CN218919961U - 封装结构及漏电保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种封装结构及漏电保护系统。该封装结构包括：与供电端相连的整流模块，用于将交流供电变为直流供电；控制模块，与整流模块相连，以获取直流供电；驱动模块，与控制模块相连，接收控制信号并生成驱动信号；控制模块与信号输入端相连，驱动模块与信号输出端相连，当控制模块检测到信号输入端的漏电信号后，输出控制信号给驱动模块，驱动模块的驱动信号控制脱扣模块切断交流电路；其中，封装结构包括封装框架，控制模块位于封装框架的第一基岛上，驱动模块位于封装框架的第三基岛上。通过将原漏电保护芯片外围的多个元器件与漏电保护芯片集成于一体，简化了布局，缩小了电路板尺寸，提升了封装结构及漏电保护系统的稳定性和可靠性。

Description

封装结构及漏电保护系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，更具体地，涉及封装结构及漏电保护系统。

背景技术

电气设备市场需求旺盛，对于兼具安全可靠与小型化的产品广受青睐，但现有的产品在构建电路时采用大量分离器件，市场上缺乏安全可靠与小型化的成型模组供电气设备商选择。随着日益成熟的集成电路制造技术，其集成优势与市场需求契合。

期待进一步改进与集成分离的器件，以提供安全可靠的小型化漏电保护电路。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种封装结构及漏电保护系统，其中，该封装结构将原漏电保护芯片外围的多个元器件与漏电保护芯片集成于一体，简化了电路板布局，缩小了电路板尺寸，提升了整个漏电保护系统的稳定性和可靠性。

根据本实用新型的一方面，提供一种封装结构，其特征在于，包括：整流模块，与供电端相连，用于将交流供电变为直流供电；控制模块，与所述整流模块相连，从所述整流模块获取所述直流供电；驱动模块，与所述控制模块相连，接收所述控制模块的控制信号并生成驱动信号；所述控制模块与信号输入端相连，所述驱动模块与信号输出端相连，当所述控制模块检测到所述信号输入端的漏电信号后，输出控制信号给驱动模块，驱动模块的驱动信号控制脱扣模块切断交流电路的供电；其中，封装结构包括封装框架，所述控制模块位于所述封装框架的第一基岛上，所述驱动模块位于所述封装框架的第三基岛上。

优选地，该封装结构还包括：稳压模块，所述稳压模块接入所述整流模块与所述控制模块之间，用于稳定所述整流模块的直流供电。

优选地，该封装结构还包括：防止负压冲击所述驱动模块的保护模块，所述保护模块位于所述封装框架的第二基岛上。

优选地，所述整流模块包括整流桥；所述稳压模块包括稳压管；所述控制模块包括漏电保护芯片；所述保护模块包括二极管；所述驱动模块包括可控硅。

优选地，所述封装结构的引脚包括连接整流模块的引脚、连接稳压模块的引脚、连接控制模块的引脚、连接保护模块的引脚和连接驱动模块的引脚。

优选地，所述封装结构包括第一引脚至第十六引脚共16个引脚，第一引脚至第八引脚分布于所述封装结构的同一侧；第九引脚至第十六引脚分布于所述封装结构的另一侧。

优选地，所述连接整流模块的引脚包括：第六引脚、第七引脚、第八引脚、第十一引脚；所述第六引脚连接所述整流桥的第一输出端，所述第十一引脚整流桥的第二输出端；所述第七引脚与所述第八引脚之间输入交流电，所述第六引脚与所述第十一引脚之间输出直流电。

优选地，所述连接稳压模块的引脚包括：第四引脚和第五引脚；所述第四引脚连接所述稳压管的阳极，所述第五引脚连接所述稳压管的阴极；其中，所述第五引脚与所述漏电保护芯片的电源端通过金属线连接给所述漏电保护芯片供电。

优选地，所述第四引脚与所述第十一引脚接地；所述第四引脚与所述第十一引脚分布于所述封装结构的两侧，支撑所述第一基岛；所述第十一引脚与所述漏电保护芯片的两个接地端连接。

优选地，所述连接控制模块的引脚包括：第九引脚和第十引脚；所述第九引脚与所述漏电保护芯片的第一输入端通过金属线连接，所述第十引脚与所述漏电保护芯片的第二输入端通过金属线连接，所述漏电保护芯片的第一输入端与第二输入端之间输入漏电信号。

