多个金属层是银闪光件。

根据一个实施方式，一个金属层或多个金属层的厚度在8μm与16μm之间，优选地在8μm与12μm之间，例如10μm。

根据一个实施方式，金属层是通过丝网印刷和固化方法沉积的。

根据一个实施方式，变阻器的本体具有圆柱形形状，优选地为回转体状，但也可以具有正方形、矩形或甚至任何横截面。根据一个实施方式，变阻器的本体的第一面和第二面平行并且形成变阻器的端部。根据一个实施方式，变阻器具有由树脂制成的壳。

根据一个实施方式，热熔焊料由锡基合金制成，该锡基合金可以包含各种其他金属，诸如铋、银或铜，熔化温度通过改变合金的成分来选择。根据一个实施方式，用于生产热熔接合的合金不包含铅或镉。根据一个实施方式，热熔焊料由其熔化温度在130℃与142℃之间，优选地在138℃与142℃之间的“低温”锡合金组成。热熔接合可以使用以金属丝、接片或其他预制件形式提供的合金来生产，可能包含诸如助焊剂等的清洁剂。

根据一个实施方式，金属层是第一导电金属层并且变阻器本体的面是所述变阻器本体的第一面并且其中印刷电路板的轨道是印刷电路的第一导电轨道，变阻器本体还具有沉积在变阻器本体的第二面上的第二金属层，所述第二面与第一面相反，并且其中变阻器通过所述第二导电金属层与印刷电路板的第二轨道之间的直接连接被安装在印刷电路板上。

凭借这些特征，该装置易于制造。具体地，第二沉积金属层与第二导电轨道之间的直接连接不需要任何附加部件，以便创建变阻器与第二导电轨道之间的连接。此外，变阻器与第二导电轨道之间的这种直接连接具有小体积，因此该装置也具有小体积。

根据一个实施方式，断开接片是板簧，该板簧通过所述板簧的端部与导电金属层之间的热熔接合被预加应力。

凭借这些特征，在断开接片与变阻器之间的热熔接合是简单的，而同时在热熔接合熔化时保证断开接片与变阻器之间的断开。具体地，在操作状态，在断开接片与变阻器之间的连接由热熔接合创建，并且当所述热熔接合劣化时，片簧可以将断开接片于变阻器间隔开，而无需任何额外的元件以便将所述断开接片从变阻器离开，板簧不再受到热熔接合的预加应力，从而在没有外部帮助的情况下从变阻器离开。

根据一个实施方式，施加到断开接片并由热熔接合保持的预加应力在5N与10N之间，优选地在6N与7N之间，理想地是6.5N。通常在热熔接合熔化时，这样的预加应力不足以使相对薄的金属层损坏，而同时使得可以在没有反作用力的情况下将移动断开接片与金属层。

根据一个实施方式，断开接片由铜合金组成。

根据一个实施方式，断开接片由铜、铍和镍合金组成。这种合金能够实现断开接片的最佳导电性以及令人满意的弹性，从而在由断开接片施加在所述金属层上的预加应力的作用下不会使金属层损坏。

根据一个实施方式，断开接片具有紧固至第一轨道的锚固部分、在锚固部分与变阻器本体的面之间延伸的挠性部分、以及通过热熔接合被紧固至金属层的紧固部分。

根据一个实施方式，断开接片具有弹性，该弹性由紧固部分在如下的力下沿垂直于变阻器的面的方向的位移为4mm特征化，所述力沿所述位移方向施加到所述紧固部分，在5N与10N之间、优选地在6N与7N之间，理想的是6.5N。

根据一个实施方式，锚固部分的长度在4mm与6mm之间，优选地为4.45mm。根据一个实施方式，挠性部分的长度在16mm与18mm之间，优选地为17.2mm。根据一个实施方式，紧固部分的长度在1.5mm与4mm之间，优选地为2.68mm。所述长度沿断开接片的纵向方向获取。根据一种实施方式，断开接片还具有在0.3与0.6mm之间的厚度，优选地为0.4mm。根据一个实施方式，断开接片的宽度在3与7mm之间，优选地为4mm。

