CN220569487U - 包括绝缘盘的金属氧化物变阻器 - Google Patents

Abstract

本文中的一种热保护型变阻器(TPV)装置可以包括变阻器本体，其包括与第二主侧相对的第一主侧、连接到第一主侧的第一引线和第二引线、以及连接到第二主侧的第三引线。TPV装置还可以包括连接第一引线和第二引线的热链路，以及位于第一主侧的顶部的绝缘盘，其中，热链路位于绝缘盘的通道内。

Description

包括绝缘盘的金属氧化物变阻器

技术领域

本公开一般涉及保护电气和电子电路及设备免受电涌的影响，更具体地说，涉及具有绝缘盘的热保护型变阻器。

背景技术

过电压保护装置用于保护电子电路和部件不受过电压故障状况引起的损坏。这些过电压保护装置可以包括连接在要被保护的电路和接地线之间的金属氧化物变阻器(MOV)。MOV具有特定的电流-电压特性，该特性允许MOV用于保护此类电路免受灾难性电压浪涌的影响。当向该装置施加大于标称或阈值电压的电压时，电流流过MOV，从而产生热量。这会导致连接元件熔化。一旦链路熔化，就会产生开路，从而防止MOV着火。

在部分由于上述电应力导致持续过电压或热失控的情况下，可以使用热断路器断开装置。最好将热断开机构设置在离MOV盘非常近的位置，以便热响应时间尽可能快。因此，当遭受导致热失控的状况时，热断开MOV的目的是提供相对温和的故障。

尽管热保护变阻器目前可用，但目前可用的热断开变阻器包括复杂的组件，并且制造成本高。因此，目前需要一种高效构造的变阻器，以保护敏感电气电路和设备免受异常过电压瞬变的影响，从而易于维护和维修。目前的改进是基于这些和其他考虑因素进行的。

实用新型内容

提供本概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。

在根据本公开的一种方案中，热保护型变阻器(TPV)装置可以包括变阻器本体，该变阻器本体具有与第二主侧相对的第一主侧、连接到第一主侧的第一引线和第二引线，以及连接到第二主侧的第三引线。TPV装置还可以包括连接第一引线和第二引线的热链路，以及位于第一主侧的顶部的绝缘盘，其中，热链路位于绝缘盘的通道内。

在根据本公开的另一种方案中，热金属氧化物变阻器(TMOV)组件可以包括变阻器本体，该变阻器本体具有与第二主侧相对的第一主侧、沿着第一主侧的热电极、耦合到热电极的第一引线和第二引线，以及连接到第二主侧的第三引线。TMOV组件还可以包括连接第一引线和第二引线的热链路，以及位于第一主侧的顶部的绝缘盘，其中，热链路位于绝缘盘的通道内。

附图说明

附图说明了迄今为止为实际应用其原理而设计的公开实施例的示例性方案，其中：

图1是根据本公开的实施例的TPV装置的透视图；

图2是根据本公开的实施例的TPV装置的另一个透视图；

图3是根据本公开的实施例的TPV装置的底视图；以及

图4A-4B是根据本公开的实施例的TPV装置的绝缘盘的透视图；

附图不一定按比例绘制。附图仅为表示，不旨在描绘本公开的具体参数。附图旨在描述本公开的典型实施例，因此不应被视为限制范围。在附图中，类似的编号表示类似的元件。此外，为了说明清楚，一些附图中的某些元件可以被省略，或者不按比例进行说明。此外，为了清楚起见，某些附图中可以省略一些参考号。

具体实施方式

现在在下文中将参考附图更全面地描述根据本公开的实施例。系统/电路可以以许多不同形式体现，并且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系统和方法的范围。

如本文所述，提供了一种热保护型变阻器(TPV)装置，其包括绝缘盘顶部的热链路，其中，热链路在过电压条件下形成开路。传统的热保护解决方案使用低熔点温度TCO导线作为主电路上的热链路，以连接MOV本体和电源。当MOV芯片因过电压条件而加热时，TCO导线将熔化并形成开路。然而，熔化的液体往往不受控制地流动，有可能重新连接电源，这将无法切断短路电流，并导致灾难性火灾。

本公开的实施例通过在MOV和热链路之间使用热绝缘盘克服了现有技术的缺陷。一旦热链路形成开路，热链路的熔融焊料将流入绝缘盘的通道，而不是流到MOV和/或装置的引线上。绝缘盘确保热链路不会再次连接。

