CN210984639U - 低厚度型高压直流继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低厚度型高压直流继电器，该低厚度型高压直流继电器包括：静触头、陶瓷灭弧罩、可伐框、绝缘子、可伐针、导线、轭铁框、轭铁底板、轭铁块、静铁芯、动铁芯、骨架、线圈、电路板、推动杆、返回弹簧、绝缘套及动触桥，静铁芯呈方形结构嵌设于驱动通道的底端，静铁芯具有方形穿设通道，动铁芯部分收容于方形穿设通道中。上述低厚度型高压直流继电器，通过将静铁芯及动铁芯设计成方形结构，整体降低了产品的厚度，同时电磁驱动腔室呈密封状态，静铁芯及动铁芯均位于全密封式结构中的电磁驱动腔室内，这样静铁芯及动铁芯之间的间隙进一步缩小，降低了磁阻，大幅度提升了磁效率。

Description

低厚度型高压直流继电器

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，特别是涉及一种低厚度型高压直流继电器。

背景技术

随着新能源汽车行业的发展，新能源汽车电池系统配电盒（PDU，PowerDistribution Unit，电源分配单元）也迅速发展，种类繁多。小型化，轻量化一直是各PDU厂家的设计趋势，而作为PDU核心组成部件的高压直流继电器也需要适应这种趋势。现有部分厂家提出，需设计一种高压直流接触器，要求与同等电流等级的继电器相比，长宽尺寸可以保持不变，但厚度尺寸必须降低30%以上，以降低整个PDU的体积。

然而，目前市面上的高压直流继电器的电磁系统采用的都是直线螺管式结构，静铁芯、动铁芯和线圈采用的是圆形结构设计，产品的厚度难于突破常规，产品厚度方向尺寸较大，影响到整个PDU的体积，无法满足部分客户PDU小型化的需求导致产品在厚度上无法满足客户需求。

实用新型内容

基于此，有必要针对如何在保持长宽尺寸不变的情况下降低产品厚度的技术问题，提供一种低厚度型高压直流继电器。

一种低厚度型高压直流继电器，该低厚度型高压直流继电器包括：静触头、陶瓷灭弧罩、可伐框、绝缘子、可伐针、导线、轭铁框、轭铁底板、轭铁块、静铁芯、动铁芯、骨架、线圈、电路板、推动杆、返回弹簧、绝缘套及动触桥，所述静触头与所述陶瓷灭弧罩密封连接，且所述静触头的底部位于所述陶瓷灭弧罩的内腔中；所述陶瓷灭弧罩的开口边缘与所述可伐框密封连接，所述可伐框开设有导电通孔，所述绝缘子嵌设于所述导电通孔并与所述可伐框密封连接；所述可伐针穿设所述绝缘子并与所述绝缘子密封连接，所述可伐针的顶端外露于所述可伐框并与所述导线电性连接；所述轭铁框顶部与所述可伐框密封连接，所述轭铁框底部与所述轭铁底板密封连接，所述轭铁块设置于所述轭铁框顶部并分别与所述轭铁框及所述可伐框抵接，所述轭铁框、所述轭铁底板及所述轭铁块共同形成有电磁驱动腔室，所述可伐针的底端位于所述电磁驱动腔室中；所述骨架收容固定于所述电磁驱动腔室中，所述骨架具有驱动通道，所述线圈呈方形结构缠绕于所述骨架上并位于所述驱动通道外侧，所述电路板收容固定于所述电磁驱动腔室，所述电路板分别与所述可伐针及所述线圈电性连接；所述静铁芯、所述动铁芯及所述返回弹簧均位于所述驱动通道中，其中，所述静铁芯呈方形结构嵌设于所述驱动通道的底端，所述静铁芯具有方形穿设通道，所述动铁芯部分收容于所述方形穿设通道中；所述推动杆穿设所述轭铁块并与所述轭铁块滑动连接，且所述推动杆顶端位于所述陶瓷灭弧罩的内腔，所述推动杆底端位于所述驱动通道并与所述动铁芯连接，所述返回弹簧套设于所述推动杆并位于所述动铁芯及所述轭铁块之间；所述绝缘套及所述动触桥收容于所述陶瓷灭弧罩的内腔；所述绝缘套包裹于所述推动杆顶端，所述动触桥与所述绝缘套连接且邻近并对应所述静触头设置。