根据一个实施方式，断开接片的刚度在1250N/m与2500N/m之间、优选地在1500N/m与1750N/m之间、理想地在1625N/m之间。

根据一个实施方式，断开接片具有在250与310之间的维氏硬度。

根据一个实施方式，断开接片具有大于或等于48％的IACS电导率。

在断开片与第一金属层之间的接触表面被确定为针对过电压保护装置的预期闪电电流的函数。根据一个实施方式，在断开接片与第一金属层之间的接触表面在15.5mm²与17.5mm²之间，优选地为16.5mm²。

根据一个实施方式，断开接片是粗糙的。根据一个实施方式，断开片具有表面处理，例如镀银处理、镀锡处理或其他处理。

根据一个实施方式，保护装置具有大于或等于0.6mΩ的电阻。

根据一个实施方式，过电压保护装置还具有围绕变阻器布置的保护壳体。根据一个实施方式，壳体围绕气体排放管布置。

这样的保护壳体可以保护该保护装置的部件，特别是当为了将其安装在电路中而操纵所述装置时。

根据一个实施方式，保护壳体具有形成内部凹陷的容器，变阻器被容纳在所述内部凹陷中，所述容器具有开口。根据一个实施方式，气体放电管被容纳在所述凹陷中。

根据一个实施方式，印刷电路板形成容器的盖，使得所述印刷电路板形成保护壳体的底部。

根据一个实施方式，第一金属层通过连接接片连接至印刷电路板的第三连接轨道。根据一个实施方式，该第三连接轨道连接该连接接片和第三电连接端子。

根据一个实施方式，印刷电路板具有连接气体放电管和第二电连接端子的第四导电轨道。

根据一个实施方式，印刷电路板具有连接变阻器的第二金属层和第四电连接端子的第五导电轨道。

根据一个实施方式，印刷电路板具有连接第二导电轨道和第五电连接端子的第六导电轨道。

根据一个实施方式，本发明还提供了一种用于制造过电压保护装置的方法，包括：

-提供印刷电路板，该印刷电路板包括多个电连接端子和多个导电轨道，

-提供具有金属氧化物变阻器本体的变阻器，该金属氧化物变阻器本体具有面和沉积在所述面上的导电金属层，

-将断开接片紧固至印刷电路板的第一轨道，所述第一轨道连接所述断开接片和第一电连接端子，待焊接的接片被布置在断开接片与第一轨道之间，

-将变阻器紧固至印刷电路板，使得所述断开接片与第一轨道位于相反的端部被定位成面向变阻器的第一金属层并且与变阻器的第一金属层相距一定距离，待焊接的接片被布置在变阻器与印刷电路板之间，

-使断开接片弹性变形，以使所述断开接片的第二端部与金属层，接触以及

-在断开接片的所述端部与金属层之间进行热熔焊接。

根据一个实施方式，在执行热熔焊接之后，该方法还包括在保护装置上沉积清漆。

根据一个实施方式，该方法还包括：

-在熔炉中对所述装置进行加热，一方面以便焊接印刷电路板和变阻器，

而另一方面以便焊接断开接片。

根据一种实施方式，清漆通过喷涂沉积，例如通过清漆喷涂或树脂喷涂。

根据一种实施方式，在熔炉中的加热在大于或等于200℃，例如270℃的温度下进行。

根据一个实施方式，使用热熔焊料进行热熔焊接。

根据一个实施方式，将沉积在变阻器本体上的一个金属层或多个金属层固化包括干燥阶段和紧固阶段。根据一个实施方式，干燥阶段在130℃与170℃之间，例如150℃的温度下进行。根据一个实施方式，干燥阶段在150℃下进行3分钟与20分钟之间的持续时间，例如3分钟与5分钟之间的持续时间。根据一个实施方式，紧固阶段在500℃与700℃之间，优选为600℃的温度下进行。根据一种实施方式，紧固阶段进行5小时与24小时之间的持续时间。