更具体地说，可以由氧化铝制成的绝缘盘可以包括由多个脊限定的多个空穴或空腔。热链路的焊丝铺设在多个脊上，并且焊丝的两端焊接有两根铜引线。两根引线与绝缘体的边缘紧密接触，并且在焊接前也与焊丝的末端接触。同时，引线间距固定，一致性好。其中一根TCO引线与绝缘体单独焊接在MOV金属化层的一侧，以形成串联连接。绝缘体边缘和MOV盘边缘相互对齐。另一根引线可以焊接在MOV金属化层的背面。在各种实施例中，MOV盘和TCO可以用环氧树脂涂覆或用硅胶封装。

如本文将更详细地描述的，本公开的实施例至少具有以下优点。1)将TCO放置在MOV表面，其在最近的故障点检测MOV过热，以便及时切断短路。2)TCO的绝缘盘上的多个(例如，四个)空腔或隔室将容纳并吸收熔融焊料，以防止熔融焊料溢出到MOV盘的边缘，从而导致短路。3)TCO的绝缘盘固定两根引线，以获得良好的引线间距一致性。4)可以修改焊丝直径，以处理不同的浪涌额定值。

现在转到图1-3，将描述根据本公开的实施例的热保护型变阻器(TPV)组件/装置(以下简称“装置”)100。如图所示，TPV装置100包括变阻器本体102，在本实施例中，变阻器本体102具有通常由外周长103限定的圆形或圆盘形状。变阻器本体102包括沿第一侧106布置的第一电极104和沿第二侧110布置的第二电极108。在一些实施例中，第一和/或第二电极104、108可以是热电极。热电极可以是陶瓷、银、铜、铝或铜加铝的金属化层。第一引线112和第二引线114电气连接到第一电极104，而第三引线116电气连接到第二电极108。

装置100还可以包括耦合到变阻器本体102的端子组件118。在一些实施例中，端子组件118可以包括第一引线112和第二引线114之间的绝缘盘120，以及在第一引线112和第二引线114之间延伸的热链路124。尽管非限制性，但热链路124可以包括焊料。如果热链路124超过熔点，例如在过电流情况下，热链路124将断开，从而导致第一或第二引线112、114从电源断开。如图所示，热链路124的第一端128可以直接连接到第一引线112，而热链路124的第二端130可以直接连接到第二引线114。如下文将更详细地描述的，热链路124的一部分可以形成在绝缘盘120的通道133内。热链路124可以具有一个或多个弯曲或扭结，以实现与第一和第二引线112、114的连接。

转到图4A–4B，将更详细地描述绝缘盘120。如图所示，绝缘盘120可以具有本体145，本体145包括与上表面147相对的下表面146，其中，下表面146可以与变阻器本体104的第一主侧106直接接触。绝缘盘120可以包括凹槽148和突出部分149，其被配置为部分地覆盖第二引线114。与凹槽148相对的可以是凸缘150，其被配置为沿其上表面151接收第一引线112。在一些实施例中，凸缘150的上表面151可以相对于本体145的上表面147定义的平面凹陷。

如进一步所示，绝缘盘120可以包括在凹槽148和凸缘150之间延伸的通道133。通道133可以包括从通道底表面156垂直延伸的多个脊155。如图所示，脊155可以在通道133的侧壁158之间延伸。尽管不是限制性的，但多个脊155中的一个或多个可以具有相对于通道底表面156的不同高度。多个脊155可以限定单独的空穴或空腔。在一些实施例中，多个脊155和侧壁158可以夹持热链路124并将热链路保持在空腔133内。

在使用期间，当热链路124低于熔点时，与第一电极104保持物理/电气接触。然而，当热链路124加热且超过热链路124的熔点时，热链路124熔化并开始流动，从而通过热链路124形成绝缘间隙。该间隙断开第一和第二引线112、114之间的电气连接。间隙140进一步断开第一和第二引线112、114与变阻器本体102的第一和第二电极之间的连接。

随着热链路124继续加热，它将变成熔融液体，并填充绝缘盘120的通道133。液化的热链路124将下降到由多个脊155和侧壁158定义的单独的空穴或空腔中。这防止热链路124随机流动，并且防止热链路124潜在地重新连接回电路。有利的是，这种高电弧屏蔽解决方案具有热保护可靠性和长寿命，其可广泛应用于各种热链路设计。

上述讨论是为了说明和描述的目的而提出的，并不打算将本公开限制在本文公开的一种或多种形式。例如，为了简化本公开，本公开的各种特征可以在一个或多个方面、实施例或配置中组合在一起。然而，应当理解，本公开的某些方面、实施例或配置的各种特征可以在替代方面、实施例或配置中组合。此外，以下权利要求通过引用并入本具体实施方式，每项权利要求作为本公开的单独实施例独立存在。

如本文所用，以单数形式叙述并以单词“一(a)”或“一个(an)”开头的元件或步骤应理解为不排除复数元件或步骤，除非明确叙述了此类排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用并不打算被解释为排除也包含所述特征的附加实施例的存在。

