CZ292861B6

CZ292861B6 - Zařízení pro ochranu elektronického zapojení

Info

Publication number: CZ292861B6
Application number: CZ19983648A
Authority: CZ
Inventors: Michael Bothe; Armin Wegener; Jürgen Heydecke; Ingmar Knop; Klaus Goebel; Klaus-Dieter Skwirblies; Rainer Peters
Original assignee: Friwo Gerätebau Gmbh; Varta Aktiengesellschaft; Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2003-12-17
Also published as: CZ364898A3; CN1079174C; US7002785B1; WO1997043812A1; EP0898802B1; EP0898802A1; CN1217831A; ES2161440T3

Abstract

Zařízení pro ochranu elektronického zapojení a/nebo připojeného spotřebiče proti přivedení nepřípustně velké elektrické energie, zahrnující konstrukční prvek (8) pro omezení napětí, který se přetížením ohřívá a jehož přípojné části jsou spojeny přes pájené plochy s proudovým vedením spotřebiče. Konstrukční prvek (8) je držen pružinou (11) pod mechanickým předpětím a v případě ohřátí je oddělitelný od pájené plochy. Konstrukční prvek (8) je do poudového vedení na desce (1) vodičů zapojen mezi zdrojem proudu a spotřebičem pájením na pájecí plochy (6, 6'; 7, 7'), uspořádané v místě přerušení proudového vedení.ŕ

Description

Zařízení pro ochranu elektronického zapojení

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro ochranu elektronického zapojení a/nebo připojeného spotřebiče proti přivedení nepřípustně velké elektrické energie, zahrnujícího konstrukční prvek pro omezení napětí, který se přetížením ohřívá a jehož přípojné části jsou spojeny přes pájené plochy s proudovým vedením spotřebiče, přičemž konstrukční prvek je držen pružinou pod mechanickým předpětím a v případě ohřátí je oddělitelný od pájené plochy.

Dosavadní stav techniky

Elektrické přístroje jako ruční telefony a podobně se spojují k napájení proudem, popř. k nabíjení baterií se síťovým nebo nabíjecím zařízením přes zásuvku. K ochraně proti příliš vysokému nabíjecímu napětí nebo přetížení se zapojení většinou vybavuje regulátorem, který je opatřen transistorem. Zenerovou diodou nebo podobně a je zapojen jako podélný regulátor nebo jako bočníkový regulátor. Při napájení proudem, popř. při nabíjení baterií takových přístrojů existuje nebezpečí, že použitím nevhodných síťových přístrojů, popř. nabíjecích přístrojů, které by mohly být napojeny také za pomoci odpovídajících adaptérů, zapůsobí na vnitřní ochranné zapojení nepřípustně vysoké napětí, kterým se elektronické zapojení zničí.

Z US 5 311 164 je známo zapojení, u něhož v přívodu proudu ke spotřebiči je tavná pojistka v sérii a dodatečně mezi oběma proudovými sběrnicemi je zapojeno paralelně zařízení MELF. Zařízení MELF slouží k absorpci proudových špiček. Aby se zabránilo přehřátí a zničení ohněm, je prvek MELF na základní desce spojen s proudovými sběrnicemi tavnou pájkou a odtlačován tlačnou pružinou, která při odtavení pájky oddělí prvek MELF od obou proudových sběmic. Tím je ale oddělen pouze prvek MELF od obou proudových sběmic, popř. přívodů, nikoli však spotřebič. Navíc dojde k oddělení spotřebiče teprve později, když se taví tavná pojistka, zapojená v sérii a přeruší příslušné proudové vedení. Toto dříve známé ochranné zařízení zahrnuje tedy dvě tavné pojistky, z nichž pojistka kombinovaná s pružinovým prvkem slouží jen ochraně prvku MELF, připojeného paralelně ke spotřebiči, zatím co oddělení spotřebiče od přívodu proudu se uskuteční pomocí druhé, ke spotřebiči v sérii zapojené tavné pojistky.

