CN1142700A - 对极性敏感的保护器件 - Google Patents

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Abstract

公开一种适于插入连接组件(10)的电压和电流保护器件(21)。保护器件的电流和电压保护元件安装在印刷电路板(26)上，电路板在两个主表面上具有导电线路图形(60、61、64-70，71，72)，使得各元件可以安装在任一表面上以及保护器件(22)可以插入到连接组件的顶面或底面上，这取决于元件安装在哪个表面上。

Description

对极性敏感的保护器件
本发明涉及用于插入连接组件的电流和/或电压保护器件。
在通讯系统中应用各种连接组件，以便在中心站和其它场所在引入和引出电缆之间进行电连接，以及提供交叉连接的能力。这些连接组件通常还包括限压和限流保护器件，以防止损坏连接在组件上的电路(例如见US专利4171857和4283103)。
保护器件通常包括电压浪涌保护元件(例如充气管)、限流器件(例如正温度系数(PTC)电阻)、接地电极以及某些类型的热过载保护。各种元件通常安装在印刷电路板上(例如见US专利5299088)。
由于电压浪涌保护元件应当电连接在电流保护元件和在设备外侧引入的电缆的导线之间，故提供电流和电压保护的保护器件相对于在连接组件中的各对接触件是极性敏感的。利用现行的连接组件会产生一个问题，该连接组件可以在两个表面上安装保护器件，即一个保护器件适于安装在顶表面或底表面，但不能同时适用于两个表面，否则保护器件元件的配置将是不正确的。处理这个问题是通过要在组件和保护器件上形成某些特征，以便保证单个的保护器件只能插入到组件的适当的表面上。
然而，在要制造两个单独的用于插入到顶表面和底表面的保护器件的所需费用方面仍存在问题。
本发明是一种包括壳体的并适用于插入连接组件的保护器件。该器件包括安装在印刷电路板的其中一个表面上的电压保护元件和电流保护元件，这个印刷电路板包含两个主表面以及延伸到壳体外侧用于插入到组件中去的部分。该电路板包含多个用于安装电压保护元件和电流保护元件的导电通孔，以及连接到在电路板的两个表面上的经选择的通孔的导电通道，以及进行配置，使电流首先传输到电压保护器件，无论电压和电流保护元件安装在哪一个主表面上。
在如下的说明书中将详细介绍本发明的这些及其它特征，其中
图1是包括有根据本发明的一个实施例的保护器件的连接组件的透视图；
图2是图1所示连接组件的一个部分的断面图；
图3是该连接组件的相同部分的断面图，该组件其中包括插入到顶部表面中的一个保护器件；
图4是根据本发明一个实施例的保护器件的断面图；
图5和图6是作为图4所示保护器件的一个部分的印刷电路板的相反的两个表面的平面图；以及
图7是图1所示连接组件的相同部分的断面图，该组件包括插入到底表面中的一个保护器件。
应认识到，为了便于表示，这些图无需按比例绘制。
图1和图2表示一种类型的连接组件10，其可使用根据本发明的保护器件(例如20)。
连接组件10包括多个连接模块(例如50)，它们插入到铰接的安装架51。如图2所示，每个模块包括具有矩形主体部分11的绝缘壳体，其具有绝缘盖帽14和15，壳体的一部分分别形成顶表面12和底表面13。一排绝缘位移式(displacement)接触件(例如30)延伸通过顶表面12，一排绝缘位移式接触件(例如31)延伸通过低表面13。接触件30和31包括经过顶、底表面伸出的端部部分32和33，该端部部分具有切透绝缘的带刀缝隙34和35。为了与之进行电连接，每个端部部分32和33能够接纳一导线100和101。在这一实例中，导线101是由外(部)引入中心站的电缆的一个部分。每个接触件还包含主干部分42和43，它们容纳在主体部分11中，它们在两个点38和39处按需要与在另一排的对应接触件形成接触，以便电连接在两排中的对应接触件30和31中连接的导线100和101。