根据本发明的第二个主题，本发明提供了一种过电压保护装置，包括：

-印刷电路板，

-变阻器，

-气体放电管，变阻器和气体放电管串联连接在印刷电路板的第一电连接端子与第二电连接端子之间，

其中：

-变阻器通过印刷电路板的第一导电轨道连接至第一端子，

-气体放电管通过印刷电路板的第二导电轨道连接至变阻器，

-气体放电管通过印刷电路板的第三连接轨道连接至第二电连接端子，并且其中，第二轨道和第三轨道各具有弯曲部分，所述弯曲部分连接至气体放电管并且处于气体放电管的任一侧，所述弯曲部分各自具有相对于气体放电管面向一个方向且同一个方向的凹面，所述弯曲部分各自具有热熔区域，该热熔区域能够响应于过电流而将相应的轨道分成两个单独的部分，每个轨道的所述两个单独部分之间的距离被配置为允许首先响应于能够激活气体放电管的过电压以及其次响应于使所述气体放电管保持在导电状态的电流和电压而在所述两个独立部分之间产生电弧。

凭借这些特征，第二轨道和第三轨道形成能够保护气体放电管的可熔化区域，在过电压的情况下产生的电弧被划分成三个串联的电弧，电弧产生在气体放电管中和在每个热熔区域中，从而可以更好地控制所述电弧。此外，被布置在弯曲部分上的变薄部分可以使在所述变薄部分处产生的电弧定向，使得在所述变薄部分产生的电弧被定向在相反的方向上，限制了所述电弧之间的干扰风险并且与单个电弧相比，使其更容易将所述电弧熄灭。

根据一些实施方式，除了上面已经指出的特征之外，这种过电压保护装置还可以具有以下特征中的一个或更多个。

根据一个实施方式，在所述第一电端子与第二电端子之间存在电流的情况下，第一导电轨道、第二导电轨道和第三导电轨道一起形成第一电端子与第二电端子之间的开放磁场回路。这种磁场回路使得可以将在热熔区域产生的电弧定向，使得所述电弧彼此不会干扰。

根据一个实施方式，与第二导电轨道的热熔区域相切的圆的半径和与第三导电轨道的热熔区域相切的圆的半径形成80°与100°之间的角度，优选地90°的角度。凭借这些特征，降低了在热熔区域产生的电弧之间的干扰风险，并且更容易使电弧熄灭。

根据一个实施方式，变阻器通过断开接片连接至第三电端子，所述断开接片通过热熔接合连接至变阻器，该热熔接合能够响应于变阻器的温度升高超过阈值而断开第三电端子与变阻器之间的接合，所述第一电端子旨在连接至电能供应回路的相。

根据一个实施方式，第一电端子旨在连接至电能供应回路的中性点，而第二电端子旨在连接至地，气体放电管通过第四导电轨道连接至第四电端子，所述第四导电轨道连接至第二导电轨道，所述第四电端子旨在连接至由电能供应回路供电的电路的中性点。

根据一个实施方式，变阻器通过第六导电轨道连接至第五电端子，所述第五电端子旨在连接至由电能供应回路供电的电路的相。

根据一个实施方式，本发明还提供了一种用于制造过电压保护装置的方法，包括：

-提供印刷电路板，该印刷电路板包括多个电连接端子和多个导电连接轨道，

-提供变阻器，

-提供气体放电管，

-将变阻器沉积在印刷电路板上，使得变阻器通过第一导电轨道连接至第一电连接端子，

-将气体放电管沉积在印刷电路板上，使得变阻器和气体放电管经由将变阻器和气体放电管进行连接的第二导电轨道和将气体放电管连接至所述第二电连接端子的第三导电轨道而串联连接在印刷电路板的第一电连接端子与第二电连接端子之间，第二轨道和第三轨道各自具有弯曲部分，所述弯曲部分连接至气体放电管并且处于气体放电管(22)

的各一侧，所述弯曲部分各自具有相对于气体放电管面向一个定向且同一定向的凹面，所述弯曲部分各自具有能够响应于过电流而将相应的轨道划分成两个独立部分的热熔区域，所述轨道的所述两个独立部分之间的距离被配置为允许首先响应于能够激活气体放电管的过电压以及其次响应于使所述气体放电管保持在导电状态的电流和电压而在所述两个独立部分之间产生电弧。