优选地，所述连接控制模块的引脚还包括：第十二引脚、第十三引脚和第十四引脚；所述第十二引脚与所述漏电保护芯片的输出端通过金属线连接，所述漏电保护芯片的输出端在检测到漏电时输出驱动信号；所述第十三引脚为延时引脚，用于设置延迟时间；所述第十四引脚为漏电放大引脚，用于放大漏电信号。

优选地，所述连接驱动模块的引脚包括：第十五引脚、第一引脚；所述第十五引脚与所述可控硅的控制极通过金属线连接，接收所述驱动信号，控制所述可控硅导通；所述第一引脚与所述可控硅的阳极连接。

优选地，所述连接保护模块的引脚包括：第三引脚；所述第三引脚与所述二极管的阴极连接；所述二极管的阳极与所述可控硅的阴极通过金属线连接。

优选地，所述封装结构还包括第十六引脚，所述第三引脚与所述第十六引脚相连；所述第三引脚与所述第十六引脚分布于所述封装结构的两侧，支撑所述第二基岛。

优选地，所述封装结构还包括：第二引脚，所述第二引脚悬空。

优选地，所述整流桥包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；所述第一整流二极管的阴极与所述第二整流二极管的阴极连接，并与第六引脚相连；所述第一整流二极管的阳极与所述第七引脚通过金属线连接，所述第三整流二极管的阴极与所述第七引脚相连；所述第三整流二极管的阳极与所述第十一引脚通过金属线连接，所述第十一引脚与所述第四整流二极管的阳极通过金属线连接；所述第二整流二极管的阳极与所述第八引脚通过金属线连接，所述第四整流二极管的阴极与所述第八引脚相连；其中，所述第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管的阴极均位于贴合引脚的一面，所述第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管的阳极均位于所述贴合引脚的一面的对面。

优选地，所述封装结构的外形为SOP16。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种漏电保护系统，其特征在于，包括：脱扣模块，位于火线与零线上，用于在漏电时切断所述火线和所述零线；感应模块，位于火线和零线上，用于感应所述火线与所述零线的漏电情况并产生漏电信号；如上任一项所述封装结构，所述封装结构的供电端分别与火线和零线相连，所述封装结构的信号输入端与所述感应模块相连，所述封装结构的信号输出端与所述脱扣模块相连；其中，所述脱扣模块、所述感应模块和所述封装结构从所述火线和所述零线的起始端依次设置，所述封装结构可根据所述漏电信号产生对应的驱动信号，驱动所述脱扣模块在靠近起始端的位置切断所述火线和所述零线。

优选地，所述感应模块包括互感器，所述火线和所述零线从所述互感器的铁芯中穿过，所述互感器通过缠绕于所述铁芯上绕组获取漏电信号。

优选地，所述脱扣模块包括开关和脱扣线圈，所述开关分别位于所述火线和所述零线上，所述脱扣线圈的两端分别与所述封装结构的信号输出端及所述火线相连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的封装结构和漏电保护系统，通过将漏电保护芯片外围的多个电路、元器件，例如整流电路、稳压管、漏电保护芯片、可控硅、二极管等集成封装至同一个封装结构中，可以使电路板的尺寸显著减小，同时还可减少物料和焊点数量，简化电路板布局，提升整个漏电保护系统的可靠性，降低了占用空间的同时也降低了成本，便于漏电保护系统的小型化。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本实用新型实施例的封装结构的模块示意图；

图2示出本实用新型实施例的漏电保护系统的应用示意图；

图3示出本实用新型实施例的封装结构的内部布局示意图；

图4示出本实用新型实施例的漏电保护系统的各模块的应用示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1示出本实用新型实施例的封装结构的模块示意图，该封装结构100包括整流模块110、稳压模块120、控制模块130、驱动模块140和保护模块150，其中，整流模块110与供电端Power相连，用于把供电端Power提供的交流电整流成直流电(全波或半波)，为控制模块130供电，稳压模块120例如用于稳定整流模块110向供电模块130提供的供电电压，整流模块110与控制模块130相连，稳压模块120接入整流模块110与控制模块130之间；进一步地，如该控制模块130中集成有稳压电路，则可省去该外置的稳压模块120。控制模块130还与信号输入端Input相连，用于获取输入信号，并根据输入信号向驱动模块140提供对应的驱动信号，驱动模块140根据接收到的驱动信号导通或关断。进一步地，该封装结构还可包括接地端GND，通过接地端GND进行接地。

