CN204090269U - 防浪涌保护模块及防浪涌电路 - Google Patents

Abstract

一种防浪涌保护模块及防浪涌电路，该结构包括基板以及设置于所述基板上的互不连通的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘相对于所述第二焊盘的一侧设置有至少一个第一放电尖端，所述基板于所述第一放电尖端和所述第二焊盘之间开设有贯穿所述基板的开槽。防浪涌保护模块接入线路时，当线路中出现浪涌过电压时，第一焊盘的电压与第一焊盘间发生尖端放电，产生电弧，瞬间释放能量，以达到保护线路的作用，这种方式原理与防浪涌保护器件类似，只需要设计PCB板时设计对应形状焊盘即可，无须增加额外成本。

Description

防浪涌保护模块及防浪涌电路

技术领域

本实用新型涉及PCB(Printed circuit board，印刷线路板)设计领域，特别是涉及一种防浪涌保护模块及防浪涌电路。

背景技术

浪涌是超出正常工作电压的瞬间过电压，是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，雷电、重型设备、短路、电源切换或大型发动机都可能引起浪涌。雷电是浪涌电压中最具破坏力的一种，其电压上升速度快，峰值达到数万至数百万伏，电流大至几十至几百千安，维持时间仅仅是几十至几百微秒，能以光速传播。

因此，在各种家电、电子设备、仪器仪表、通讯线路设计中，防浪涌设计及防浪涌保护器件的使用已经成为电路设计中必不可少的一部分，国家在对电子产品EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)要求中已明确了各类产品防浪涌等级，当电气回路或通信线路中因为外界干扰突然产生尖峰电压或电流时，浪涌保护设计或防浪涌保护器件必须能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种不使用或少使用防浪涌保护器件的情况下，使电路板起到防浪涌目的且节约成本的防浪涌保护模块。

一种防浪涌保护模块，该结构包括基板以及设置于所述基板上的互不连通的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘相对于所述第二焊盘的一侧设置有至少一个第一放电尖端，所述基板于所述第一放电尖端和所述第二焊盘之间开设有贯穿所述基板的开槽。

进一步地，所述第二焊盘相对于所述第一焊盘的所述第一放电尖端设置有至少一个第二放电尖端，所述开槽设置于所述第一放电尖端和所述第二放电尖端之间。

进一步地，所述第一焊盘和所述第二焊盘以一铜箔层形成于所述基板上，所述第一焊盘和所述第二焊盘两者相对的侧为弧形。

进一步地，所述第一放电尖端和所述第二放电尖端均为一个。

进一步地，所述第一放电尖端和所述第二放电尖端均为两个。

进一步地，所述第一放电尖端和所述第二放电尖端均为三个。

进一步地，还包括连接于所述第一焊盘和所述第二焊盘之间的耐高压器件。

进一步地，所述耐高压器件为共模电感、Y电容或光耦。

进一步地，还包括金属结构的外壳，所述基板固定设置于所述外壳内，所述外壳外设置有分别与所述第一焊盘和所述第二焊盘连接的接线端口。

此外还提供了一种防浪涌电路，包括第一压敏电阻、第二压敏电阻以及上述防浪涌保护模块，其中，所述第一压敏电阻连接于电源的火线和零线之间，且该零线通过所述第二压敏电阻接所述防浪涌保护结构的第一焊盘，所述防浪涌保护结构第二焊盘接大地。

防浪涌保护模块接入线路时，当线路中出现浪涌过电压时，第一焊盘的电压与第一焊盘间发生尖端放电，产生电弧，瞬间释放能量，以达到保护线路的作用，这种方式原理与防浪涌保护器件类似，只需要设计PCB板时设计对应形状焊盘即可，无须增加额外成本。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例中防浪涌保护结构的焊盘设计正视图；

图2是本实用新型较佳实施例中防浪涌保护结构的焊盘纵切图；

图3是本实用新型较佳实施例中插件式承受浪涌的耐高压元器件的对应引脚焊盘纵切图；

图4是本实用新型较佳实施例中贴片式承受浪涌的耐高压元器件的对应引脚焊盘纵切图；

图5是本实用新型较佳实施例中防浪涌电路的原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中一种防浪涌保护模块100，该结构包括基板110以及设置于基板110上的互不连通的第一焊盘120和第二焊盘130，第一焊盘120相对于第二焊盘130的一侧设置有至少一个第一放电尖端122，基板110于第一放电尖端122和第二焊盘130之间开设有贯穿基板110的开槽140。

优选地，第二焊盘130相对于第一焊盘120的第一放电尖端122设置有至少一个第二放电尖端132，开槽140设置于第一放电尖端122和第二放电尖端132之间。优选地，第一放电尖端122和第二放电尖端132是以该开槽140相隔的，如1～2cm，对于不同设备能够承受的不同浪涌能力，只需调整开槽140间距即可。此开槽140的间隙根据设备能够承受的最大浪涌电压阀值而定。通常情况下，设备要求能够承受的浪涌电压能力越高，其开槽140间距越小。

第一放电尖端122和第二放电尖端132均为一个，或均为两个、或均为三个。

请参照图2至4，第一焊盘120和第二焊盘130分别以一铜箔层121、131形成于基板110上，第一焊盘120和第二焊盘130两者相对的侧为弧形。第一放电尖端122和第二放电尖端132设置与该弧形的边上。

第一焊盘120和第二焊盘130中不作为焊盘的铜箔层121、131被绿油层150覆盖，裸露部分呈弧形设计，再增加对应圆弧设计部分的另一层露铜160。

实际应用时，将PCB基板110上的防浪涌保护器件(如放电管)替换成上述的防浪涌保护模块100，即将防浪涌保护器件的两个焊盘(第一焊盘120和第二焊盘130)设计成弧形，在第一焊盘120和第二焊盘130相对位置增加放电尖端，两放电尖端之间设置开槽140。这种设计可以在电路中取消防浪涌保护器件从而起到和防浪涌保护器件相同的作用。

当线路中出现浪涌过电压时，第一焊盘120的电压与第一焊盘120(如大地，电位为0)间发生尖端放电，产生电弧，瞬间释放能量，以达到保护线路的作用。这种方式原理与防浪涌保护器件类似，只需要设计PCB板时设计对应形状焊盘即可，无须增加额外成本。

另外，防浪涌保护模块100还包括连接于第一焊盘120和第二焊盘130之间的耐高压器件。

请参照图3和图4，图3是插件式承受浪涌的耐高压元器件(比如插件式共模电感、Y电容、光耦等)对应引脚焊盘纵切图。图4是贴片式承受浪涌的耐高压元器件对应引脚焊盘纵切图。

耐高压元器件的第一引脚201、第二引脚202被焊锡固定在对应第一焊盘120、第二焊盘130上，不作为焊盘的铜箔层被绿油层150覆盖，裸露部分如图1所示呈弧形设计，第一焊盘120、第二焊盘130对应位置留有放电尖端，当PCB板过波峰焊接时第一焊盘120、第二焊盘130的表面被锡层170覆盖，第一放电尖端122和第二放电尖端132以开槽140相隔。当耐高压元器件的本体200的第一引脚201和第二引脚202间由于浪涌冲击发生极大的压差时，第一焊盘120、第二焊盘130上的放电尖端(第一放电尖端122和第二放电尖端132)在开槽140之间发生尖端放电，产生电弧，能量被瞬间释放掉，从而起到保护元器件的作用。若耐高压元器件的本体200尚未导通(如光耦高压侧引脚间)或耐高压元器件的本体200本身特性阻止电流导通(如共模电感瞬间储能阻碍电流导通或电容两引脚间本身不能导通)，第一焊盘120、第二焊盘130上的放电尖端在开槽140之间发生尖端放电，产生电弧，能量被瞬间释放掉，从而起到保护元器件的作用。

请再参照图1，防浪涌保护模块100还包括金属结构的外101，基板110固定设置于外壳101内，外壳101外设置有分别与第一焊盘120和第二焊盘130连接的接线端口(未示出)。需要注意，由于尖端放电瞬间产生电弧，因此外壳101最好采用金属结构，且开槽140(放电间隙)附近不应该有易燃元器件。

请参照图5，一种防浪涌电路，接入负载，其包括第一压敏电阻R1、第二压敏电阻R2以及上述防浪涌保护模块100，其中，第一压敏电阻R1连接于电源的火线和零线之间，且该零线通过第二压敏电阻R2接防浪涌保护结构的第一焊盘120，防浪涌保护结构第二焊盘130接大地。当电源由于浪涌产生过压时，第一压敏电阻R1导通，零线的电压等于火线的电压，则第二压敏电阻R2导通，第一焊盘120、第二焊盘130上的放电尖端(第一放电尖端122和第二放电尖端132)在开槽140之间发生尖端放电，产生电弧，能量被瞬间释放掉，从而起到保护元器件等负载的作用。

对于替代防浪涌保护器件(如放电管)时使用，只需按照本实用新型所述设计防浪涌保护模块100即可起到类似防浪涌保护器件的作用；对于保护可能承受浪涌的耐高压元器件(比如共模电感、Y电容、光耦)时，只需按照本实用新型所述在元器件两高压引脚之间设计防浪涌保护模块100即可起到保护高压元器件的作用。对于不同设备能够承受的不同浪涌能力，只需调整开槽140间距即可，实现方法简单，效果良好，无须增加额外成本。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防浪涌保护模块，其特征在于，该模块包括基板以及设置于所述基板上的互不连通的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘相对于所述第二焊盘的一侧设置有至少一个第一放电尖端，所述基板于所述第一放电尖端和所述第二焊盘之间开设有贯穿所述基板的开槽； 

所述第二焊盘相对于所述第一焊盘的所述第一放电尖端设置有至少一个第二放电尖端，所述开槽设置于所述第一放电尖端和所述第二放电尖端之间。 

2.根据权利要求1所述的防浪涌保护模块，其特征在于，所述第一焊盘和所述第二焊盘以一铜箔层形成于所述基板上，所述第一焊盘和所述第二焊盘两者相对的侧为弧形。 

3.根据权利要求1所述的防浪涌保护模块，其特征在于，所述第一放电尖端和所述第二放电尖端均为一个。 

4.根据权利要求1所述的防浪涌保护模块，其特征在于，所述第一放电尖端和所述第二放电尖端均为两个。 

5.根据权利要求1所述的防浪涌保护模块，其特征在于，所述第一放电尖端和所述第二放电尖端均为三个。 

6.根据权利要求1所述的防浪涌保护模块，其特征在于，还包括连接于所述第一焊盘和所述第二焊盘之间的耐高压器件。 

7.根据权利要求6所述的防浪涌保护模块，其特征在于，所述耐高压器件为共模电感、Y电容或光耦。 

8.根据权利要求1至7任一项所述的防浪涌保护模块，其特征在于，还包括金属结构的外壳，所述基板固定设置于所述外壳内，所述外壳外设置有分别与所述第一焊盘和所述第二焊盘连接的接线端口。 

9.一种防浪涌电路，其特征在于，包括第一压敏电阻、第二压敏电阻以及权利要求1至7任一项所述防浪涌保护模块，其中，所述第一压敏电阻连接于电源的火线和零线之间，且该零线通过所述第二压敏电阻接所述防浪涌保护结构的第一焊盘，所述防浪涌保护结构第二焊盘接大地。