根据一个实施方式，在这种制造方法中，变阻器具有由金属氧化物制成的变阻器本体，该变阻器本体具有面和沉积在所述面上的导电金属层。

根据一个实施方式，除了上述特征之外，这种制造方法还可以包括：

-在印刷电路板的第四轨道上沉积断开接片，所述第四轨道连接所述断开接片和第三电连接端子，执行将变阻器沉积在印刷电路板上的步骤使得断开接片的末端与第一轨道相对且与变阻器的金属层间隔开，

-使断开接片弹性变形，以使所述断开接片的第二端部与金属层接触，以及

-在断开接片的所述端部与金属层之间进行热熔焊接。

附图说明

参照附图，通过以下对本发明的多个特定实施方式的描述，将更好地理解本发明，并且其进一步的目的、细节、特征和优点将变得更加清楚，这些实施方式仅通过示例而非限制的方式给出。

[图1]图1是过电压保护装置的示意性立体图；

[图2]图2是图1的过电压保护装置的印刷电路板和安装在所述印刷电路板上的部件的示意性立体图；

[图3]图3是图2中的变阻器的剖面图；

[图4]图4是图3的断开接片的剖面图；

[图5]图5是图2的印刷电路板的平面图，其中省略了安装在所述印刷电路板上的部件，并且示出了由流过气体放电管的电流产生的磁力；

[图6]图6是图2的印刷电路板的平面图，其中省略了安装在所述印刷电路板上的部件，并且示出了在过电压存在的情况下产生电弧的区域；

[图7]图7是图2的印刷电路板的平面图，其中省略了安装在所述印刷电路板上的部件，并且示出了在过电压存在的情况下产生电弧的取向。

具体实施方式

如图1至图7所示的过电压保护装置，在下文中称为装置1，旨在被集成到电路中，以保护所述电路的一个或多个电气设备免受过电压影响。例如，这种电气设备是LED照明装置或其他装置。因此，装置1具有旨在接收电路的电缆的导电端子。在图1中，装置1具有旨在连接至相的第一导电端子2、旨在连接至中性点的第二导电端子3以及旨在连接至地的第三导电端子4。此外，装置1具有旨在将装置1连接至电路(未示出)的第四导电端子5和第五导电端子6。

该装置1具有壳体7，所述装置1的各种部件容纳在该壳体中。导电端子2至6从壳体7露出，以允许它们连接至电源供应电路或被供电的电路。该壳体7具有形成内部凹陷的容器8，在该内部凹陷中容纳装置1的各种部件。

如图2所示，装置1具有印刷电路板9。有利地，该印刷电路板9形成壳体7的盖并与容器8相互作用以关闭壳体7，同时将装置1的各种部件容纳在内部凹陷中。

印刷电路板9具有多个导电轨道，允许装置1的各个部件彼此电连接并且电连接至导电端子2至6。更具体地，例如如图5所示，印刷电路板9具有将第一电端子2电连接至第一连接区域11的第一导电轨道10。印刷电路板9的第二导电轨道12将第二连接区域13连接至第四电端子5。第三导电轨道14将第三连接区域15连接至第三电端子3。第三连接区域15还经由第四导电轨道16连接至第四连接区域17。第五导电轨道18将所述第四连接区域17连接至第五导电端子6。最后，第六导电轨道19将第五连接区域20连接至第三电端子4。

如图2所示，装置1还具有变阻器21、气体放电管22、连接接片23和断开接片24。

变阻器21具有由金属氧化物制成的本体，例如由氧化锌制成的变阻器本体。变阻器的本体具有平坦且平行的第一面25和第二面26。变阻器21的本体具有回转圆柱体形状，第一面25和第二面26具有圆形形状。变阻器21的本体的侧面27优选地涂覆有环氧树脂。