具体地，该封装结构例如用于漏电保护系统中，其中的稳压模块120例如采用稳压管，控制模块130例如为漏电保护芯片，驱动模块140例如为可控硅，保护模块150例如为二极管；控制模块130接收到信号输入端Input的漏电信号后，将导通的驱动信号提供给驱动模块140，驱动模块140的可控硅在接收到导通的驱动信号后，控制漏电保护系统中的脱扣模块动作以切断供电。该保护模块150可避免负压冲击驱动模块。

通过将多个模块，多个主要元器件合封于同一封装结构中，可以显著减小电路板的尺寸，有利于整体的小型化，且由于采用了合封的设计，可以减少物料种类和连接布线，该封装结构中各模块的位置及连接均被封装所保护固定，相比于散装的电路更加的安全可靠，实现同样的功能，通过采用该封装结构还可以大幅降低成本。图2示出本实用新型实施例的漏电保护系统的应用示意图，封装结构100例如为具有16个引脚的封装形式，脱扣模块200包括开关K1和脱扣线圈L1，感应模块300例如为互感器，开关K1相比于感应模块300更贴近交流供电的起始端，开关K1可同时切断火线L和零线N，交流供电的火线L和零线N均从互感器的环形铁芯中穿过，环形铁芯的至少部分区域还设置有绕组，绕组的两端分别与封装结构的引脚9、引脚10相连，该绕组的两端还并联设置有电阻R1，二极管D1，二极管D2和电容C1，其中，二极管D1与二极管D2的正负极相反的接于引脚9和引脚10之间，二极管D2的负极与电容C1的一端之间还设置有电阻R2，二极管D2的正极与电容C1的另一端之间设置有电阻R3。脱扣线圈的第一端与火线L相连，脱扣线圈的L1的第二端分别与封装结构的引脚1和引脚8相连，在与引脚8相连的路径上还设置有电阻R4。封装结构100的引脚2悬空，引脚3与引脚7相连并与零线N连接，引脚4接地，引脚5与引脚6相连，并经过电容C2后接地，引脚11接地，引脚12经过电阻R5与引脚15相连，引脚13通过电容C3后接地，引脚14通过电容C4后接地，引脚15通过电容C5后接地，引脚16悬空。

该漏电保护系统包括脱扣模块、感应模块300和封装结构100，其交流供电的主电路包括火线L和零线N，如图所示其左侧方例如为起始端，从起始端至负载之间，依次设置有开关K1和感应模块300具体地，开关K1和感应模块300均横跨火线L和零线N。

当封装结构100中控制模块130接收到感应模块300的漏电信号并达到阈值时，经过其内部处理后，将导通信号输出至驱动模块140，驱动模块140通过信号输出端控制脱扣模块的开关K1断开，切断电源。

图3示出本实用新型实施例的封装结构的内部布局示意图，图中可见该封装结构选用了共计16个引脚的封装形式，具体地，包括第一基岛101、第二基岛102和第三基岛103，以及用于连接各引脚和器件的金属线21；其中，第一基岛101上设置有控制模块130(漏电保护芯片IC1)，第二基岛上设置有保护模块150(二极管D7)、第三基岛上设置有驱动模块140(可控硅，Silicon Controlled Rectifier，SCR)；该封装结构的引脚1-16按照逆时针旋转排序，对称设置在该封装结构相对的两侧边，每一侧具有8个引脚。

具体地，该引脚1例如与可控硅阳极相连，可控硅的阴极18通过金属线21与第二基岛102上的二极管的P极相连，即可控硅下接有二极管D7，可对可控硅起到保护作用，防止负压冲击。可控硅的控制极通过金属线21与引脚15相连。引脚3与第二基岛102上的二极管D7的N极相连，引脚4接地，引脚5上例如设置有稳压管19，并通过金属线21与引脚4相连，引脚5为芯片供电，通过金属线21与第一基岛101上的漏电保护芯片IC1相连，引脚6-8上还设置有整流二极管20，引脚7、8上均为一个(D5、D6)，引脚6上为两个整流二极管20(D3和D4)，共计四个整流二极管20组成整流模块110；引脚6上的两个整流二极管20分别通过金属线与引脚7和引脚8相连，引脚7和8上的整流二极管20分别通过金属线与第一基岛101相连。具体地，引脚6为全波整流输出，引脚7接零线N，引脚8接火线L，引脚9和引脚10分别为漏电信号输入端，其外侧端与感应模块300相连，内侧端通过金属线21与控制模块130(漏电保护芯片IC1)相连，引脚11接地，引脚12输出驱动可控硅的驱动信号，通过金属线21与控制模块130(漏电保护芯片IC1)相连；引脚13为延迟设置端，漏电信号经处理后延迟预设时间再去驱动可控硅，可以避免因雷电产生极短时间的漏电信号而导致的频繁脱扣断电的发生；所述延迟设置端通过金属线21与控制模块130(漏电保护芯片IC1)相连；引脚14为漏电信号放大端，其内侧通过金属线21与控制模块130(漏电保护芯片IC1)相连；引脚15为可控硅的控制极，其内侧通过金属线21与可控硅的控制极相连，引脚16为二极管D7的N极。