Cílem vynálezu je upravit stávající známé zařízení tak, aby se při roztavení pájených ploch konstrukčního prvku současně odpojil od napájení proudem jak konstrukční prvek omezující napětí, tak i spotřebič.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle se dosahuje zařízením pro ochranu elektronického zapojení a/nebo připojeného spotřebiče proti přivedení nepřípustně velké elektrické energie, zahrnujícím konstrukční prvek pro omezení napětí, který se přetížením ohřívá a jehož přípojné části jsou spojeny přes pájené plochy s proudovým vedením spotřebiče, přičemž konstrukční prvek je držen pružinou pod mechanickým předpětím a v případě ohřátí je oddělitelný od pájené plochy, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že konstrukční prvek je do proudového vedení na desce vodičů zapojen mezi zdrojem proudu a spotřebičem pájením na pájecí plochy, uspořádané v místě přerušení proudového vedení.

Výhodou zařízení podle vynálezu pro ochranu spotřebiče a omezovače napětí je obzvláště jednoduchá konstrukce. Na desce vodičů je pro každé ze dvou proudových vedení uspořádána jedna vodivá dráha, které jsou přerušeny dvojicemi pájených ploch, z nichž vždy jedna pájená plocha je připojena ke zdroji proudu a druhá ke spotřebiči, přičemž připojovací části konstrukčního prvku jsou připájeny k pájeným plochám dvojic pájených ploch. Přitom je

-1 CZ 292861 B6 konstrukční prvek přidržován pružinou pod mechanickým předpětím a v případě roztavení pájky se spolehlivě oddělí od dvojic pájených ploch. Pro jednoduché spojení jsou vodivé dráhy pro přípoje proudových vedení opatřeny pájenými plochami a pájené plochy pro diodu leží vzájemně pod přípojnými částmi diody.

K pájení konstrukčního prvku se výhodně volí pájka s teplotou tání, definovanou v závislosti na stanovené přípustné teplotě ohřátí.

Jako pružina může být použita listová pružina, která tlačí nejméně jedním ramenem, vyčnívají10 cím skrze štěrbinu v desce plošných spojů na konstrukční prvek. Listová pružina se dá snadno upevnit na desce vodiče tak, že leží na jednom konci ve výřezu okraje desky vodičů a přiléhá postranními rameny k desce vodičů, zatímco na druhém konci listové pružiny je upravena hákovitá zarážka, zasahující do otvoru v desce vodiče.

Konstrukční prvek může být tvořen například supresorovou diodou, která určuje definovanou hodnotu napětí. Spotřebičem může být akumulátor, který může být umístěn společně s ochranným zařízením v jednom krytu. Zvlášť vhodné je ochranné zařízeni pro akumulátor, který sestává nejméně z jednoho iontově litinového článku.

Jestliže se chybně připojí k přístroji zdroj proudu, popř. nabíjecí zařízení s nepřípustně vysokým proudem, přeruší se ohřátím konstrukčního prvku, podmíněným dodávanou energií, proudový obvod a od napájení proudem se odpojí jak konstrukční prvek, tak i spotřebič.

Přehled obrázků na výkresu

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje ochranné zařízení v podélném řezu ve velkém zvětšení, na obr. 2 je zařízení z obr. 1 v pohledu shora, na obr. 3 zespodu a na obr. 4 je toto zařízení v čelním pohledu.

Příklady provedení vynálezu

Části ochranného zařízení jsou uspořádány na desce 1 vodičů, která sestává z vhodného plastu, např. z epoxidové pryskyřice. Na desce 1 vodičů jsou uspořádány čtyři vodivé dráhy 2, 2*. 3, 3', které jsou opatřeny pájecími plochami 4, 4', 5, 5\ Pájecí plocha 4 slouží pro připojení 35 negativního proudového vedení, vedoucího k síťovému přístroji nebo k nabíjecímu zařízení a pájecí plocha Ψ ke spojení s negativním proudovým vedením elektronického zapojení přístroje. Obdobně jsou pájecí plochy 5, 5] určeny ke spojení s pozitivním proudovým vedením síťového přístroje nebo nabíjecího zařízení, resp. elektronického zapojení přístroje. Na druhých koncích vodivých drah 2, 2', 3, 3] jsou vytvořeny pájecí plochy 6, 6*. 7. 7'. které jsou uspořádány po 40 dvojicích vzájemně vedle sebe s odstupem, přerušujícím proudové vedení pod přípojnými částmi