第一面25涂覆有由导电材料制成的第一金属层28。例如，该第一金属层28是通过丝网印刷沉积方法沉积在第一面25上的银闪光件。例如，这种第一金属层28通过穿过熔炉而被干燥。这样穿过熔炉例如在130℃与170℃之间的温度下进行几分钟。例如，穿过熔炉包括将第一金属层28暴露于150℃的温度下至少3至5分钟。然后在500℃与700℃之间的温度，例如600℃下的固化期间紧固第一金属层达5小时与24小时之间的持续时间。与变阻器21的厚度相比，这种第一沉积金属层28具有低厚度，例如8μm到16μm的数量级，优选地在8μm与12μm之间，理想地为10μm。

以相同的方式，变阻器21的本体的第二面26也涂覆有例如由银制成的第二沉积金属层。该第二金属层以与第一金属层28相同的方式通过丝网印刷沉积方法、随后进行干燥步骤和紧固步骤来制造。

变阻器21直接安装在印刷电路板9上。更具体地，沉积在变阻器21本体的第二面26上的第二金属层在第三连接区域15中直接安装在印刷电路板9上。换言之，沉积在变阻器的本体的第二面26上的第二金属层在所述第三连接区域15中直接连接至第三导电轨道14和第四导电轨道16。因此，所述第三导电轨道15将变阻器21直接连接至第二电端子3。

此外，变阻器21还连接至第一连接区域11和第二连接区域13。更具体地，断开接片24具有安装在第一连接区域11中的第一端部，并因此电连接至第一导电轨道10，并且断开接片24具有安装在第一金属层28上的第二端部，如下面参照图3和图4更详细地解释的。此外，连接接片23具有安装在第二连接区域13中的第一端部29，以及因此连接至第二导电轨道12，并且连接接片23具有安装在第一金属层28上的第二端部30。

气体放电管22的一部分安装在第四连接区域17和第五连接区域20中的印刷电路板9上。通常，所述气体放电管22的第一端子连接第四连接区域17，即，连接第四导电轨道16和第五导电轨道18，并且所述气体放电管22的第二端子连接至第五连接区域20并因此连接至第六导电轨道19。因此气体放电管22的第一端子首先经由第四导电轨道16电连接至变阻器21，以及其次经由第五导电轨道18电连接至第五电端子6。此外气体放电管22的第二端子经由第六导电轨道19连接至第三电端子4。

因此印刷电路板9同时用作变阻器21、气体放电管22、连接接片23和断开接片24的支撑件、借助于导电轨道10、12、14、16、18、19用作部件之间的接合、以及用作壳体7的底部。

下面参考图3和图4描述印刷电路板9和变阻器21之间的接合。

连接接片23的第一端部29是平的，以便能够在第二连接区域13中被紧固至印刷电路板9，即，与第二导电轨道12接触。同样，所述连接接片23的第二端部30是平的，以便能够被紧固至第一金属层28。连接接片具有连接第一端部29和第二端部30的弯曲的中央部分31。该中央部分31是刚性的并且被设计成不会在印刷电路板9和/或第一金属层28上施加应力。

断开接片24是板簧的形式。例如，该断开接片24由铜合金制成。例如，断开接片24由铜、铍和镍合金制成，这种合金能够实现良好的导电性和良好的弹性。

沿着断开接片24的纵向方向连续，所述断开接片24具有锚固部分32、挠性部分33、紧固部分34和返回部分35。以与连接接片23的端部29和端部30相同的方式，使断开接片24的锚固部分32是平坦的，以便能够在与第一导电轨道10电连接的第一连接区域11中被紧固至印刷电路板9。

紧固部分34直接紧固于第一金属层28，即，第一金属层28起到变阻器21的连接电极的作用。紧固部分34是平坦的，以便能够以确保将所述紧固部分34稳定紧固至第一金属层28。紧固部分与第一金属层之间的接触表面被确定为装置1的预期的闪电电流的函数。紧固部分34与第一金属层28具有例如5mm²与17.5mm²之间的接触表面，例如9mm²或16.5mm²的接触表面。紧固部分34与第一金属层28之间的这种接合通过热熔接合产生，即，接合能够响应于超过阈值的温度而劣化，例如阈值温度在130℃与142℃之间，优选地在138℃与142℃之间。该热熔接合通过任何合适的方式，例如低温焊接形成。这种热熔焊料可以通过添加材料，诸如例如锡或另一种材料来生产。这种添加材料是例如不含铅或镉的锡合金，其形式为与诸如助焊剂等的清洁剂相关联的金属丝、接片或预制件。

