CZ364898A3

CZ364898A3 - Zařízení pro ochranu elektronického zapojení

Info

Publication number: CZ364898A3
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: 2000-04-12
Also published as: CN1079174C; US7002785B1; CZ292861B6; WO1997043812A1; EP0898802B1; EP0898802A1; CN1217831A; ES2161440T3

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro ochranu elektronického zapojení a/nebo připojeného elektrického spotřebiče proti přivedení nepřípustně vysoké elektrické energie.

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 164a je známo zapojení, u něhož v přívodu proudu ke spotřebiči je tavná pojistka v sérii a dodatečné 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 sběrnic. Tím je ale oddělen pouze prvek MELF od obou proudových sběrnic, 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 dvé 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

Potřebný konstrukční prvek pro ochranu spotřebiče a omezovače napětí má obzvlášť jednoduchou konstrukci. 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 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 bodem tání, definovaným v závislosti na stanovené přípustné teplotě ohřátí. Jako pružina může být použita listová pružina, která tlačí nejméně jedním ramenem, vyčnívajícím 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, zatím co 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 zařízení pro akumulátor, který sestává nejméně z jednoho iontově lithiového 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 i vodičů jsou uspořádány čtyři vodivé dráhy 2, 2', 3, 3[, které jsou opatřeny pájenými plochami 4, £, 5, 5\ Pájená plocha 4 slouží pro připojení negativního proudového vedení, vedoucí k síťovému přístroji nebo k nabíjecímu zařízení a pájená plocha 4[ ke spojení s negativním proudovým vedením elektronického zapojeni přístroje. Obdobně jsou pájené 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, £ jsou vytvořeny pájené plochy 6, 6[, 7, Γ, které jsou uspořádány po dvojicích vzájemně vedle sebe s odstupem, přerušujícím proudové vedení pod přípojnými částmi 9, 10 konstrukčního prvku, např. diody 8, kterou může být supresorová dioda. Přípojné části 9, 10 diody 8 jsou propájeny s těmito pájenými plochami 6, 6], 7, Γ, takže vodivé dráhy 2, 2[, popř. 3,

3ý jsou vzájemně elektricky vodivě spojeny přes přípojné části 9, 10. K propájení diody 8 se volí měkká pájka v závislosti na určené přípustné teplotě ohřátí.

Podstatnou součástí vynálezu je pružina ve tvaru listové pružiny 11, uspořádaná pod deskou i 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 ke spodní ploše diody 8. Na jednom konci je listová pružina 11 zahnuta nahoru a prochází 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 1 vodičů a opírá se o povrch desky 1 vodičů. Tím je listová pružina fixována na obou svých koncích na desce 1 vodičů a působí silou pružiny proti desce 1 vodičů.

Při normálním provozu teče diodou 8 pouze zanedbatelný klidový proud. Dojde-li ale v důsledku chybného připojení k nepřípustně vysokému napětí, pájka na pájených plochách 6, 6j, 7, T_ změkne nebo se roztaví a listová pružina 11 odtlačí diodu 8 od pájených ploch 6, 6j, 7, T_ směrem nahoru, takže se obě proudové sběrnice přeruší, čímž se dosáhne požadovaného ochranného účinku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro ochranu elektronického zapojení a/nebo připojeného spotřebiče proti přivedení nepřípustně velké elektrické energie, sestávající z konstrukčního prvku, omezujícího napětí, jehož přípojné části jsou spojeny přes pájené plochy s oběma proudovými vedeními spotřebiče a který je držen pružinou pod mechanickým předpětím a v případě rozletování se nadzvedne od pájené plochy a oddělí od proudových vedení, vyznačující se tím, že pro každé ze dvou proudových vedení je na desce (1) vodičů uspořádána jedna vodivá dráha (2, 2', resp. 3, 3'), které jsou přerušeny dvojicemi pájených ploch (6, 6', resp. 7, 7'), od nichž je napojena vždy jedna pájená plocha na zdroj proudu a druhá na spotřebič, přičemž přípojné části (9, 10) konstrukčního prvku (8) jsou propájeny s dvojicemi pájených ploch (6,6', resp. 7, 7').
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodivé dráhy (2, 2', resp. 3, 3') jsou opatřeny pájenými plochami (4, 4'; 5, 5') pro přípoje proudových vedení a pájené plochy (6, 6'; 7, 7') pro konstrukční prvek (8) leží vzájemně vedle sebe pod přípojnými částmi (9,10) konstrukčního prvku (8).
3. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že konstrukční prvek (8) je připájen pájkou s bodem tání, definovaným v závislosti na určené přípustné teplotě ohřátí.
4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, 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).
5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4,, vyznačující se tím, že listová pružina (11) leží na jednom konci ve výřezu (14) okraje a postranními rameny na desce (1) vedení a na druhém konci je opatřena hákovitou zarážkou (16), zasahující do otvoru (17) desky (1) vedení.
6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5,, vyznačující se tím, že konstrukční prvek (8) je supresorová dioda, určující definovanou hodnotu napětí.
7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6,, vyznačující se tím, že spotřebič je akumulátor.
8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že ochranný prvek je umístěn v jednom krytu společně s akumulátorem.
9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že akumulátor sestává alespoň z jednoho iontově lithiového článku.