CN218351209U - 一种金属氧化物变阻器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种金属氧化物变阻器，该金属氧化物变阻器可包括金属氧化物变阻器本体；以及设置在金属氧化物变阻器本体周围的外封装部，该外封装部为聚氯乙烯材料，从而保护脆弱的电器组件。

Description

一种金属氧化物变阻器

技术领域

实施例涉及过电压保护领域，并且特别涉及金属氧化物变阻器。

背景技术

变阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻设备，并且主要用于在电路遭受过电压时进行电压钳制(voltage clamping)，并吸收冗余电流，以保护敏感设备。变阻器相当于并联在电路中的可变电阻器。当电路正常使用时，变阻器具有较高的阻抗和较小的泄漏电流(leakage current)，并且可被视为对电路影响较小的开路。然而，当发生非常高的浪涌电压时，变阻器的电阻会立即下降(电阻可能会从兆欧级变为毫欧级)，导致它允许大电流流过，同时将过电压钳制至某一值。

变阻器可以作为独立组件提供，或者也可以集成到电路中，包括集成到印刷电路板(PCB)或其他类似组件中。在PCB的情况下，多个电气或电子组件可以通过PCB中提供的电路相互连接，其中任何组件的故障都可能影响PCB的整个电路。标准金属氧化物变阻器(MOV)可能会遭受老化故障、最大电流(Imax)、能量、额定电流(In)或组合波(combinationwave)故障。在一些示例中，故障的MOV可以由破裂(crack)的MOV来举例说明，并且可以包括溅射到PCB 上的MOV的一部分，该故障还可能威胁提供在PCB上的布线或附加组件的完整性。

实用新型内容

示例性实施例针对改进的保护设备。在一个实施例中，提供了一种MOV设备产品。该MOV设备产品可包括MOV本体；以及设置在MOV本体周围的外封装部(outerencapsulant)，该外封装部为聚氯乙烯(PVC)材料。

附图说明

图1A示出了根据本公开的各种实施例的保护设备的俯视剖面图；

图1B示出了根据本公开的各种实施例的图1A的保护设备的实施例的俯视图。

图2示出了根据本公开实施例的电路布置的实施例。

具体实施方式

下面将参考附图更全面地描述本实施例，其中附图中示出了示例性实施例。实施例不应被解释为限于本文所述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达其范围。在附图中，类似的数字始终指的是类似的元件。

在以下描述和/或权利要求中，在以下描述和权利要求中可以使用术语“在……上”、“覆盖在……上”、“设置在……上”和“在……之上”。“在……上”、“覆盖在……上”、“设置在……上”和“在……之上”可用于指示两个或多个元件彼此直接物理接触。此外，术语“在……上”、“覆盖在……上”、“设置在……上”和“在……之上”可能意味着两个或多个元件彼此不直接接触。例如，“在……之上”可能意味着一个元件在另一个元件上方，而彼此不接触，并且可能在两个元件之间具有另一个或多个元件。此外，术语“和/或”可能意味着“和”，可能意味着“或”，可能意味着“异或”，可能意味着“一个”，可能意味着“一些，但不是全部”，可能意味着“两者中任一个”，和/或可能意味着“两者”，尽管所要求权利的主题内容的范围在这方面不受限制。

在各种实施例中，介绍了用于保护电气部件、系统或电气线路的保护设备和组件。各种实施例可包括布置为金属氧化物变阻器(MOV)的保护设备。

图1A呈现了根据本实用新型的各种实施例的金属氧化物变阻器(MOV) 100的俯视剖视图。图1B示出MOV 100的实施例的俯视图。金属氧化物变阻器100的一些部分通常可根据已知方法形成。通常，变阻器本体可包括由晶界 (grain boundary)分隔的导电氧化锌晶粒(grain)的基体(matrix)，提供P-N 结半导体特性。这些晶界负责在低电压下阻止传导，并且在高电压下是非线性电传导的来源。MOV的对称、尖锐击穿特性(sharp breakdowncharacteristic) 使MOV能够提供优异的瞬态电压抑制性能。当暴露于高压瞬变时，变阻器阻抗会发生从接近开路到高导电水平的多个数量级的变化，从而将瞬变电压钳制到安全水平。输入的瞬态脉冲的潜在破坏性能量被MOV吸收，从而保护脆弱的电路组件。