在其中一个实施例中，所述低厚度型高压直流继电器还包括设置于所述可伐框上的排气管，所述排气管与所述电磁驱动腔室连通，所述排气管用于向所述电磁驱动腔室通过绝缘气体。

在其中一个实施例中，所述低厚度型高压直流继电器还包括长方体结构的档铁，所述档铁位于所述驱动通道中，所述档铁的顶端与所述轭铁块连接。

在其中一个实施例中，所述档铁的数量为两块，两块所述档铁分别位于所述推动杆的相对两侧。

在其中一个实施例中，所述低厚度型高压直流继电器还包括两块灭弧磁铁，两块所述灭弧磁铁相对设置于所述陶瓷灭弧罩的外侧。

在其中一个实施例中，所述低厚度型高压直流继电器还包括压力弹簧，所述压力弹簧呈压缩形变状态且套设于所述绝缘套的顶端区域，所述压力弹簧的一端与所述绝缘套抵接，所述压力弹簧的另一端与所述动触桥抵接。

在其中一个实施例中，所述低厚度型高压直流继电器还包括固定支架，所述固定支架的顶端与所述骨架的顶端连接，所述电路板可拆卸设置于所述固定支架上。

在其中一个实施例中，所述低厚度型高压直流继电器还包括输入弹片，所述输入弹片设置于所述固定支架上，所述可伐针的底端与所述输入弹片弹性抵接，所述输入弹片分别与所述可伐针及所述电路板电性连接。

在其中一个实施例中，所述推动杆与所述绝缘套一体注塑成型。

在其中一个实施例中，所述低厚度型高压直流继电器还包括上外壳及下外壳，所述上外壳及所述下外壳相互连接并共同形成有安装空间，所述陶瓷灭弧罩、所述可伐框、所述绝缘子、所述可伐针、所述轭铁框、所述轭铁底板及所述轭铁块均收容于所述安装空间中。

上述低厚度型高压直流继电器，通过将静铁芯及动铁芯设计成方形结构，整体降低了产品的厚度，同时电磁驱动腔室呈密封状态，静铁芯及动铁芯均位于全密封式结构中的电磁驱动腔室内，这样静铁芯及动铁芯之间的间隙进一步缩小，降低了磁阻，大幅度提升了磁效率。

附图说明

图1为一个实施例中低厚度型高压直流继电器的结构示意图；

图2为一个实施例中低厚度型高压直流继电器的拆解结构示意图；

图3为一个实施例中低厚度型高压直流继电器的另一视角的结构示意图；

图4为图3所示实施例中M-M的剖视结构示意图；

图5为一个实施例中低厚度型高压直流继电器的局部结构示意图；

图6为一个实施例中静铁芯和动铁芯的连接结构示意图；

图7为一个实施例中低厚度型高压直流继电器的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请一并参阅图1至图4，本实用新型提供了一种低厚度型高压直流继电器10，该低厚度型高压直流继电器10包括：静触头101、陶瓷灭弧罩102、可伐框103、绝缘子104、可伐针105、导线106、轭铁框201、轭铁底板202、轭铁块203、静铁芯204、动铁芯214、骨架205、线圈206、电路板207、推动杆301、返回弹簧302、绝缘套303及动触桥304，静触头101与陶瓷灭弧罩102密封连接，且静触头101的底部位于陶瓷灭弧罩102的内腔中。陶瓷灭弧罩102的开口边缘与可伐框103密封连接，可伐框103开设有导电通孔113，绝缘子104嵌设于导电通孔113并与可伐框103密封连接。可伐针105穿设绝缘子104并与绝缘子104密封连接，可伐针105的顶端外露于可伐框103并与导线106电性连接。轭铁框201顶部与可伐框103密封连接，轭铁框201底部与轭铁底板202密封连接，轭铁块203设置于轭铁框201顶部并分别与轭铁框201及可伐框103抵接，轭铁框201、轭铁底板202及轭铁块203共同形成有电磁驱动腔室200，可伐针105的底端位于电磁驱动腔室200中。骨架205收容固定于电磁驱动腔室200中，骨架205具有驱动通道210，线圈206呈方形结构缠绕于骨架205上并位于驱动通道210外侧，电路板207收容固定于电磁驱动腔室200，电路板207分别与可伐针105及线圈206电性连接。静铁芯204、动铁芯214及返回弹簧302均位于驱动通道210中，其中，静铁芯204呈方形结构嵌设于驱动通道210的底端，静铁芯204具有方形穿设通道220，动铁芯214部分收容于方形穿设通道220中。推动杆301穿设轭铁块203并与轭铁块203滑动连接，且推动杆301顶端位于陶瓷灭弧罩102的内腔，推动杆301底端位于驱动通道210并与动铁芯214连接，返回弹簧302套设于推动杆301并位于动铁芯214及轭铁块203之间。绝缘套303及动触桥304收容于陶瓷灭弧罩102的内腔。绝缘套303包裹于推动杆301顶端，动触桥304与绝缘套303连接且邻近并对应静触头101设置。

上述低厚度型高压直流继电器10，通过将静铁芯204及动铁芯214设计成方形结构，相比较于传统的静铁芯204及动铁芯214为圆形结构，方形结构的静铁芯204及动铁芯214可以降低其空降占用率，整体降低了产品的厚度，同时电磁驱动腔室200呈密封状态，静铁芯204及动铁芯214均位于全密封式结构中的电磁驱动腔室200内，这样静铁芯204及动铁芯214之间的间隙进一步缩小，降低了磁阻，大幅度提升了磁效率。

进一步地，为使得产品紧凑合理，一实施例中，低厚度型高压直流继电器还包括上外壳310及下外壳320，上外壳310及下外壳320相互连接并共同形成有安装空间330，陶瓷灭弧罩102、可伐框103、绝缘子104、可伐针105、轭铁框201、轭铁底板202及轭铁块203均收容于安装空间330中。这样，由上外壳310及下外壳320将组成低厚度型高压直流继电器的其他各个零部件封装在一起，使得整个低厚度型高压直流继电器的产品结构更加紧凑合理。

进一步地，上外壳310及下外壳320均设置有安装位109，该安装位109可通过开设穿孔，在安装低厚度型高压直流继电器产品时，采用螺钉锁紧于待安装面上。优选地，上外壳310及下外壳320均一体式设置安装位109，以提高安装位109的结构强度。

请一并参阅图2、图4和图5，进一步地，静触头101的顶部穿设陶瓷灭弧罩102及上外壳310外露于上外壳310。优选地，静触头101的外露于上外壳310的部分具有安装平面111，静触头101于该安装平面111开设有螺纹通孔112。这样，负载铜排与静触头101连接时，通过安装平面111及螺纹通孔112，用户在锁紧产品和锁紧负载铜排时，锁紧方向是一致的，更方便用户产品的安装。

请再次参阅图4，为进一步保护收容于电磁驱动腔室200中各个零部件的安全及使用寿命，在其中一个实施例中，低厚度型高压直流继电器还包括设置于可伐框103上的排气管401，排气管401与电磁驱动腔室200连通，排气管401用于向电磁驱动腔室200通过绝缘气体。本实施例中，绝缘气体包括N2或H2气等。当通过排气管401向电磁驱动腔室200通过绝缘气体后，排气管401的开口做封闭处理。如此，确实保证了电磁驱动腔室200内部存在其他其他，而绝缘气体一方面可以避免电磁驱动腔室200中各个零部件与氧气接触而发生氧化化合反应而在零部件的表面形成其他杂质进而影响该零部件的性能影响其使用寿命；另一方面也可避免在电磁驱动腔室200中因其他气体的掺杂而使得零部件之间产生微电流或电弧而影响各个零部件之间的正常工作，提高了产品的用电安全。

进一步地，静触头101与陶瓷灭弧罩102采用钎焊固定；陶瓷灭弧罩102与可伐框103钎焊固定；可伐框103与绝缘子104、可伐针105及排气管401采用钎焊固定，轭铁框201、轭铁底板202、轭铁块203采用激光焊接方式固定，上述钎焊组件形成的组件与上述激光焊接形成的组件，采用激光焊接的方式进行固定，再通过排气管，在整个腔体内充入N2或H2气等绝缘气体，最后将排气管密封，由此形成了密封腔体。

请再次参阅图4，为避免动触桥304过度挤压静触头101，在其中一个实施例中，低厚度型高压直流继电器还包括长方体结构的档铁402，档铁402位于驱动通道210中，档铁402的顶端与轭铁块203连接。进一步地，档铁402的数量为两块，两块档铁402分别位于推动杆301的相对两侧。优选的，档铁402为低碳钢材质制成。如此，档铁402的既可以防止线圈206通电后通过推动杆301带动动触桥304过度挤压静触头101，也可以起到退磁作用，避免因剩磁而影响继电器返回，即避免断电后因剩磁而影响动铁芯214的返回复位。

请再次参阅图3和图4，在其中一个实施例中，低厚度型高压直流继电器还包括两块灭弧磁铁403，两块灭弧磁铁403相对设置于陶瓷灭弧罩102的外侧。进一步地，两块灭弧磁铁403的磁极朝向一致。优选的，灭弧磁铁403通过磁铁架308设置在陶瓷灭弧罩102上。例如，对应设置两个磁铁架308，每一灭弧磁铁403对应卡设在一磁铁架308上，两个磁铁架308共同包围于陶瓷灭弧罩102的外侧，且两个磁铁架308之间相互连接。如此，灭弧磁铁403置于陶瓷灭弧罩左右两侧，两侧各一块，磁极朝向一致，根据安培左手定则，电弧在磁场的作用下，会朝前或者朝后方向运动，并不会因为负载输入跟输出的极性改变，正负极的电弧靠近在一起，从而实现了无极性灭弧。

请再次参阅图3和图4，为使得动触桥304在线圈206通电后可保持与静触头101稳定的接触，在其中一个实施例中，低厚度型高压直流继电器还包括压力弹簧404，压力弹簧404呈压缩形变状态且套设于绝缘套303的顶端区域，压力弹簧404的一端与绝缘套303抵接，压力弹簧404的另一端与动触桥304抵接。如此，压力弹簧404的设置可为线圈206在通电后，向动触桥304提供竖直向上的弹性力，使得动触桥304与静触头101保持稳定的接触关系。

请一并参阅图2、图4以及图7，为便于安装电路板207，在其中一个实施例中，低厚度型高压直流继电器还包括固定支架406，固定支架406的顶端与骨架205的顶端连接，电路板207可拆卸设置于固定支架406上。这样，组装时通过固定支架406预先固定在骨架205的顶端上，然后再将电路板207安装在固定支架406上即可，方便快捷且设置固定支架406为绝缘材料制成，则可提高电路板207的用电安全。

一实施例中，线圈206为双线圈结构，以降低产品工作时线圈消耗的功率。

一实施例中，静触头101的数量为两个，两个静触头101之间设置有挡板508，挡板508穿设上外壳310后与陶瓷灭弧罩102抵接，挡板508的顶部高于静触头101的顶部，这样可以充分的隔档两个静触头101，以提高用电安全。

进一步地，为保持电路板207与导线106的稳定电性连接以稳定向线圈206供电或断电，在其中一个实施例中，低厚度型高压直流继电器还包括输入弹片408，输入弹片408设置于固定支架406上，可伐针105的底端与输入弹片408弹性抵接，输入弹片408分别与可伐针105及电路板207电性连接。进一步地，低厚度型高压直流继电器还包括端子409，端子409的一端插设于骨架205的底部并与线圈206电性连接，端子409的另一端与电路板207连接并电性连接。如此，电路板207置于线圈206左侧，电路板207通过热铆等方式固定在固定支架406上，电路板207输出端与端子409通过焊锡连在一起，输入弹片408通过焊锡与电路板207输入端连接在一起，电路板207与固定支架406固定为一整体，可伐针105与输入弹片408为弹性接触，具有一定的接触压力以保证接触的稳定性；可伐针105与导线106通过焊锡连在一起。当外部输入控制电流时，电流会经过导线106、可伐针105、输入弹片408、电路板207、固定支架406上，然后到线圈206，形成整个控制回路的导通。

请一并参阅图2、图4以及图6，在其中一个实施例中，推动杆301与绝缘套303一体注塑成型。这样，轭铁框201、轭铁底板202、轭铁块203、档铁402、静铁芯204、动铁芯214及线圈线圈206组成了电磁驱动系统，可以驱动上述动铁芯的上下运动，上述推动杆与动铁芯214通过焊接固定在一起。如此，通过将推动杆301与绝缘套303采用一体注塑成型为一整体，动触桥304通过压力弹簧404安装在绝缘套303上，由此实现了动触桥304与静触头101的接通和分断。上述档铁402、动铁芯214均采用方形结构设计，以降低整体厚度。进一步的，动铁芯214具有方形的极靴，即动铁芯214的顶部的宽度大于方形穿设通道220的宽度，动铁芯214的方形的极靴用来提升动铁芯214上的吸力。进一步的，静铁芯204采用板带冲压成方形管状，如此可起到连通磁回路并且对可动铁芯214的上下运动导向。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、将线圈，动、静铁芯设计成方形以降低产品的厚度，可降低至28-30mm。

2、采用不同的密封结构，现有高压直流继电器采用的密封结构是将仅继电器的运动机构和触头机构进行密封，即电磁系统的可动铁芯是密封在密封腔内的，而静铁芯是密封腔之外，动、静铁芯间被不导磁的金属套给隔着，这样整个电磁系统的磁阻较大，导致可动铁芯上的电磁力较小。加之方形铁芯结构的螺管式电磁结构相较于传统的圆形铁芯结构的螺管，本身就具有磁效率偏低的缺点，若仍采用传统的密封结构，磁效率会更低，因此，为了弥补不足，采用了全密封式的结构，将电磁系统也密封在密封腔内，这样，动、静铁芯之间间隙小，磁效率会大幅提升。

3、电路板可用来进行双线圈切换，降低产品工作时线圈消耗的功率，电路板置于方形线圈的侧面，相较于传统继电器将电路板放于产品外部或者底部，本方案充分利用空间，进一步缩小产品的尺寸。

4、灭弧磁铁置于陶瓷灭弧室左右方向，既可以无极性灭弧，也可降低前后方向尺寸，即产品厚度方向。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种低厚度型高压直流继电器，其特征在于，包括：静触头、陶瓷灭弧罩、可伐框、绝缘子、可伐针、导线、轭铁框、轭铁底板、轭铁块、静铁芯、动铁芯、骨架、线圈、电路板、推动杆、返回弹簧、绝缘套及动触桥，

所述静触头与所述陶瓷灭弧罩密封连接，且所述静触头的底部位于所述陶瓷灭弧罩的内腔中；

所述陶瓷灭弧罩的开口边缘与所述可伐框密封连接，所述可伐框开设有导电通孔，所述绝缘子嵌设于所述导电通孔并与所述可伐框密封连接；

所述可伐针穿设所述绝缘子并与所述绝缘子密封连接，所述可伐针的顶端外露于所述可伐框并与所述导线电性连接；

所述轭铁框顶部与所述可伐框密封连接，所述轭铁框底部与所述轭铁底板密封连接，所述轭铁块设置于所述轭铁框顶部并分别与所述轭铁框及所述可伐框抵接，所述轭铁框、所述轭铁底板及所述轭铁块共同形成有电磁驱动腔室，所述可伐针的底端位于所述电磁驱动腔室中；

所述骨架收容固定于所述电磁驱动腔室中，所述骨架具有驱动通道，所述线圈呈方形结构缠绕于所述骨架上并位于所述驱动通道外侧，所述电路板收容固定于所述电磁驱动腔室，所述电路板分别与所述可伐针及所述线圈电性连接；

所述静铁芯、所述动铁芯及所述返回弹簧均位于所述驱动通道中，其中，所述静铁芯呈方形结构嵌设于所述驱动通道的底端，所述静铁芯具有方形穿设通道，所述动铁芯部分收容于所述方形穿设通道中；

所述推动杆穿设所述轭铁块并与所述轭铁块滑动连接，且所述推动杆顶端位于所述陶瓷灭弧罩的内腔，所述推动杆底端位于所述驱动通道并与所述动铁芯连接，所述返回弹簧套设于所述推动杆并位于所述动铁芯及所述轭铁块之间；

所述绝缘套及所述动触桥收容于所述陶瓷灭弧罩的内腔；

所述绝缘套包裹于所述推动杆顶端，所述动触桥与所述绝缘套连接且邻近并对应所述静触头设置。

2.根据权利要求1所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述低厚度型高压直流继电器还包括设置于所述可伐框上的排气管，所述排气管与所述电磁驱动腔室连通，所述排气管用于向所述电磁驱动腔室通过绝缘气体。

3.根据权利要求1所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述低厚度型高压直流继电器还包括长方体结构的档铁，所述档铁位于所述驱动通道中，所述档铁的顶端与所述轭铁块连接。

4.根据权利要求3所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述档铁的数量为两块，两块所述档铁分别位于所述推动杆的相对两侧。

5.根据权利要求1所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述低厚度型高压直流继电器还包括两块灭弧磁铁，两块所述灭弧磁铁相对设置于所述陶瓷灭弧罩的外侧。

6.根据权利要求1所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述低厚度型高压直流继电器还包括压力弹簧，所述压力弹簧呈压缩形变状态且套设于所述绝缘套的顶端区域，所述压力弹簧的一端与所述绝缘套抵接，所述压力弹簧的另一端与所述动触桥抵接。

7.根据权利要求1所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述低厚度型高压直流继电器还包括固定支架，所述固定支架的顶端与所述骨架的顶端连接，所述电路板可拆卸设置于所述固定支架上。

8.根据权利要求7所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述低厚度型高压直流继电器还包括输入弹片，所述输入弹片设置于所述固定支架上，所述可伐针的底端与所述输入弹片弹性抵接，所述输入弹片分别与所述可伐针及所述电路板电性连接。

9.根据权利要求1所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述推动杆与所述绝缘套一体注塑成型。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的低厚度型高压直流继电器，其特征在于，所述低厚度型高压直流继电器还包括上外壳及下外壳，所述上外壳及所述下外壳相互连接并共同形成有安装空间，所述陶瓷灭弧罩、所述可伐框、所述绝缘子、所述可伐针、所述轭铁框、所述轭铁底板及所述轭铁块均收容于所述安装空间中。

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