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Technisches Gebiet
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft ein Überspannungsschutzgerät für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte und gehört zu dem Gebiet der Blitzschutzgeräte.
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Stand der Technik
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Mit der schnellen Entwicklung der Kommunikationsindustrie stellen die raschen Entwicklungen der mobilen Endgeräte und mobilen Internetdienstleistungen eine neue Anforderung an die Entfaltung der mobilen Netzwerke, insbesondere an die Anwendung der 4G-Netzwerke und die Forschung der 5G-Netzwerke, weil die herkömmlichen Technologien und Aufstellung für mobile Basisstationen die immer weiter zunehmenden Bedürfnisse nach Datendienst nicht mehr erfüllen können. Die mobilen Basisstationen tendieren zur Verkleinerung und mehrere verkleinerte Basisstationen erscheinen mit einer großen Reichweite, einer einfachen Aufstellung und geringem Energieverbrauch.
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Da die elektronischen Teile immer weiter verkleinert und integriert werden, können die herkömmlichen Überspannungsschutzgeräte für eine Energiequelle aufgrund ihrer Beschränkung auf den flächenhaften Bauplatz und insbesondere auf die Höhe der Platine mit dicht angelegten Elementen im Wesentlichen die Weiterbildung der betroffenen Technologien nicht erfüllen.
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In der Kommunikationsindustrie stellen ebenfalls die Klein- und Mikro-Basisstationen höhere Anforderungen an den Blitzschutz im Innenraum, da diese Basisstationen ein kleineres Volumen und deshalb ein kleineres Blitzschutzgerät haben. Ein traditionelles druckempfindliches Blitzschutzgerät kann die Anforderungen an die Technologien und Dimensionen nicht erfüllen, da es schlechte nichtlineare Eigenschaften eines darin angeordneten druckempfindlichen Widerstandes (mit einem großen dynamischen Widerstand), eine höhere Begrenzungsspannung (Klemmenspannung) bei einem großen Strom, einen großen Ableitstrom bei einer niedrigen Spannung und Anfälligkeit für Alterung aufweist.
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Diesbezüglich ist es erforderlich, ein kleines Blitzschutzgerät mit einem reduzierten Volumen und vereinfachter Montage durch Verschweißen zu schaffen, welches einen inneren Schaltkreis zum Schutz durch Gasableiter sowohl bei einer Serienschaltung als auch bei einer Parallelschaltung verwenden und eine lokale Anzeigeausgabe an einem Fenster erzielen kann. Daher sollen die Geräte im Stand der Technik verbessert werden, um ihre Nachteile zu beseitigen.
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Offenbarung der Erfindung
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Um das vorgenannte Problem zu lösen, stellt das vorliegende Gebrauchsmuster ein Überspannungsschutzgerät für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte bereit.
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Technische Lösungen
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe umfasst das Überspannungsschutzgerät für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse, wobei innerhalb des von dem oberen Gehäuse und dem unteren Gehäuse gebildeten Hohlraums Baugruppen von Gasableitern, Anlaufkondensatoren, ein überbrückendes Stromband, ein geerdetes Stromband, eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und ein Warngerät für Auslösung aus einem gebogenen Isolierungsstück und einer Feder vorgesehen sind; wobei eine Baugruppe von Gasableitern aus mehreren aufeinandergestapelten Gasableitern ausgebildet ist; wobei einige Anlaufkondensatoren an einer festgehaltenen PCB-Platine verschweißt und parallel zueinander auf den oberen Enden der jeweiligen Baugruppen von Gasableitern gelegt sind; wobei die Baugruppen von Gasableitern durch das überbrückende Stromband miteinander verbunden sind; wobei an einem Ende einer linken Baugruppe von Gasableitern eine erste Elektrode herausgeführt vorgesehen ist und ein Ende der linken Baugruppe von Gasableitern mit einem Ende des überbrückenden Strombands durch Löten bei einer niedrigeren Temperatur verbunden ist; weiterhin das eine Ende einer rechten Baugruppe von Gasableitern mit der zweiten Elektrode am anderen Ende des überbrückenden Strombands durch Löten bei einer höheren Temperatur verbunden ist und das andere Ende mit dem geerdeten Stromband durch Löten bei einer niedrigeren Temperatur unter Ausbildung einer Stelle für thermische Auslösung verbunden ist; und wobei sich das Warngerät für Auslösung an einem Ende der Baugruppe von Gasableitern befindet und durch das gebogene Isolierungsstück von der Baugruppe von Gasableitern isoliert ist. Dabei umfasst das Warngerät für Auslösung das gebogene Isolierungsstück und die Feder, die an dem einen Ende festgelegt und an dem anderen Ende mit dem gebogenen Isolierungsstück verbunden ist; wobei das Isolierungsstück auf einer festgelegten Führungsschiene im Hohlraum des unteren Gehäuses gelegt ist und die Feder nach dem Zusammendrücken durch obere und untere Gleitschienen des gebogenen Isolierungsstücks durchdringt; wobei vor der Auslösung das überbrückende Stromband mit der Baugruppe von Gasableitern unter der Beschränkung des sich an der jeweiligen Seite befindlichen Isolierungsstücks bei einer niedrigeren Temperatur verlötet wird; wobei ebenfalls ein Auslösungsteil an der anderen Seite weiterhin das geerdete Stromband und die Baugruppe von Gasableitern umfasst und vor der Auslösung das geerdete Stromband mit der Baugruppe von Gasableitern unter der Beschränkung des sich an der jeweiligen Seite befindlichen Isolierungsstücks bei einer niedrigeren Temperatur verlötet wird; und wobei eine Stelle für thermische Auslösung ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Aspekte
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Das Überspannungsschutzgerät für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte im vorliegenden Gebrauchsmuster verwendet einen inneren Schaltkreis zum Schutz durch Gasableiter sowohl bei einer Serienschaltung als auch bei einer Parallelschaltung, erzielt eine Anzeige des Zustands an einem Fenster sowie die Funktion telemetrischer Ausgabe, weist ein kleineres Volumen und eine niedrigere Höhe auf und ist wegen der Schweißform seines Pins einfach montierbar.
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Mehrfache Schutzmaßnahmen, z. B. zwischen Phasen, Phasen gegenüber der neutralen Leitung und gegenüber der Erde werden vorgenommen. Das Signal für thermische Auslösung wird durch das Fenster an der Oberfläche des oberen Gehäuses sichtlich ausgegeben.
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Ein Schaltkreis mit einer niedrigen Restspannung wird eingesetzt, welcher Erreichung eines guten Schutzniveaus des Produkts erlaubt und das Endgerät vor Überspannungsschäden schützt.
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Außerdem ist das Gerät lichtbogensicher ausgestaltet, kann die Tests mit großen Strömen erfolgreich bestehen und kann die Anforderungen an eine wesentlich integrierte, verkleinerte und chargenweise Produktion mittels Wellenlöten für vorhandene industrielle Energiequellen erfüllen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine lokale schematische Strukturansicht eines Überspannungsschutzgeräts für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 2 zeigt eine Explosionsansicht eines Überspannungsschutzgeräts für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster;
- 3 zeigt eine Schnittansicht des Warngeräts für Auslösung vor der Auslösung;
- 4 zeigt eine Schnittansicht des Warngeräts für Auslösung nach der Auslösung; und
- 5 zeigt eine schematische Schaltung eines Überspannungsschutzgeräts für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Nachfolgend wird das Gebrauchsmuster in Bezug auf die Figuren und im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst ein Überspannungsschutzgerät für eine Energiequelle mit großem Durchfluss für eine Leiterplatte ein oberes Gehäuse 1 und ein unteres Gehäuse 2, wobei innerhalb des von dem oberen Gehäuse 1 und dem unteren Gehäuse 2 gebildeten Hohlraums Baugruppen von Gasableitern 3, Anlaufkondensatoren 4, ein überbrückendes Stromband 5, ein geerdetes Stromband 6, eine erste Elektrode 7, eine zweite Elektrode 8 und ein Warngerät für Auslösung aus einem gebogenen Isolierungsstück 9 und einer Feder 10 vorgesehen sind. Die Anlaufkondensatoren 4 sind auf einer befestigten PCB-Platine verschweißt und parallel zueinander auf ein oberes Ende der jeweiligen Baugruppen von Gasableitern 3 gelegt.
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Die Warngeräte für Auslösung sind jeweils an einer Seite einer der Baugruppen von Gasableitern 3 gelegt und jeweils durch den von dem unteren Gehäuse 2 gebildeten Hohlraum der Baugruppe von Gasableitern 3 isoliert.
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Das obere Gehäuse 1 und das untere Gehäuse 2 sind durch Schnappen oder Schweißen miteinander verbunden und das obere Gehäuse 1 weist ein Anzeigefenster auf. Diese sind aus einem Isolierungsmaterial auf einem industriellen Niveau der Feuerbeständigkeit mit guter Herstellbarkeit gefertigt. Bei der Anwendung des Produkts wird sichergestellt, dass eine sichere Isolierung der Platine erzielt werden kann. Die kompakte Anordnung des Produkts kann den Bauplatz sparend ausnutzen.
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Weiterhin kann die Baugruppe von Gasableitern 3 aus einem Gasableiter oder mehreren aufeinandergestapelten Gasableitern ausgebildet sein und die jeweils an den linken und rechten Seiten ausgebildeten Baugruppen von Gasableitern 3 sind durch das überbrückende Stromband 5 miteinander verbunden.
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Das untere Gehäuse 2 umfasst einen linken Hohlraum und einen rechten Hohlraum, in den jeweils die linke und rechte Baugruppe von Gasableitern 3 befestigt ist. Dabei ist an einem Ende einer linken Baugruppe von Gasableitern 3 eine erste Elektrode herausgeführt vorgesehen und das Ende der linken Baugruppe von Gasableitern 3 ist mit einem Ende des überbrückenden Strombands 5 durch Löten bei einer niedrigeren Temperatur verbunden. Das andere Ende des überbrückenden Strombands 5 ist ebenso mit einer zweiten Elektrode 8 herausgeführt vorgesehen und die Verbindung ist durch unmittelbares Anliegen an die Oberfläche der Elektrode an der rechten Baugruppe von Gasableitern 3 sichergestellt. Die rechte Baugruppe von Gasableitern 3 ist an einem Ende mit einem externen geerdeten Stromband 6 (PE) verbunden, wobei die Verbindung durch das Löten bei einer niedrigeren Temperatur unter Ausbildung einer Stelle für thermische Auslösung durchgeführt ist. Die erste Elektrode 7 und die zweite Elektrode 8 sind mit externen Pins L/N (Phase/Neutral) verbunden.
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Wie es auf Basis der 2 aus 3 und 4 zu entnehmen ist, umfasst das Warngerät für Auslösung das gebogene Isolierungsstück 9, das eine verschiebbare flache Struktur mit einem genuteten oberen Ende hat, und die Feder 10, wobei durchgehende Federmontagelöcher in einer oberen Nut und einer unteren Nut vorgefertigt sind. Das Isolierungsstück 9 ist auf eine festgelegte Führungsschiene im Hohlraum des unteren Gehäuses 2 gelegt und die Feder 10 ist an dem einen Ende befestigt und an dem anderen Ende mit dem gebogenen Isolierungsstück 9 verbunden. Zwei Gruppen von Federn 10 durchdringen jeweils nach dem Zusammendrücken obere und untere Gleitschienen des gebogenen Isolierungsstücks 9. Wie es in 4 ersichtlich ist, wird vor der Auslösung das überbrückende Stromband 5 mit einer linken Baugruppe von Gasableitern 3 unter der Beschränkung des sich an der jeweiligen Seite befindlichen Isolierungsstücks 9 bei einer niedrigeren Temperatur verlötet. Ebenfalls umfasst ein Auslösungsteil an der rechten Seite weiterhin das geerdete Stromband 6 und eine rechte Baugruppe von Gasableitern 3, wobei vor der Auslösung das geerdete Stromband 6 mit der rechten Baugruppe von Gasableitern 3 unter der Beschränkung des sich an der jeweiligen Seite befindlichen Isolierungsstücks 9 bei einer niedrigeren Temperatur verlötet wird und eine Stelle für thermische Auslösung ausgebildet ist.
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Bei der Anwendung des Überspannungsschutzgeräts für eine Energiequelle gemäß dem Gebrauchsmuster wird die Wärme aufgrund des Überwärmens der Baugruppe von Gasableitern 3 nach der Entladung der Blitzüberspannung in dem Schaltkreis mittels der Gasableiter an die bei der niedrigen Temperatur verschweißte Stelle für thermische Auslösung übertragen. Wenn es eine bestimmte Temperatur erreicht, wird Lotmaterial an der Stelle für thermische Auslösung aufgeschmolzen und dann werden das überbrückende Stromband 5 und das geerdete Stromband 6 unter ihren eigenen Federkräften von der Baugruppe von Gasableitern 3 entfernt. Dabei wird das Isolierungsstück 9 unter der Druckkraft der Feder 10 nach vorne verschoben und die Verbindung zwischen dem überbrückenden Stromband 5, dem geerdeten Stromband 6 und der Baugruppe von Gasableitern 3 wird abgebrochen. Das farblose Fenster auf dem oberen Gehäuse 1 wird rot eingefärbt, was für den Ausfall der Baugruppe von Gasableitern 3 steht.
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Die Struktur aus 1 bis 4 realisiert die Schaltung in 5. Der Schaltkreis in 5 setzt einen allumfassenden Schutzschaltkreis ein, der einen äquivalenten Schaltkreis aufweist und frei montiert werden kann. Dabei werden für L/N-PE eine oder mehrere Gasableiter benutzt und ein Anlaufkondensator wird zum Schutz daran angeschlossen. Die Struktur hat die Vorteile von einem großen Durchfluss, einer niedrigen Restspannung und keinem Freilauf.
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Tritt eine Überspannung in einer von L-PE/N-PE/L-N auf, wird die Wärme aufgrund des Überwärmens der Baugruppe von Gasableitern 3 nach der Entladung der Blitzüberspannung in dem Schaltkreis mittels der Baugruppe von Gasableitern 3 an die bei der niedrigen Temperatur verschweißte Stelle für thermische Auslösung übertragen. Wenn es eine bestimmte Temperatur erreicht, wird Lotmaterial an der Stelle für thermische Auslösung aufgeschmolzen und dann bricht der Auslöser den Stromkreis ab. Dabei wird das farblose Fenster auf dem oberen Gehäuse 1 rot eingefärbt, was für den Ausfall der Baugruppe von Gasableitern 3 steht.
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Oben wurden nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele des vorliegenden Gebrauchsmusters erläutert, aber es soll beachtet sein, dass die Fachleute weitere Verbesserungen ausführen können, ohne sich von dem Rahmen des Prinzips des Gebrauchsmusters zu entfernen, und diese Verbesserungen sollen auch im Schutzbereich des Gebrauchsmusters enthalten sein.
