CN115547745A - 一种电路保护开关 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力控制和电动汽车技术领域，尤其涉及一种电路保护开关，包括壳体、烟火装置、短路装置和插接件，壳体内设置有静触点和动触点，当动触点与静触点结合时，允许电流流过该开关，当动触点与静触点分离时，中断电流流过该开关；烟火装置设置在壳体的内部，当流过该开关的电流大于设定值时，烟火装置通过其引脚收到引爆信号，当烟火装置爆破时，致使动触点与静触点分离；短路装置设置在壳体的外部，烟火装置的引脚穿过壳体与短路装置连接，短路装置用于将烟火装置的引脚短路；当插接件插入短路装置时，插接件中断烟火装置的短路。该电路保护开关因爆炸装置直接作用于壳体的内部，更可靠地炸开所需的位置，保证电路和人身安全。

Description

一种电路保护开关

技术领域

本发明属于电力控制和电动汽车技术领域，尤其涉及一种电路保护开关。

背景技术

高压直流电路保护开关一般应用于电动汽车、储能系统、充电桩系统等新能源行业，随着新能源行业的快速发展，对电路保护开关的性能要求和数量需求不断提高。高压直流电路保护开关使用密封技术，将产品的体积及成本降低，现有电路保护开关的外部设置有炸药保险，当电路出现大电流等异常时，炸药保险被引爆，作用于电路保护开关的动触点，使动触点与静触点分离以断开电路，实现保护整个电路。

炸药保险置于电路保护开关的密封腔体外部，炸药保险在发生作用时，必须先将密封结构爆破，才能实现断开电路保护开关的功能，根据作用力与反作用力，其爆破密封腔体的力与向外爆破的力相等，这样就必须加强产品外部的结构。但因外部需要与高压端绝缘，外部需要使用绝缘材料，例如塑料、陶瓷类材质的外壳，塑料外壳强度不够，陶瓷外壳不易做成复杂的加强形状，因此存在炸药保险爆破时将周边固定的绝缘材料炸裂飞溅，甚至整个系统的产品发生爆炸的意外，且仍存在无法触发密封腔体内部的动触点与静触点分离的风险。如现有专利申请CN202210250275.5公开的一种保险丝集成接触器，为了确保陶瓷罩的密封效果和连接强度，现有的陶瓷罩使用陶瓷钎焊技术进行密封连接，陶瓷钎焊的焊接温度高，一般超800℃，若将炸药保险设置在电路保护开关的密封腔体内部，陶瓷焊接时会意外引爆炸药保险；另外，炸药保险的引脚也难以引出密封腔体，因此将炸药保险设置在开关的密封腔体内部存在很大的技术难题。

发明内容

为解决现有技术存在的电路保护开关的炸药保险设置在密封腔体的外部，爆破时极容易引起电路保护开关的外部破坏性爆炸的问题，本发明提供一种电路保护开关。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种电路保护开关，包括，

壳体，所述壳体内设置有静触点和动触点，当所述动触点与静触点结合时，允许电流流过该开关，当所述动触点与静触点分离时，中断电流流过该开关；

烟火装置，所述烟火装置设置在壳体的内部，当流过该开关的电流大于设定值时，所述烟火装置通过其引脚收到引爆信号，当所述烟火装置爆破时，致使所述动触点与静触点分离；

短路装置，所述短路装置设置在壳体的外部，所述烟火装置的引脚穿过壳体与短路装置连接，所述短路装置用于将烟火装置的引脚短路；

以及插接件，当所述插接件插入短路装置时，所述插接件中断烟火装置的短路。

作为优选，所述烟火装置包括点火管、PCB板和设置在点火管内的炸药填料，所述烟火装置的引脚包括外部引脚和内部引脚，所述PCB板设置在壳体内，所述内部引脚分别与点火管和PCB板电连接，所述外部引脚与PCB板电连接并穿过壳体与短路装置连接。外部引脚先与外壳焊接密封连接，外部引脚与短路装置连接，内部引脚与PCB板连接，再将PCB板放置在壳体内，外部引脚再与PCB板连接，PCB板起到安全转接的作用，便于烟火装置的引脚安全的引出壳体，现有炸药填料含有碳粉，若外部导通就会形成回路，将静电等导电物质的电能消耗掉，以及确保生产装配该开关在温度异常，如温度升高时的安全，有效避免烟火装置因静电、温度异常等意外爆破，便于生产、运输时的安全管控。

进一步地，所述壳体内设置有用于安装PCB板和点火管的型腔，所述PCB板卡在型腔内。确保PCB板安装牢靠。

进一步地，所述烟火装置与动触点之间设置有活塞结构，当所述烟火装置爆破时，依次冲击活塞结构的活塞和动触点，致使所述动触点与静触点分离。活塞结构一方便确保推动动触点与静触点分离，另一方面还确保与静触点分离后的动触点不会返回重新结合。

作为优选，所述短路装置包括短路本体和金属弹片，所述金属弹片设置在短路本体内，所述外部引脚与金属弹片接触短路，当所述插接件插入短路本体时，所述插接件将金属弹片从外部引脚剥离，以中断烟火装置的短路。短路装置的结构简单可靠，设计巧妙，便于控制金属弹片与外部引脚的接触与断开。

进一步地，所述短路本体为母接头，所述插接件为与短路本体匹配的子接头，当所述插接件插入短路本体并中断烟火装置的短路时，所述插接件内的导线与外部引脚电连接。插接件为标准件，如插接件设置在电动汽车内，当需要安装该开关时，所述短路本体才与插接件连接，此时插接件中断烟火装置的短路，且插接件内的导线与外部引脚电连接，该开关处于正常使用状态，在电路中起到大电流过载时的保险作用。

进一步地，所述壳体包括陶瓷罩和底板，所述陶瓷罩和底板通过陶瓷钎焊密封连接，所述外部引脚穿过陶瓷罩与短路装置连接，所述外部引脚与陶瓷罩也通过陶瓷钎焊密封连接，所述静触点外露于陶瓷罩，所述静触点与陶瓷罩也通过陶瓷钎焊密封连接。陶瓷钎焊密封效果好，且连接强度高，正是因为巧妙的设置了短路装置，才使得烟火装置可以设置在壳体的内部，烟火装置的炸药填料含有碳粉，短路装置将烟火装置的外部导通形成回路，则可将静电等导电物质的电能消耗掉，以及确保生产装配该开关在温度异常，如温度升高时的安全，有效避免烟火装置因静电、温度异常等意外爆破，便于生产、运输时的安全管控。

进一步地，所述陶瓷罩的外部设置有防护外壳，所述防护外壳上设置有底座部，所述短路本体设置在底座部上，所述外壳上向外延伸有隔板，所述隔板位于静触点和短路装置之间。防护外壳有效保护该开关，隔板有效隔离静触点的高压电流与爆炸装置引脚的低压电流。

进一步地，所述短路本体和底座部之间设置有防错结构，所述防错结构用于标示短路本体的安装位置。便于短路装置的安装。

有益效果：

1、本发明的电路保护开关，当该开关连接至电路中，且插接件插入短路本体时，插接件将金属弹片从烟火装置的引脚剥离，以中断烟火装置的短路，同时插接件内的导线与外部引脚电连接，则此时点火管处于正常的工作状态，当动触点与静触点结合时，电流流过该开关，当流过该开关的电流大于设定值时，即电路的电流过载时，点火管通过引脚收到引爆电流，炸药填料爆炸，致使动触点与静触点分离，以中断电流流过该开关，因爆炸装置设置在壳体的内部，直接作用于壳体的内部，只需很小的爆破威力即可致使动触点与静触点分离，更可靠地炸开所需的位置，确保外部零件不会爆炸，保证电路和人身安全，且节省炸药填料的用量，大幅降低成本；

2、本发明的电路保护开关，烟火装置设置在壳体的内部，烟火装置的引脚通过短路装置巧妙的引出壳体的外部，因烟火装置的炸药填料含有碳粉，短路装置将烟火装置的外部导通形成回路，则可将静电等导电物质的电能消耗掉，以及确保生产装配该开关在温度异常，如温度升高时的安全，有效避免烟火装置因静电、温度异常等意外爆破，因此，只有当流过该开关的电流和温度达到一定等级时才可以激活烟火装置，平常无法激活烟火装置，便于该开关生产、运输时的安全管控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明电路保护开关的立体结构示意图；

图2是本发明电路保护开关的另一角度立体结构示意图，其中外壳未图示出；

图3是本发明电路保护开关的剖视示意图；

图4是图3中A的局部放大示意图，其中金属弹片与外部引脚接触；

图5是图3中A的局部放大示意图，其中金属弹片与外部引脚剥离；

图6是本发明电路保护开关的短路装置的立体结构示意图；

图7是本发明电路保护开关的短路装置的剖视示意图，其中金属弹片处于外部引脚接触的状态；

图8是本发明电路保护开关的短路装置的剖视示意图，其中金属弹片处于外部引脚剥离的状态；

图中：1、壳体，11、陶瓷罩，111、型腔，12、底板，2、静触点，3、动触点，4、烟火装置，41、引脚，411、外部引脚，412、内部引脚，42、点火管，43、PCB板，5、短路装置，51、短路本体，52、金属弹片，53、防错结构，6、活塞结构，7、防护外壳，71、底座部，72、隔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1～8所示，一种电路保护开关，包括壳体1、烟火装置4、短路装置5以及插接件，所述壳体1内设置有静触点2和动触点3，当所述动触点3与静触点2结合时，允许电流流过该开关，当所述动触点3与静触点2分离时，中断电流流过该开关；所述烟火装置4设置在壳体1的内部，当流过该开关的电流大于设定值时，所述烟火装置4通过其引脚41收到引爆信号，本实施例的引爆信号为电流，当所述烟火装置4爆破时，致使所述动触点3与静触点2分离；所述短路装置5设置在壳体1的外部，所述烟火装置4的引脚41穿过壳体1与短路装置5连接，所述短路装置5用于将烟火装置4的引脚41短路；当所述插接件插入短路装置5时，所述插接件中断烟火装置4的短路。

具体地，在本实施例中，如图3～5所示，所述烟火装置4包括点火管42、PCB板43和设置在点火管42内的炸药填料，所述烟火装置4的引脚41包括外部引脚411和内部引脚412，所述PCB板43设置在壳体1内，所述内部引脚412分别与点火管42和PCB板43电连接，所述外部引脚411与PCB板43电连接并穿过壳体1与短路装置5连接；所述壳体1内设置有用于安装PCB板43和点火管42的型腔111，所述PCB板43卡在型腔111内；所述烟火装置4与动触点3之间设置有活塞结构6，当所述烟火装置4爆破时，依次冲击活塞结构6的活塞和动触点3，致使所述动触点3与静触点2分离。

具体地，在本实施例中，如图1～8所示，所述短路装置5包括短路本体51和金属弹片52，所述金属弹片52设置在短路本体51内，所述外部引脚411与金属弹片52接触短路，当所述插接件插入短路本体51时，所述插接件将金属弹片52从外部引脚411剥离，以中断烟火装置4的短路；所述短路本体51为母接头，所述插接件为与短路本体51匹配的子接头，本实施例的插接件为标准件，插接件图中未示意出，当所述插接件插入短路本体51并中断烟火装置4的短路时，所述插接件内的导线与外部引脚411电连接。

具体地，在本实施例中，如图3所示，所述壳体1包括陶瓷罩11和底板12，所述陶瓷罩11和底板12通过陶瓷钎焊密封连接，所述外部引脚411穿过陶瓷罩11与短路装置5连接，所述外部引脚411与陶瓷罩11也通过陶瓷钎焊密封连接，所述静触点2外露于陶瓷罩11，所述静触点2与陶瓷罩11也通过陶瓷钎焊密封连接；如图1和图3所示，所述陶瓷罩11的外部设置有防护外壳7，所述防护外壳7上设置有底座部71，所述短路本体51设置在底座部71上，所述外壳上向外延伸有隔板72，所述隔板72位于静触点2和短路装置5之间；如图4～8所示，所述短路本体51和底座部71之间设置有防错结构53，所述防错结构53用于标示短路本体51的安装位置。

该电路保护开关的烟火装置4的引脚41引出过程如下：

首先外部引脚411与陶瓷罩11进行陶瓷钎焊密封连接，再将内部引脚412与PCB板43进行锡焊电连接，因锡焊温度较低，不会激活点火管42，再将PCB板43放置在壳体1的型腔111内，再将外部引脚411与PCB板43进行锡焊电连接，因锡焊温度较低，不会激活点火管42；

再将外壳罩在陶瓷罩11上，再将短路本体51安装在底座部71上，同时外部引脚411插入短路本体51内并与金属弹片52接触短路，此时可以将陶瓷罩11与底板12进行陶瓷钎焊密封连接，因炸药填料含有碳粉，短路装置5将烟火装置4的外部导通形成回路，则可将静电等导电物质的电能消耗掉，以及确保生产装配该开关在温度异常，如温度升高时的安全，有效避免烟火装置4因静电、温度异常等意外爆破，因此，只有当流过该开关的电流和温度达到一定等级时才可以激活烟火装置4，平常无法激活烟火装置4，便于该开关生产、运输时的安全管控。

该电路保护开关的工作原理如下：

当该开关连接至电路中，且插接件插入短路本体51时，插接件将金属弹片52从外部引脚411剥离，以中断烟火装置4的短路，同时插接件内的导线与外部引脚411电连接，则此时点火管42处于正常的工作状态，当动触点3与静触点2结合时，电流流过该开关，当流过该开关的电流大于设定值时，即电路的电流过载时，点火管42通过引脚41收到引爆电流，炸药填料爆炸并依次冲击活塞结构6的活塞和动触点3，致使动触点3与静触点2分离，以中断电流流过该开关，因爆炸装置设置在陶瓷罩11的内部，直接作用于陶瓷罩11的内部，只需很小的爆破威力即可致使动触点3与静触点2分离，更可靠地炸开所需的位置，确保外部零件不会爆炸，保证电路和人身安全，且节省炸药填料的用量，大幅降低成本。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电路保护开关，其特征在于：包括，

壳体(1)，所述壳体(1)内设置有静触点(2)和动触点(3)，当所述动触点(3)与静触点(2)结合时，允许电流流过该开关，当所述动触点(3)与静触点(2)分离时，中断电流流过该开关；

烟火装置(4)，所述烟火装置(4)设置在壳体(1)的内部，当流过该开关的电流大于设定值时，所述烟火装置(4)通过其引脚(41)收到引爆信号，当所述烟火装置(4)爆破时，致使所述动触点(3)与静触点(2)分离；

短路装置(5)，所述短路装置(5)设置在壳体(1)的外部，所述烟火装置(4)的引脚(41)穿过壳体(1)与短路装置(5)连接，所述短路装置(5)用于将烟火装置(4)的引脚(41)短路；

以及插接件，当所述插接件插入短路装置(5)时，所述插接件中断烟火装置(4)的短路。

2.根据权利要求1所述的电路保护开关，其特征在于：所述烟火装置(4)包括点火管(42)、PCB板(43)和设置在点火管(42)内的炸药填料，所述烟火装置(4)的引脚(41)包括外部引脚(411)和内部引脚(412)，所述PCB板(43)设置在壳体(1)内，所述内部引脚(412)分别与点火管(42)和PCB板(43)电连接，所述外部引脚(411)与PCB板(43)电连接并穿过壳体(1)与短路装置(5)连接。

3.根据权利要求2所述的电路保护开关，其特征在于：所述壳体(1)内设置有用于安装PCB板(43)和点火管(42)的型腔(111)，所述PCB板(43)卡在型腔(111)内。

4.根据权利要求2所述的电路保护开关，其特征在于：所述烟火装置(4)与动触点(3)之间设置有活塞结构(6)，当所述烟火装置(4)爆破时，依次冲击活塞结构(6)的活塞和动触点(3)，致使所述动触点(3)与静触点(2)分离。

5.根据权利要求2、3或4所述的电路保护开关，其特征在于：所述短路装置(5)包括短路本体(51)和金属弹片(52)，所述金属弹片(52)设置在短路本体(51)内，所述外部引脚(411)与金属弹片(52)接触短路，当所述插接件插入短路本体(51)时，所述插接件将金属弹片(52)从外部引脚(411)剥离，以中断烟火装置(4)的短路。

6.根据权利要求5所述的电路保护开关，其特征在于：所述短路本体(51)为母接头，所述插接件为与短路本体(51)匹配的子接头，当所述插接件插入短路本体(51)并中断烟火装置(4)的短路时，所述插接件内的导线与外部引脚(411)电连接。

7.根据权利要求5所述的电路保护开关，其特征在于：所述壳体(1)包括陶瓷罩(11)和底板(12)，所述陶瓷罩(11)和底板(12)通过陶瓷钎焊密封连接，所述外部引脚(411)穿过陶瓷罩(11)与短路装置(5)连接，所述外部引脚(411)与陶瓷罩(11)也通过陶瓷钎焊密封连接，所述静触点(2)外露于陶瓷罩(11)，所述静触点(2)与陶瓷罩(11)也通过陶瓷钎焊密封连接。

8.根据权利要求7所述的电路保护开关，其特征在于：所述陶瓷罩(11)的外部设置有防护外壳(7)，所述防护外壳(7)上设置有底座部(71)，所述短路本体(51)设置在底座部(71)上，所述外壳上向外延伸有隔板(72)，所述隔板(72)位于静触点(2)和短路装置(5)之间。

9.根据权利要求8所述的电路保护开关，其特征在于：所述短路本体(51)和底座部(71)之间设置有防错结构(53)，所述防错结构(53)用于标示短路本体(51)的安装位置。

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