连接锚固部分32与紧固部分34的挠性部分33是弯曲的和弹性的。当热熔接合劣化时，该挠性部分33使得可以将紧固部分34从第一金属层28移开。为了确保在热熔接合劣化时紧固部分34和第一金属层28的这种移动分开，断开接片24被预加应力。然而，由于第一金属层28相对薄，大约为几μm，例如在8μm与16μm之间，优选地在8μm与12μm之间，例如10μm，因此挠性部分33必须具有弹性特性使得该预加应力不会过大。具体而言，过大的预加应力会撕裂沉积在变阻器21的本体上的第一金属层28，并因此损坏变阻器21。然而，挠性部分33必须具有足够的弹性以在热熔接合劣化时令人满意地将紧固部分34从第一金属层28移开。

在一个示例性实施方式中，挠性部分33具有例如在16mm与18mm之间、优选地为17.2mm的长度，在3mm与7mm之间、优选地为4mm的宽度，以及在0.3与0.6mm之间、优选地为0.4mm的厚度。在该示例中，如图4所示，挠性部分33具有弹性，使得被施加到挠性部分33与紧固部分34之间的接合处并沿着垂直于锚固部分32的平面的方向的、在5N与10N之间，优选地为6.5N的力在所述接合处产生4mm的位移。

为了实现挠性部分的弹性特性，断开接片24可以进行各种处理，诸如例如进行旨在赋予其这些所需机械特性的回火热处理。例如，断开接片24可以是粗糙的或经过表面处理的，例如通过镀银或镀锡。断开接片24具有在1250N/M与2500N/M之间的刚度，优选地在1500N/M与1750N/M之间的刚度，理想地为1650N/M的刚度。断开接片优选地具有在250与310之间的维氏硬度。

参考图5，观察到第四导电轨道16具有第一弯曲部分36。同样，第六导电轨道19具有第二弯曲部分37。第一弯曲部分36和第二弯曲部分37具有处于所述导电轨道16和19的一侧且同一侧的曲率中心。换言之，第一弯曲部分和第二弯曲部分具有彼此面对的相应凹面。因此，如图5所示，在第二电端子3与第三电端子4之间的接合为所述电端子3和4之间的大致开环38的形状，该开环38在图5和图6中以虚线示意性地示出。该开环38经由气体放电管22(图5和图6中未示出)穿过第三导电轨道14、第四导电轨道16和第六导电轨道19。因此，在存在流经该开环38的电流的情况下，朝向该环的外部产生磁力，如图6中的箭头39所示。

第一弯曲部分36具有第一变薄轨道部分40。同样，第二弯曲部分37具有第二变薄轨道部分41。这些变薄部分40和41形成在过电流存在时劣化的可熔化区域。更具体地，如下面所解释的，流过这些变薄轨道部分40和41的过电流使它们熔化，从而在所述变薄轨道部分处中断相应的导电轨道，实现可熔化区域的功能。

优选地，第一弯曲部分36在第一变薄部分40处的切线，优选地取自所述第一变薄部分40的中间，垂直于第二弯曲部分37在第二变薄部分41处的切线，优选地取自所述第二变薄部分41的中间。换言之，与第一变薄部分40的中间相切的圆的半径和与第二变薄部分41的中间相切的圆的半径形成80°与100°之间的角度，优选地90°的角度，如附图中所示。例如，这种垂直半径在图6中针对第一弯曲部分36用附图标记42并针对第二弯曲部分37用附图标记43示出。

在电路的正常操作期间，电流经由第一导电轨道10、断开接片24、第一金属层28、连接接片23和第二导电轨道12在第一电端子2与第四电端子5之间流动。此外，在电路的正常操作期间，电流还经由第五导电轨道18、第四导电轨道16和第三导电轨道14在第五电端子6与第二电端子3之间流动。