进一步地，该整流模块可以是四个整流二极管20组成的全波整流，也可以是一个整流二极管组成的半波整流。由火线L、零线N输入交流电，经整流模块整流后输出直流电提供给漏电保护芯片。

漏电保护芯片可以是现有的各种漏电保护芯片。当有漏电信号并达到阈值时，漏电保护芯片检测到感应模块感应的漏电信号，经过漏电保护芯片内部处理后，输出导通信号给可控硅。可控硅接收到漏电保护芯片输出的导通信号后导通，驱动脱扣模块完成脱扣切断火线L与零线N。图4示出本实用新型实施例的漏电保护系统的各模块的应用示意图，图4与图2相类似，不同之处在于，图4中将封装结构100中的各模块进行了拆开展示，其中，引脚pin1至pin16在图中通过圆圈进行表示，整流模块110例如包括D3至D6四个二极管，稳压模块120例如包括二极管DV1，控制模块130例如包括漏电保护芯片IC1，驱动模块140例如包括可控硅SCR，保护模块150例如包括二极管D7。封装结构100中各引脚的部分连接在图2中记载，在此不再赘述，以下仅针对各模块的内部连接等部分进行描述。

从整流模块110开始，引脚pin11分别与二极管D5、D6的正极端相连，二极管D5的负极端分别与引脚pin7和二极管D3的正极端相连，二极管D6的负极端分别与引脚pin8和二极管D4的正极端相连，二极管D3和二极管D4的负极端均与引脚pin6相连，引脚pin6还与漏电控制芯片IC1的VDD以及引脚pin5相连，引脚pin5还与二极管VD1的负极端相连，二极管VD1的正极与引脚pin4相连。漏电保护芯片IC的inputA端与引脚pin9相连，inputB端与引脚pin10相连，两个接地端GND均与引脚pin11相连，SCR端与引脚pin12相连，延迟端delay与引脚pin13相连，Amout端与引脚pin14相连。可控硅SCR的阳极与引脚pin1相连，可控硅SCR的阴极与二极管D7的正极端相连，可控硅SCR的控制极与引脚pin15相连，二极管D7的负极端与引脚pin3相连，引脚pin3与引脚pin16和零线N相连。

本实用新型提供的封装结构和漏电保护系统，通过将漏电保护芯片外围的多个电路、元器件，例如整流电路、稳压管、漏电保护芯片、可控硅、二极管等集成封装至同一个封装结构中，可以使电路板的尺寸显著减小，同时还可减少物料和焊点数量，简化电路板布局，提升整个漏电保护系统的可靠性，降低了占用空间的同时也降低了成本，便于漏电保护系统的小型化。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (20)

1.一种封装结构，其特征在于，包括：

整流模块，与供电端相连，用于将交流供电变为直流供电；

控制模块，与所述整流模块相连，从所述整流模块获取所述直流供电；

驱动模块，与所述控制模块相连，接收所述控制模块的控制信号并生成驱动信号；

所述控制模块与信号输入端相连，所述驱动模块与信号输出端相连，当所述控制模块检测到所述信号输入端的漏电信号后，输出控制信号给驱动模块，驱动模块的驱动信号控制脱扣模块切断交流电路的供电；

其中，封装结构包括封装框架，所述控制模块位于所述封装框架的第一基岛上，所述驱动模块位于所述封装框架的第三基岛上。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括：稳压模块，所述稳压模块接入所述整流模块与所述控制模块之间，用于稳定所述整流模块的直流供电。

3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，还包括：防止负压冲击所述驱动模块的保护模块，所述保护模块位于所述封装框架的第二基岛上。

4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述整流模块包括整流桥；所述稳压模块包括稳压管；所述控制模块包括漏电保护芯片；所述保护模块包括二极管；所述驱动模块包括可控硅。

5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构的引脚包括连接整流模块的引脚、连接稳压模块的引脚、连接控制模块的引脚、连接保护模块的引脚和连接驱动模块的引脚。

6.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括第一引脚至第十六引脚共16个引脚，第一引脚至第八引脚分布于所述封装结构的同一侧；第九引脚至第十六引脚分布于所述封装结构的另一侧。