接触点38和39与在顶表面12和底表面13中的对应槽口17和18对准。使得来自安装在顶或底表面上的保护器件或其它元件的引线能够插入。例如图1表示根据本发明的安装在组件顶表面上的一排保护器件20，而图3表示安装在组件顶表面上的单一保护器件21，以及图7表示安装在底表面上的单一保护器件80，应注意，保护器件21和80电连接到两个接触件30和31的主干部分，还和用引线40和81连接到该排中的相邻的接触件(未表示)上，该保护器件具有两个彼此绝缘的主表面，从而迫使电流按照由箭头表示的方向流经保护器件。另外，保护器件电连接到如图2中所示的在组件的表面上的接地导条19上，以便将过电流和过电压可以转移到大地。
如图4所示，根据一个实施例的保护器件例如21包括一电压浪涌保护元件22，例如标准的充气管保护器件。元件22包括在管两端处的一对偏置电极23和24以及在中心的接地电极25。该管由焊接针27-29经通孔安装在分别连接到管电极23-25上的印刷电路板26上。连接到偏置电极23和24的针27和28电连接到在电路板上的导电片41和42上，使得电极电连接到在电路板26表面上的引线部分40的触接片上，例如43或44。然而连接到接地电极25上的针29与在电路板上的其它元件或导电通道电绝缘。
电压浪涌保护元件22电连接到一对正温度系数(PTC)电阻45和46上，它们也经过通孔利用焊接安装在印刷电路板26上。浪涌保护元件22，PTC电阻45和46由一绝缘的壳体52例如塑料保护，该壳体52封装这些元件和电路板26的一部分。电路板26的一个部分40先前被称为引线部分，经在壳体52中的一个开孔47伸出，以便使所述引线部分插入到连接组件中，如图3所示。
附着在浪涌保护元件22上的是通常为C形的导电卡紧件53。卡紧件53的中心包括一下凹部分54，其与接地电极25形成电接触。卡紧件的二端部分别与位于在偏置电极23和24上的绝缘层55和56形成机械接触。绝缘层55和56最好由例如为Mylar的材料制成，其熔点小于260℃，厚度范围0.025到0.076毫米。利用点焊使卡紧件附着到元件22上。
接地连接件90电连接到卡紧件53上，该连接件可以是具有与壳体52近于相同宽度的薄金属片。例如连接件90可以由厚度范围为0.25到0.5毫米的铜铍合金制成。对该片加工成形，以便在接触卡紧件53的一端处形成一个弧形部分91，以及将其挤进卡紧件和壳体52之间。片的另一端加工成插座57，其与在壳体52上的开孔58对准，以便当引线40插入到连接组件中时，如图3所示，插座57接纳和夹持图2中所示的接地导条，同时具有“卡达”声响，使技工知道保护器件完全插入。
在正常运行的过程中，对于分别插入到顶表面和底表面中的带有作为非导通的浪涌保护元件22的器件，电流将沿在图3和7所示的方向导通。根据已知的技术通过改变PTC电阻元件的电阻将能防止过电流。当出现在偏置电极23和24上的电压达到一阈值时，管22将使电流导向接地电极25、经过卡紧件53和连接件90到连接组件的接地导条19，从而对电压浪涌提供保护。应认识到，在常用的保护器件中，过电压是经过接地针29被旁路。然而，本申请人已经发现利用电绝缘的接地针和代之以提供通过连接件90的接地通道，可以使电路板26做得更窄(典型为6.1毫米)，使得该器件可以装在相邻接触件之间具有很窄空隙的连接模块50的内部。
此外，在热过载的过程中，绝缘层55和56将熔化，因此使C形卡紧件的端部开始与偏置电极23和24相接触。由于卡紧件是经过连接件90接地的，故整个器件被短路，从而防止连接到连接组件上的电路产生热损坏。由于连接件90用于防止过电压和热过载，保护器件可以做得更小。