变阻器21和气体放电管22可以在过电压存在的情况下保护电路。

在过电压存在的情况下，在气体放电管22中产生图7所示的电弧46，从而连接电路和第三电端子3，通常该电端子是打算接地的。

第一变薄部分40在过电流的作用下熔化，因此第四导电轨道16在已经熔化的所述第一变薄部分40处被中断。同样，第二变薄部分41在过电流的作用下熔化，因此第六导电轨道19在已经熔化的所述第二变薄部分41处被中断。第一变薄部分40的长度被校准，使得在所述第一变薄部分40已经熔化之后，通过第四导电轨道16的、已经被已熔化的所述第一变薄部分40分开的部分之间电流的存在和电流的流动而产生并维持电弧44。以相同的方式，第二变薄部分41的长度使得过电流导致第二变薄部分熔化并且第六导电轨道19的、在第二变薄部分41熔化时分开的部分之间的电弧45能够通过电流的存在和电流的流动来维持。

换言之，在过电流存在的情况下，第一变薄部分40和第二变薄部分41使得可以将通常在气体放电管22中产生的电弧分成三个串联的电弧，第一电弧44位于第四导电轨道16上，第二电弧46位于气体放电管22中，并且第三电弧45位于第六导电轨道19上。这样划分为多个电弧44、45和46提供更好地将这些电弧中断的能力。

此外，变薄部分40和41位于其曲率半径处于一侧且同一侧的弯曲部分的事实有利地使得电弧44和45的定向成为可能。如上所述，轨道36和37的曲率使得形成开环38成为可能。在这种开环38的弯曲部分36和37上产生的电弧44和45，通常在变薄部分40和41处，朝向这种开环38的外侧产生。因此，如图7所示，在变薄部分40和41处产生的电弧44和45因此朝向开环38的外侧定向，并因此在相反的方向，从而防止这些电弧44和45彼此干扰和彼此接触。因此由于弯曲部分36和37导致的电弧44和45的这种定向通过将由电流和电流流动维持的电弧划分成三个电弧44、45和46来确保变薄部分40和41有效地保护气体放电管22，所述分开的电弧中的两个处于所述气体放电管22的任一侧。

此外，在过电流存在的情况下，在断开接片24与变阻器21的第一金属层28之间的热熔接合熔化。从那时起，第一金属层28不再经由热熔接合将保持力施加在紧固部分34上，该保持力与通过挠性部分33施加在所述紧固部分34上的力相反。在不存在反作用力的情况下，挠性部分33使紧固部分34弹性地从第一金属层28离开，从而断开所述断开接片24与变阻器21之间的连接。

下面描述制造过电压保护装置的方法。在第一步骤中，将待焊接的焊膏沉积在印刷电路板9上。在第二步骤中，部件，即变阻器21、气体放电管22、连接接片23和断开接片24被沉积在印刷电路板9上。在第三步骤中，如此形成的组件穿过熔炉。这样穿过熔炉的过程例如在高于200℃，例如270℃的温度下进行，并且除了断开接片24与变阻器21之间的热熔接合之外，可以在单个步骤中执行所有焊接操作。在第四步骤中，例如在130℃与142℃之间的低温焊接用于在断开接片24与变阻器21的第一金属层28之间形成热熔接合。例如，这种低温焊接是通过添加金属丝、接片或预制件形式的锡铋合金来进行的。然后如此形成的组件使用清漆喷涂或树脂喷涂进行热带化。

尽管本发明已经结合多个特定实施方式进行了描述，但显然本发明决不受其限制，并且它包括所描述手段的所有技术等同物及其组合，其中这些都落入本发明的范围。

因此动词“具有”、“包含”或“包括”及其成对形式的使用不排除权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。

在权利要求中，括号内的附图标记不应被解释为限制权利要求。

Claims (14)

1.一种过电压保护装置(1)，包括：

-印刷电路板(9)；

-变阻器(21)，所述变阻器(21)具有金属氧化物变阻器本体，所述金属氧化物变阻器本体具有面(25)和沉积在所述面(25)上的导电金属层(28)，

其中，所述变阻器(21)通过所述印刷电路板的第一连接轨道(10)和断开接片(24)连接至第一电连接端子(2)，所述断开接片(24)通过热熔接合直接紧固至所述金属层(28)并在所述金属层(28)上施加牵引力，使得所述断开接片(24)响应于所述热熔接合的熔化而从所述金属层(28)离开并且断开所述第一端子(2)与所述变阻器(21)之间的电连接。

2.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，所述金属层(28)由银制成。

3.根据权利要求1或2所述的过电压保护装置，其中，所述金属层(28)的厚度在8μm至16μm之间。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的过电压保护装置，其中，所述金属层(28)是通过丝网印刷和固化方法沉积的。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的过电压保护装置，其中，所述金属层(28)是第一导电金属层(28)，并且所述变阻器本体(21)的所述面(25)是所述变阻器本体(21)的第一面(25)，并且其中，所述印刷电路板(9)的所述轨道(10)是所述印刷电路板(9)的第一导电轨道(10)，所述变阻器本体(21)还包括沉积在所述变阻器本体(21)的第二面(26)上的第二金属层(28)，所述第二面(26)与第一面(25)相反，并且其中，所述变阻器(21)通过所述第二导电金属层与所述印刷电路板(9)的第二轨道(16)之间的直接连接被安装在所述印刷电路板(9)上。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的过电压保护装置，其中，所述断开接片(24)是板簧，所述板簧通过所述板簧的端部(34)与所述导电金属层(28)之间的所述热熔接合被预加应力。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的过电压保护装置，其中，施加到所述断开接片(24)并由所述热熔接合保持的所述预加应力在5N与10N之间。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的过电压保护装置，其中，所述断开接片(24)由铜合金制成。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的过电压保护装置，其中，所述断开接片(24)具有：紧固至所述第一轨道(10)的锚固部分(32)；在所述锚固部分(32)与所述变阻器本体(21)的所述面(25)之间延伸的挠性部分(33)；以及通过所述热熔接合被紧固至所述金属层(28)的紧固部分(34)。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的过电压保护装置，其中，所述断开接片(24)具有大于或等于48％的IACS电导率。

11.根据权利要求1至10中的一项所述的过电压保护装置，还包括布置在所述变阻器(21)周围的保护壳体(7)。

12.一种用于制造过电压保护装置的方法，包括：

-提供印刷电路板(9)，所述印刷电路板(9)包括多个电连接端子(2、3、4、5、6)和多个导电轨道(10、12、14、16、18、19)，

-提供变阻器(21)，所述变阻器(21)具有金属氧化物变阻器本体，所述金属氧化物变阻器本体具有面(25)和沉积在所述面(25)上的导电金属层(28)，

-将断开接片(24)紧固至所述印刷电路板(9)的第一轨道(10)，所述第一轨道(10)连接所述断开接片(24)和第一电连接端子(2)，待焊接的接片被布置在所述断开接片与所述第一轨道(10)之间，

-将所述变阻器(21)紧固至所述印刷电路板(9)，使得所述断开接片(24)与所述第一轨道(10)相反的端部被定位成面向所述变阻器(21)的所述第一金属层(28)并且与所述变阻器(21)的所述第一金属层(28)相距一定距离，待焊接的接片被布置在所述变阻器(21)与所述印刷电路板(9)之间，

-使所述断开接片(24)弹性变形，以使所述断开接片(24)的第二端部与所述金属层(28)接触，以及

-在所述断开接片(24)的所述端部与所述金属层(28)之间进行热熔焊接。

13.根据前一权利要求所述的方法，还包括，在已执行所述热熔焊接之后，在所述保护装置上沉积清漆。

14.根据权利要求12至13中的一项所述的方法，还包括：

-在熔炉中对所述装置进行加热，一方面以便焊接所述印刷电路板和所述变阻器(21)，而另一方面以便焊接所述断开接片(24)。

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