在图1A的示例中，MOV 100被布置为径向引线圆盘型MOV(radial leaded disctype of MOV)。然而，根据本公开的其他实施例，可以有MOV材料的其他形状和引线配置。MOV 100包括MOV本体110，该本体可以是诸如氧化锌的陶瓷或其他合适的MOV材料。例如，氧化锌可与一种或多种其他金属氧化物混合以形成MOV本体110，该MOV本体110允许MOV 100耗散跨设备的主体的高水平的瞬态能量。或者，MOV本体110可以包括由晶界分隔的导电氧化锌晶粒的基体，提供P-N结半导体特性，其中晶界在低电压下阻止传导，并且在高电压下是非线性电传导的来源。

MOV本体110可被设置为圆形盘、矩形盘或其他合适形状。在MOV本体 110的第一侧上，布置了第一电极108。第二电极109(图1A中不可见，但示出为虚线圆圈)被布置在MOV本体110的相对侧。如图1A所示，使用焊料106 将第一导线或引线102连接到第一电极108。类似地，将第二引线104连接到被设置在MOV本体110的相对侧上的第二电极109。引线(第一引线102和第二引线104)由诸如铜的导电材料制成，并且可以是镀锡的。

因此，MOV本体110被夹在两个电极之间，其中两个电极通过相应的引线连接。以这种方式，在正常操作期间，电流将在第一引线102和第二引线104 之间穿越，其中电流路径从第一引线102到第一电极108到MOV本体110到第二电极109到第二引线104。MOV本体110的两侧可被诸如环氧树脂的内封装部(inner encapsulant)112覆盖。环氧树脂可以是液晶聚合物(LCP)或聚苯硫醚(PPS)，作为两个示例。

在操作期间，MOV 100可能遭受瞬态事件的影响，诸如高压瞬态，其中变阻器100的阻抗从接近开路到高导电水平改变许多数量级，从而将瞬态电压钳制到安全水平。当输入的瞬态脉冲的潜在破坏性能量被MOV 100吸收时，MOV 100可能会发热。此外，取决于MOV100的使用情况，包括瞬态事件的性质，金属氧化物变阻器(MOV)可能会遭受老化故障、最大电流(Imax)、能量、额定电流(In)或组合波故障。这些因素可能促成MOV 100的劣化或故障，其中 MOV 100的故障状态可以由破裂的MOV本体来举例说明，并且可以包括MOV 的一部分，该部分溅射到与MOV 100连接的组件上，诸如PCB，该故障还可能威胁PCB上提供的布线或附加组件的完整性。为了解决这种可能的情况，MOV 100被提供有外封装部114。在一些示例中，外封装部114可以是聚氯乙烯材料 (PVC)。

如图1A和图1B所示，外封装部114被设置在内封装部112周围。换句话说，内封装部112被直接设置在第一电极108、第二电极109(不直接可见)和 MOV本体110的至少一部分周围，使得内封装部112被进一步设置在MOV本体110和外封装部114之间。以这种方式，在MOV100的内部组件表现出故障 (诸如MOV本体110内或内封装部112内的破裂或内封装部112内的熔化或其他劣化)的情况下，外封装部114可以起到保护或防护MOV 100附近的组件的作用。例如，在MOV 100故障的情况下，可以通过外封装部114来防止MOV 100 的材料泄漏或溅射到PCB上。如图1A和图1B中进一步所示，外封装部114可部分覆盖第一引线102和第二引线104，其中第一引线102和第二引线104仍延伸到外封装部114的外部。该配置允许覆盖MOV100的内部组件，包括MOV 本体110和内封装部112，同时允许使用第一引线102和第二引线104中未被外封装部114覆盖的部分将MOV 100方便地电连接到外部结构，诸如PCB。

根据一些非限制性实施例，在用于外封装部114的PVC材料的一些示例中，介电强度可在3000V/mm、10000V/mm、20000V/mm、30000V/mm的范围内。绝缘电阻可能高于100MΩ。外封装部114可能具有耐火等级：自熄时间<30秒，并且可通过VW-1(UL1581标准)可燃性测试。

图2示出了根据本实用新型实施例的电路布置200的实施例。电路布置200 在PCB202中实施，其中仅示出PCB 202的一部分。电路布置200包括电连接到PCB 202的MOV 100。PCB 202可以包括导电迹线204，导电迹线204将各种电气组件(诸如电阻器、二极管、电容器、集成电路芯片等，未单独示出) 彼此进行电耦合。在正常操作中，MOV 100可以在通过导电迹线204电耦合到PCB 202上的一个或多个附加组件时传输电流。

在长期使用下，或在一个或多个瞬态事件之后，MOV 100可能劣化或故障。在这种情况下，如果MOV 100的内部组件表现出故障，诸如MOV本体110内或内封装部112内的破裂，或内封装部112内的熔化或其他劣化，则外封装部 114可起到保护或防护PCB 202上MOV100附近的组件的作用。例如，在MOV 故障的情况下，可以通过外封装部114来防止MOV 100的材料泄漏或溅射到 PCB 202上。

总之，本实施例通过添加外封装部提供MOV保护在正常操作下要保护的电路或布置中的其他设备，并且即使在MOV劣化或故障时也保护这些其他设备。本实施例的MOV通过确保MOV的内部组件不会溢出或以其他方式干扰容纳 MOV的基片或基片上附近的电气组件来实现这些特征。本实用新型提供诸如 PVC的外封装部的方法，还提供了一种增强型MOV设备，该设备易于组装并且能够在自动化生产设施中制造。

虽然已经参考某些实施例公开了本实施例，但是在不脱离如所附权利要求中所定义的本公开的范围和领域的情况下，可以对所描述的实施例进行许多修改、变更和改变。因此，本实施例不限于所描述的实施例，并且其具有由权利要求及其等价物的语言所定义的全部范围。

Claims (9)

1.一种金属氧化物变阻器，其特征在于，包括：

金属氧化物变阻器本体；以及

外封装部，其设置在所述金属氧化物变阻器本体周围，所述外封装部为聚氯乙烯材料。

2.根据权利要求1所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，还包括：

第一电极，其直接设置在所述金属氧化物变阻器本体的第一侧上；

第二电极，其直接设置在所述金属氧化物变阻器本体的第二侧上，与所述第一侧相对；以及

内封装部，其直接设置在所述第一电极、所述第二电极和所述金属氧化物变阻器本体的至少一部分周围，所述内封装部被进一步设置在所述金属氧化物变阻器本体和所述外封装部之间。

3.根据权利要求2所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，所述内封装部为环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，所述金属氧化物变阻器包含3000V/mm至30000V/mm的介电强度。

5.根据权利要求1所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，所述金属氧化物变阻器包含大于100MΩ的绝缘电阻。

6.根据权利要求2所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，还包括：

第一引线，其与所述第一电极电连接；以及

第二引线，其与所述第二电极电连接。

7.根据权利要求6所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，所述第一引线和所述第二引线的一部分延伸到所述外封装部的外部。

8.根据权利要求6所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，所述第一引线和所述第二引线被配置为连接到印刷电路板。

9.根据权利要求1所述的金属氧化物变阻器，其特征在于，所述金属氧化物变阻器本体为氧化锌。

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