7.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述连接整流模块的引脚包括：第六引脚、第七引脚、第八引脚、第十一引脚；

所述第六引脚连接所述整流桥的第一输出端，所述第十一引脚整流桥的第二输出端；

所述第七引脚与所述第八引脚之间输入交流电，所述第六引脚与所述第十一引脚之间输出直流电。

8.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述连接稳压模块的引脚包括：第四引脚和第五引脚；

所述第四引脚连接所述稳压管的阳极，所述第五引脚连接所述稳压管的阴极；

其中，所述第五引脚与所述漏电保护芯片的电源端通过金属线连接给所述漏电保护芯片供电。

9.根据权利要求8所述的封装结构，其特征在于，所述第四引脚与所述第十一引脚接地；

所述第四引脚与所述第十一引脚分布于所述封装结构的两侧，支撑所述第一基岛；

所述第十一引脚与所述漏电保护芯片的两个接地端连接。

10.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述连接控制模块的引脚包括：第九引脚和第十引脚；

所述第九引脚与所述漏电保护芯片的第一输入端通过金属线连接，所述第十引脚与所述漏电保护芯片的第二输入端通过金属线连接，所述漏电保护芯片的第一输入端与第二输入端之间输入漏电信号。

11.根据权利要求10所述的封装结构，其特征在于，所述连接控制模块的引脚还包括：第十二引脚、第十三引脚和第十四引脚；

所述第十二引脚与所述漏电保护芯片的输出端通过金属线连接，所述漏电保护芯片的输出端在检测到漏电时输出驱动信号；

所述第十三引脚为延时引脚，用于设置延迟时间；

所述第十四引脚为漏电放大引脚，用于放大漏电信号。

12.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述连接驱动模块的引脚包括：第十五引脚、第一引脚；

所述第十五引脚与所述可控硅的控制极通过金属线连接，接收所述驱动信号，控制所述可控硅导通；

所述第一引脚与所述可控硅的阳极连接。

13.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述连接保护模块的引脚包括：第三引脚；

所述第三引脚与所述二极管的阴极连接；

所述二极管的阳极与所述可控硅的阴极通过金属线连接。

14.根据权利要求13所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括第十六引脚，所述第三引脚与所述第十六引脚相连；

所述第三引脚与所述第十六引脚分布于所述封装结构的两侧，支撑所述第二基岛。

15.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括：第二引脚，所述第二引脚悬空。

16.根据权利要求7所述的封装结构，其特征在于，所述整流桥包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管；

所述第一整流二极管的阴极与所述第二整流二极管的阴极连接，并与第六引脚相连；

所述第一整流二极管的阳极与所述第七引脚通过金属线连接，所述第三整流二极管的阴极与所述第七引脚相连；

所述第三整流二极管的阳极与所述第十一引脚通过金属线连接，所述第十一引脚与所述第四整流二极管的阳极通过金属线连接；

所述第二整流二极管的阳极与所述第八引脚通过金属线连接，所述第四整流二极管的阴极与所述第八引脚相连；

其中，所述第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管的阴极均位于贴合引脚的一面，所述第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管和第四整流二极管的阳极均位于所述贴合引脚的一面的对面。

17.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构的外形为SOP16。

18.一种漏电保护系统，其特征在于，包括：

脱扣模块，位于火线与零线上，用于在漏电时切断所述火线和所述零线；

感应模块，位于火线和零线上，用于感应所述火线与所述零线的漏电情况并产生漏电信号；

如权利要求1-17任一项所述封装结构，所述封装结构的供电端分别与火线和零线相连，所述封装结构的信号输入端与所述感应模块相连，所述封装结构的信号输出端与所述脱扣模块相连；

其中，所述脱扣模块、所述感应模块和所述封装结构从所述火线和所述零线的起始端依次设置，所述封装结构可根据所述漏电信号产生对应的驱动信号，驱动所述脱扣模块在靠近起始端的位置切断所述火线和所述零线。

19.根据权利要求18所述的漏电保护系统，其特征在于，所述感应模块包括互感器，所述火线和所述零线从所述互感器的铁芯中穿过，所述互感器通过缠绕于所述铁芯上绕组获取漏电信号。

20.根据权利要求18所述的漏电保护系统，其特征在于，所述脱扣模块包括开关和脱扣线圈，所述开关分别位于所述火线和所述零线上，所述脱扣线圈的两端分别与所述封装结构的信号输出端及所述火线相连。

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