本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意指包括其后列出的项目及其等价物以及其他项目。因此，术语“包括”、“包含”或“具有”及其变体是开放式表达，并且可在本文中互换使用。

本文中使用的短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，其在操作中既有合取的，也有析取的。例如，表达式“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”和“A、B和/或C”中的每个表示单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或A、B和C一起。

所有方向参考(例如，近端、远端、上部、下部、向上、向下、左、右、横向、纵向、前、后、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、径向、轴向、顺时针和逆时针)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，且不会造成限制，特别是关于本公开的位置、方向或使用。除非另有说明，否则连接参考(例如，附加、耦合、连接和加入)应作广义解释，并可包括元件集合之间的中间构件和元件之间的相对运动。因此，连接参考不一定推断两个元件直接连接并且彼此固定。

此外，识别参考(例如，主要、次要、第一、第二、第三、第四等)并不意味着重要性或优先级，而是用于区分一个特征与另一个特征。附图仅供说明之用，并且随附附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可能会有所不同。

此外，术语“大体的”或“大体上”以及术语“近似的”或“近似地”在一些实施例中可以互换使用，并且可以使用本领域普通技术人员可接受的任何相关度量来描述。例如，这些术语可以用作与参考参数的比较，以指示能够提供预期功能的偏差。尽管非限制性，但与参考参数的偏差可以是，例如，小于1％、小于3％、小于5％、小于10％、小于15％、小于20％等等。

本公开的范围不受本文所述具体实施例的限制。实际上，除了本文描述的那些，本公开的其他各种实施例和修改对于本领域的普通技术人员来说将从前述描述和附图中显而易见。因此，此类其他实施例和修改旨在属于本公开的范围。此外本领域的普通技术人员将认识到有用性，本文在特定环境中为了特定目的的特定实施方式的上下文中描述了本公开。并不限于此，并且本公开可以出于任何目的在任何数量的环境中有益地实施。因此，以下阐述的权利要求将根据本文所述的本公开的全部广度和精神进行解释。

Claims (13)

1.一种热保护型变阻器装置，其特征在于，包括：

变阻器本体，其包括与第二主侧相对的第一主侧；

连接到所述第一主侧的第一引线和第二引线，以及连接到所述第二主侧的第三引线；

连接所述第一引线和所述第二引线的热链路；和

位于所述第一主侧的顶部的绝缘盘，其中，所述热链路位于所述绝缘盘的通道内。

2.根据权利要求1所述的热保护型变阻器装置，其特征在于，还包括沿着所述变阻器本体的所述第一主侧的热电极。

3.根据权利要求2所述的热保护型变阻器装置，其特征在于，所述第二引线与热电极直接接触，并且其中，所述热链路与所述第一引线和所述第二引线直接接触。

4.根据权利要求1所述的热保护型变阻器装置，其特征在于，所述绝缘盘包括所述通道内的多个脊。

5.根据权利要求4所述的热保护型变阻器装置，其特征在于，所述热链路位于所述多个脊的顶部。

6.根据权利要求1所述的热保护型变阻器装置，其特征在于，所述绝缘盘包括邻近所述通道的凸缘，其中，所述第一引线位于所述凸缘的顶部。

7.根据权利要求1所述的热保护型变阻器装置，其特征在于，在发生过电压事件时，所述热链路融化到所述绝缘盘的所述通道中。

8.一种热金属氧化物变阻器组件，其特征在于，包括：

变阻器本体，其包括与第二主侧相对的第一主侧；

沿着所述第一主侧的热电极；

耦合到所述热电极的第一引线和第二引线，以及连接到所述第二主侧的第三引线；

连接所述第一引线和所述第二引线的热链路；和

位于所述第一主侧的顶部的绝缘盘，其中，所述热链路位于所述绝缘盘的通道内。

9.根据权利要求8所述的热金属氧化物变阻器组件，其特征在于，所述第一引线与所述热电极直接接触，并且其中，所述热链路与所述第一引线和所述第二引线直接接触。

10.根据权利要求8所述的热金属氧化物变阻器组件，其特征在于，所述第二引线与所述热电极直接接触，并且其中，所述热链路与所述第一引线和所述第二引线直接接触。

11.根据权利要求8所述的热金属氧化物变阻器组件，其特征在于，所述绝缘盘包括所述通道内的多个脊，并且其中，所述热链路位于所述多个脊的顶部。

12.根据权利要求8所述的热金属氧化物变阻器组件，其特征在于，所述绝缘盘包括邻近所述通道的凸缘，其中，所述第一引线位于所述凸缘的顶部。

13.根据权利要求8所述的热金属氧化物变阻器组件，其特征在于，在发生过电压事件时，所述热链路融化到所述绝缘盘的所述通道中。