9, 10 konstrukčního prvku 8, např. diody, kterou může být supresorová dioda. Přípojné části 9, 10 konstrukčního prvku 8 jsou propájeny s těmito pájecími plochami 6, 6', 7, 7*, takie vodivé dráhy 2, 2¹. popř. 3, 3', jsou vzájemně elektricky vodivě spojeny přes přípojné části 9, 10. K propájení diody se volí měkká pájka v závislosti na určené přípustné teplotě ohřátí.

Podstatnou součástí vynálezu je pružina ve tvaru listové pružiny 11, uspořádaná pod deskou 1 vodičů, která má ve střední oblasti dvě postranní ramena 12, která vyčnívají skrze dvě štěrbiny 13 z desky 1 vodičů a jsou tlačena silou pružiny 11 ke spodní ploše konstrukčního prvku 8, v tomto případě diody. Na jednom konci je listová pružina 11 zahnuta nahoru a prochází 50 výřezem okraje na čelní straně desky 1 vodičů a je opatřena dvěma postranními rameny 15. která přiléhají k desce 1 vodičů. Na druhém konci je listová pružina 11 opatřena hákovitou zarážkou 16, která vyčnívá otvorem 17, uspořádaným v desce X vodičů a opírá se o povrch desky 1 vodičů.

-2CZ 292861 B6

Tím je listová pružina 11 fixována na obou svých koncích na desce 1 vodičů a působí silou pružiny proti desce 1 vodičů.

Při normálním provozu teče diodou pouze zanedbatelný klidový proud. Dojde-li ale v důsledku chybného připojení k nepřípustně vysokému napětí, pájka na pájecích plochách 6, 6¹, 7, 7' změkne nebo se roztaví a listová pružina 11 odtlačí diodu od pájecích ploch 6, 6', 7, 7 směrem nahoru, takže se obě proudové sběrnice přeruší, čímž se dosáhne požadovaného ochranného účinku.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Zařízení pro ochranu elektronického zapojení a/nebo připojeného spotřebiče proti přivedení nepřípustně velké elektrické energie, zahrnující konstrukční prvek pro omezení napětí, který se přetížením ohřívá a jehož přípojné části jsou spojeny přes pájené plochy s proudovým vedením spotřebiče, přičemž konstrukční prvek je držen pružinou pod mechanickým předpětím a v případě ohřátí je oddělitelný od pájené plochy, vyznačující se tím, že konstrukční prvek (8) je do proudového vedení na desce (1) vodičů zapojen mezi zdrojem proudu a spotřebičem pájením na pájecí plochy (6,6'; 7,7'), uspořádané v místě přerušení proudového vedení.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že deska (1) vedení je opatřena štěrbinou (13), skrze kterou vyčnívá alespoň jedno rameno (12) listové pružiny (11), které tlačí na konstrukční prvek (8).

3. Zařízení podle nároků 1 a2, vyznačující se tím, že listová pružina (11) na jednom konci leží ve výřezu (14) okraje a postranními rameny spočívá na desce (1) vodičů, a na druhém konci je opatřena hákovitou zarážkou (16), zasahující do otvoru (17) desky (1) vodičů.

4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na desce (1) vodičů jsou vodivé dráhy opatřeny dalšími pájecími plochami (4, 4'; 5, 5') pro připojení proudových vedení a pájecí plochy (6, 6'; 7, 7') pro konstrukční prvek (8) leží vzájemně vedle sebe pod přípojnými částmi (9,10) konstrukčního prvku (8).

5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že konstrukční prvek (8) je připájen pájkou s definovaným bodem tání v závislosti na určené přípustné teplotě ohřátí.

6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že konstrukčním prvkem (8) je supresorová dioda, která určuje definovanou hodnotu napětí.

7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím,že spotřebičem je akumulátor.

8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že akumulátor je společně s ochranným prvkem umístěn v jednom krytu.

9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že akumulátor sestává nejméně z jednoho iontově lithiového článku.