图5和6分别表示印刷电路板26的顶面和底面，用于说明本发明的特征。在图5中，为便于说明，在图4中所示的元件被略去。顶面包括两条沿电路板的相对的侧边走向的导电通道60和61。这些通道可以利用常规的沉积技术形成，并且通常是由铜构成的。通道60和61在电路板的插入端处终止在由通常镀金的铜制成的触接片63和43。在接近电路板的中心线处电路板还包括7个通孔64-70。这些孔也由常规技术形成。一条通道60延伸到并通过两个孔64和70。而另一条通道61延伸到并通过两个孔66和68。孔64和66设计用来在其中分别接纳该连接到电压(浪涌)保护元件22的偏置电极23和24上的针27和28，而孔65接纳连接到接地电极25的针29。孔67和68接纳PTC电阻45的针脚，而孔69和70接纳PTC电阻46的针脚。
在电路板的反面，如图6所示，有两条附加的导电通道71和72。导电通道71电孔69到在电路板插入端处的导电片62沿该面的侧边延伸，导电通道72由孔67到在插入端处的导电片44沿相反的侧边延伸。应认识到通道71和72与孔64、65和66是电绝缘的。
在正常的使用过程中，当器件21插入到如图3所示的连接组件的顶表面中时，电流将从接触件31(假设这是一个与外部设备电缆相连的接触件)通过导电片63和通道60到孔70并通过电阻46。然后电流沿着通道71流经导电片62和通过接触件30。相似的电流将由邻近接触件31的接触件(未表示)流经通道61、电阻45和在反面上的通道72到邻近接触件30的另一接触件(未表示)。
很重要的一点要注意，即电压保护元件22应当位于电阻(45和46)与外部设备电缆之间，以便保护这些电阻受到保护。因此，所示器件21只能插入到连接组件的顶表面上。对于可以插入到组件底表面内的器件需要不同的电路设计。然而，通过设计该能够使同一电路板用于两种(连接)极性的器件的电路板的两个表面，可以降低生产两种不同类型的器件的成本。对于与所示的极性相反的器件，所需的只是将各元件安装在相反的表面上(图6)。
因此，对于其(连接)极性适于安装在如在图7上所示的连接组件的底表面上的器件80，电流将从接触件31流经导电片43和通道61，沿与在图5中所示相同的方向通过孔68到现安装在图6所示表面上的电阻45的一个针脚。电流继续流经电阻45的另一针脚通过孔67，沿着通道72沿与图6中所示相同的方向到导电片44并通过接触件30。与之相似，相邻一对接触件(未表示)的电流通道将沿通道60，通过电阻46和沿与图5和6所示相同方向通过通道71。由于电压保护元件的针脚电连接到已电连接到通道60和61上的通孔64和66，故电压保护元件还电连接到电阻(45和46)和与接触件31相连的外部电缆之间。

Claims (3)

1.一种保护器件(21)，适于插入到连接组件(10)中，包含：
壳体(52)；
印刷电路板(26)，至少部分地封装在所述壳体中并包括两个主表面和一延伸到壳体外部的部分(40)；以及
电压保护元件(22)和电流保护元件(45、46)，安装在印刷电路板的其中一个表面上；
其特征在于，印刷电路板包括多个用于安装电压保护元件和电流保护元件的导电通孔(64-70)以及连接到电路板的两侧表面上选择的通孔的导电通道，并且其配置使得首先将电流传输到电压保护元件，而与电压保护元件和电流保护元件安装在哪一个主表面无关。
2.根据权利要求1所述的器件，其中在两个表面上的导电通道形成在印刷电路板的两侧边以及通孔形成在两个表面上的两条通道之间的区域内。
3.根据权利要求1所述的器件，其中用于安装电压保护元件的通孔(64、66)电连接到仅在电路板其中一个表面上的导电通道(60、61)上。
CN96108572A 1995-07-03 1996-07-01 对极性敏感的保护器件 Pending CN1142700A (zh)

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C06 Publication
PB01 Publication
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication