CN216145603U - 一种热保护型的瞬态电压抑制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种热保护型的瞬态电压抑制器，包括外壳、盖板、TVS组件和引脚电极，所述外壳与盖板扣合形成容腔，所述容腔内容纳有TVS组件及引脚电极；所述TVS组件包括内框架以及容纳在内框架中的TVS芯片；引脚电极伸出容腔外部并在伸出的部分设有表面贴装区域，用于表面贴装焊接。本实用新型的有益效果在于提升了热保护的启动速度，并且提供一种表面贴装焊接方式，以及外壳、引脚的阻热设计，使低温焊点不受回流焊高温区的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及过电压保护技术领域，尤其涉及一种热保护型的瞬态电压抑制器。
背景技术
瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor)简称TVS，是一种过电压保护装置，其主要用于泄放浪涌电流和准确钳制电压。
现有的热保护瞬态电压抑制器在失效状态下的热保护的启动速度不够快，尤其分断能力要求较高，比如电流达到150A，时常导致热保护过程产生电弧，严重者可能造成产品起火，损伤设备。目前市面上常见的是单一的板载焊接方式，引脚电极插入PCB焊接，不能与贴片器件一同通过回流焊完成焊接，需要进行二次波峰焊焊接，影响客户的生产效率。此外，由于热保护的易熔合金的熔点通常在140-220℃，远低于回流焊高温段260-280℃的温度，容易在焊接过程中导致产品失效。
实用新型内容
鉴于现有技术的上述不足，本申请为瞬态电压抑制器增加设置了一种热保护助力装置，意在提升热保护的启动速度，并且提供一种表面贴装焊接方式，以及外壳、引脚的阻热设计使低温焊点不受回流焊高温区的影响。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种热保护型的瞬态电压抑制器，包括外壳、盖板、TVS组件和引脚电极，所述外壳与盖板扣合形成容腔，所述容腔内容纳有TVS组件及引脚电极；所述 TVS组件包括内框架以及容纳在内框架中的TVS芯片；引脚电极伸出容腔外部并在伸出的部分设有表面贴装区域，用于表面贴装焊接。
优选地，所述引脚电极包括直板状的主体部以及与主体部相连接的折弯部，所述折弯部依次包括多功能区域、与多功能区域相垂直的表面贴装区域和导向固定功能区域，导向固定功能区域与表面贴装区域之间形成台阶。
优选地，所述外壳与盖板上开设有对应引脚电极的孔洞，引脚电极的折弯部从所述孔洞伸出容腔，多功能区域、表面贴装区域和导向固定功能区域暴露在容腔外。
优选地，所述盖板上设有对应引脚电极的型腔，所述引脚电极的导向固定功能区域嵌入所述盖板的型腔内。
优选地，所述引脚电极上设有至少一个阻热通孔。
优选地，外壳与容腔内的引脚电极的主体部之间留有0.1-1.5mm的空气间隙。
优选地，引脚电极的横截面积为0.1mm2～5mm2，表面贴装部的焊接面积为 1mm2～75mm2，引脚电极的厚度为0.2-1.5mm。
优选地，所述TVS组件还包括簧片电极和热保护助力装置，所述簧片电极设有凹口，热保护助力装置设置在簧片电极的凹口中，其中热保护助力装置包括滑块和弹性件，所述弹性件一端与内框架连接，另一端与滑块连接，滑块受到弹性件的弹性力作用，使簧片电极快速脱扣弹起。
优选地，所述弹性件为压簧，所述压簧的一端抵靠在内框架上，所述滑块设有孔，用于容纳所述压簧的另一端，滑块受到压簧的推力，推动簧片电极快速脱扣弹起。
优选地，所述弹性件为拉簧，所述滑块上设有凸柱，所述内框架上设有凸台，所述拉簧一端勾在滑块的凸柱上，另一端勾在内框架的凸台上，滑块收到拉簧的拉力，使簧片电极快速脱扣弹起。
优选地，所述引脚电极包括第一引脚电极、第二引脚电极、第三引脚电极和第四引脚电极，所述第一引脚电极和第四引脚电极的外边缘对齐，所述第二引脚电极和第三引脚电极的外边缘对齐。
优选地，所述引脚电极包括第一引脚电极、第二引脚电极、第三引脚电极和第四引脚电极，所述第一引脚电极的外边缘的延长线与第四引脚电极的内边缘的延长线之间存在间隙，所述第二引脚电极的外边缘的延长线与第三引脚电极的内边缘的延长线之间存在间隙。
本实用新型的有益效果在于：外壳与盖板形成容腔，仅留孔洞让引脚电极穿过，避免在回流焊接过程中的热空气流通引发易熔合金的融化断开；引脚电极上的一个或多个阻热通孔可以用于阻止表面贴装区域的热量向易熔合金点传递。外壳与容腔内的引脚电极间留有0.1-1.5mm空气间隙，避免外壳吸收的热量直接传递到易熔合金焊点。引脚电极设有导向固定功能区域、表面贴装区域和多功能区域，导向固定功能区域嵌入型腔中从而稳固及确保各个表面贴装区域各平面的一致性，表面贴装区域用于表面贴装焊接，多功能区域可便于通过CCD等方式检测表面贴装区域是否虚焊或多锡，同时多功能区域还可作为侧边焊接区域功能，可供不同焊接需求选择。滑块与弹性件构成的热保护助力装置有助于簧片电极快速脱扣弹起并且滑块滑动遮断电弧，避免产生起火。
附图说明
图1为根据本实用新型一个实施例的瞬态电压抑制器的爆炸视图；
图2为根据本实用新型一个实施例的热保护助力装置安装在内框架里的示意图；
图3为根据本实用新型一个实施例的热保护助力装置及簧片电极的立体示意图；
图4为根据本实用新型一个实施例的一个引脚电极的立体图；
图5为根据本实用新型一个实施例移除外壳的瞬态电压抑制器的立体示意图；
图6为根据本实用新型一个实施的盖板的立体图；
图7为根据本实用新型一个实施例的移除外壳的瞬态电压抑制器的俯视图及其A-A剖视图；
图8为图7中剖视图的局部放大图；
图9为根据本实用新型一个实施例的瞬态电压抑制器的立体图；
图10为根据本实用新型另一个实施例的瞬态电压抑制器的爆炸视图；
图11为根据本实用新型另一个实施例的热保护助力装置安装在内框架里的示意图；
图12为根据本实用新型另一个实施例的第二TVS芯片的示意图；
图13为根据本实用新型另一个实施例移除外壳的瞬态电压抑制器的立体示意图；
图14为根据本实用新型另一个实施例的瞬态电压抑制器的底面视图；
图15为根据本实用新型的瞬态电压抑制器的原理图。
11 外壳
12 第一内框架
121 第一卡扣
122 限位凸起
13 第一簧片电极
131 第一端
132 第二端
14 第一TVS芯片
15 第二TVS芯片
151 第一电极
152 第二电极
153 缺口
16 第二簧片电极
161 簧片卡扣
17 第二内框架
171 第二卡扣
172 凹陷
18 第一引脚电极
181 第一引脚电极的多功能区域
182 第一引脚电极的表面贴装区域
183 第一引脚电极的导向固定功能区域
19 第二引脚电极
191 第二引脚电极的多功能区域
192 第二引脚电极的表面贴装区域
193 第二引脚电极的导向固定功能区域
20 盖板
201 第一型腔
202 第二型腔
203 限位块
21 第三引脚电极
211 第三引脚电极的多功能区域
212 第三引脚电极的表面贴装区域
213 第三引脚电极的导向固定功能区域
22 第四引脚电极
221 第四引脚电极的多功能区域
222 第四引脚电极的表面贴装区域
223 第四引脚电极的导向固定功能区域
24 第一弹簧
25 第二弹簧
26 第一滑块
27 第二滑块
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。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，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
如图1所示，本实施例公开了一种热保护型的瞬态电压抑制器的结构，包括外壳11、第一内框架12、第一簧片电极13、第一TVS芯片14、第二TVS芯片 15、第二簧片电极16、第二内框架17、第一引脚电极18、第二引脚电极19、盖板20、第三引脚电极21、第四引脚电极22、第一弹簧24、第二弹簧25、第一滑块26和第二滑块27。第一内框架12的一侧设有开口向上的容置槽，用于容纳第一TVS芯片14，第一内框架12的另一侧设有开口向下的半槽，用于容纳第一热保护助力装置及第一簧片电极13，第二内框架17与第一内框架反向设置，第二内框架的一侧设有开口向下的容置槽，用于容纳第二TVS芯片15，第二内框架 17的另一侧设有开口向上的半槽，用于容纳第二热保护助力装置及第二簧片电极 16。
参见图2-3，第一簧片电极13包括第一端131和第二端132，第一TVS芯片 14和第一簧片电极13的第一端131通过易熔合金焊接，形成第一热脱扣装置；第一弹簧24一端抵靠第一内框架12，另一端内置于第一滑块26中，第一弹簧 24与第一滑块26构成第一热保护助力装置，第一热保护助力装置置于第一簧片电极13的第一端131与第二端132之间的凹口中。同样地，第二簧片电极16包括第一端和第二端，第二TVS芯片15与第二簧片电极16的第一端通过易熔合金焊接，形成第二热脱扣装置，第二弹簧25一端抵靠第二内框架17，另一端内置于第二滑块27中，第二弹簧25与第二滑块27构成第二热保护助力装置，第二热保护助力装置置于第二簧片电极16的第一端与第二端之间的凹口中；第一热保护助力装置与所述第二热保护助力装置呈中心对称安装。第一弹簧24可以是1～2个，第二弹簧25可以是1～2个。在脱扣时，第一滑块26接收到第一弹簧 24的推力，推动第一簧片电极13快速脱扣弹起，第一滑块26滑动并遮断电弧，避免起火现象产生。同理，在脱扣时，第二滑块27接收到第二弹簧25的推力，推动第二簧片电极16快速脱扣弹起，第二滑块27滑动并遮断电弧，避免起火现象产生。
如图4-9所示，本实用新型的第一引脚电极18包括大体直板状的主体部和与主体部相连接的折弯部，折弯部依次设有多功能区域181、与多功能区域181 相垂直的表面贴装区域182和导向固定功能区域183，导向固定功能区域183与表面贴装区域182之间形成台阶。同样地，第二引脚电极19上设置有多功能区域191，表面贴装区域192和导向固定功能区域193；第三引脚电极21上设置有多功能区域211，表面贴装区域212和导向固定功能区域213；第四引脚电极22 上设置有多功能区域221，表面贴装区域222和导向固定功能区域223。引脚电极上开有若干通孔，用于阻止表面贴装区域的热量相易熔合金点传递。
与四个引脚电极相对应地，盖板20上设有第一型腔201、第二型腔202、第三型腔(图中不可见)和第四型腔(图中不可见)，第一引脚电极18的导向固定功能区域183嵌入盖板20的第一型腔201内；第二引脚电极19的导向固定功能区域193嵌入盖板20的第二型腔202内；第三引脚电极21的导向固定功能区域 213嵌入盖板20的第三型腔内；第四引脚电极22的导向固定功能区域223嵌入盖板20的型腔内，从而固定各个引脚电极，并确保表面贴装区域182、192、212、 222各平面的一致性。外壳11与盖板20扣合形成容腔，容腔留有对应引脚电极的孔洞供第一引脚电极18、第二引脚电极19、第三引脚电极21和第四引脚电极 22引出到容腔外，避免在回流焊接过程中的热空气流通，引发易熔合金的融化断开。如图7所示，外壳11与容腔内的引脚电极间留有0.1-1.5mm的空气间隙，避免外壳吸收的热量直接传递到引脚电极再传递到易熔合金焊点。如图9所示，四个引脚电极的多功能区域181、191、211、221、表面贴装区域182、192、212、 222均暴露在容腔外，便于表面贴装焊接。其中第三引脚电极21和第四引脚电极22引出到容腔外是供测试用的，在另外的实施例中，第三引脚电极21和第四引脚电极22根据需求不引出到容腔外。多功能区域181、191、211、221可便于通过CCD等方式检测表面贴装区域182、192、212、222是否虚焊或多锡；同时，还可作为侧边焊接区域功能，可供不同焊接需求选择。在引脚电极上开有一个或数个通孔，用于阻止表面贴装区域的热量相易熔合金点传递。
在优选的实施例中，第一引脚电极18、第二引脚电极19、第三引脚电极21 和第四引脚电极22为扁平状，其横截面积为0.1mm2～5mm2，焊接面积为1mm 2～75mm2；电极的厚度为0.2-1.5mm。本实施例中，第一引脚电极18、第二引脚电极19、第三引脚电极21和第四引脚电极22是互为不同的结构。在另外的实施例中，第一引脚电极18和第二引脚电极19可以是相同结构也可以是不同结构；第三引脚电极21和第四引脚电极22可以是相同结构，也可以是不同结构。在另外的实施例中，第一引脚电极18，第二引脚电极19，第三引脚电极21和第四引脚电极22可以是相同结构。
实施例二
如图10所示，本实施例公开了另一种热保护型的瞬态电压抑制器的结构，与实施例一相同之处不再赘述。参见图10-图11，本实施例的第一内框架12设有第一卡扣121，第二内框架17设有第二卡扣171，安装时第一卡扣121与第二内框架17上的槽口相扣合，第二卡扣171与第一内框架12上的槽口相扣合。在本实施例中，第一内框架和第二内框架采用相同的结构，以图中示出的第二内框架为例，第二内框架上设有凹陷172，增加第一簧片电极13弹起的空间，相应地，第一内框架上同样设有凹陷，增加第二簧片电极16弹起的空间。第一簧片电极和第二簧片电极采用了相同的结构，以图中示出的第二簧片电极16为例，第二簧片电极16上设有簧片卡扣162与第二内框架17固定，防止簧片上下左右跑位。第一热保护助力装置与第二热保护助力装置采用了相同的结构，以图11中示出的第二热保护助力装置为例，第二热保护助力装置的弹簧25为拉簧，两端分别勾住滑块上的凸柱和第二内框架17的凸台，同样地，第一热保护助力装置的弹簧24也为拉簧。
第一TVS芯片14和第二TVS芯片15采用相同的结构，参见图12，以示出的第二TVS芯片为例说明：第二TVS芯片15包括第一电极151和第二电极152，第一电极可以是一件一体式的，也可以是多件通过连接而成。第一电极151上有一凸台，凸台上设有缺口153，缺口153用于降低热应力的聚集。在其他实施例中，可以没有缺口。在其他实施例中，优选地有1～8个缺口。在本实施例中，缺口的槽宽为0.3mm。在另外的实施例中，缺口的槽宽为10mm。第一TVS芯片的结构不再赘述。
参见图13，盖板20还设有限位块203，用于对内框架进行限位。第一内框架12还设有限位凸起122，用于第一内框架12与第二内框架17互卡限位，第二内框架17与第一内框架12结构相同，在此不再赘述。
参见图14，第三引脚电极21和第四引脚电极22位于第一引脚电极18和第二引脚电极19外边缘的延长线之外，第一引脚电极18的外边缘与第四引脚电极 22的内边缘之间形成间隙D，第二引脚电极19的外边缘与第三引脚电极21的内边缘之间形成间隙D，间隙D大于零即可，优选在0.5mm～30mm之间。第一引脚电极18、第二引脚电极19、第三引脚电极21和第四引脚电极22客户端均有对应的焊盘位置，如果旋转180度放置产品焊接，可以立刻识别出位置放置错误 (此时焊接不上，不导通)，起到防呆作用。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种热保护型的瞬态电压抑制器，包括外壳、盖板、TVS组件和引脚电极，所述外壳与盖板扣合形成容腔，所述容腔内容纳有TVS组件及引脚电极；所述TVS组件包括内框架以及容纳在内框架中的TVS芯片；引脚电极伸出容腔外部并在伸出的部分设有表面贴装区域，用于表面贴装焊接。
2.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述引脚电极包括直板状的主体部以及与主体部相连接的折弯部，所述折弯部依次包括多功能区域、与多功能区域相垂直的表面贴装区域和导向固定功能区域，导向固定功能区域与表面贴装区域之间形成台阶。
3.根据权利要求2所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述外壳与盖板上开设有对应引脚电极的孔洞，引脚电极的折弯部从所述孔洞伸出容腔，多功能区域、表面贴装区域和导向固定功能区域暴露在容腔外。
4.根据权利要求2或3所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述盖板上设有对应引脚电极的型腔，所述引脚电极的导向固定功能区域嵌入所述盖板的型腔内。
5.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述引脚电极上设有至少一个阻热通孔。
6.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，外壳与容腔内的引脚电极的主体部之间留有0.1-1.5mm的空气间隙。
7.根据权利要求1或6所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，引脚电极的横截面积为0.1mm2～5mm2，表面贴装部的焊接面积为1mm2～75mm2，引脚电极的厚度为0.2-1.5mm。
8.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述TVS组件还包括簧片电极和热保护助力装置，所述簧片电极设有凹口，热保护助力装置设置在簧片电极的凹口中，其中热保护助力装置包括滑块和弹性件，所述弹性件一端与内框架连接，另一端与滑块连接，滑块受到弹性件的弹性力作用，使簧片电极快速脱扣弹起。
9.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述引脚电极包括第一引脚电极、第二引脚电极、第三引脚电极和第四引脚电极，所述第一引脚电极和第四引脚电极的外边缘对齐，所述第二引脚电极和第三引脚电极的外边缘对齐。
10.根据权利要求1所述的瞬态电压抑制器，其特征在于，所述引脚电极包括第一引脚电极、第二引脚电极、第三引脚电极和第四引脚电极，所述第一引脚电极的外边缘的延长线与第四引脚电极的内边缘的延长线之间存在间隙，所述第二引脚电极的外边缘的延长线与第三引脚电极的内边缘的延长线之间存在间隙。
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