FR3064415B3 - Dispositif de protection contre les surintensites d'alimentation electrique a courant fort pour l'utilisation sur carte de circuit imprime - Google Patents

Dispositif de protection contre les surintensites d'alimentation electrique a courant fort pour l'utilisation sur carte de circuit imprime Download PDF

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Abstract

Le présent modèle d'utilité divulgue un dispositif de protection contre les surintensités d'alimentation électrique à courant fort pour l'utilisation sur carte de circuit imprimé, comprenant : un boîtier supérieur (1) et un boîtier inférieur (2); des jeux de tubes à décharge gazeuse (3), un condensateur de démarrage (4), une barre de courant de pontage (5), une barre de courant de mise à la terre (6), une première électrode d'extraction (7), une seconde électrode d'extraction (8), et un moyen d'alarme de déclenchement, sont disposés dans une cavité formée par le boîtier supérieur et le boîtier inférieur ; la barre de courant de pontage est utilisée pour fournir une connexion entre les ensembles de tubes à décharge gazeuse. L'objectif du présent modèle d'utilité est de résoudre le problème présenté par le dispositif existant de protection contre les surintensités qui peut difficilement satisfaire aux exigences des stations de base petites et miniaturisées en termes de technologie et de taille. Il présente un volume miniaturisé, une bonne résistance aux vibrations, une protection de hautes performances, et une structure compacte.

Description

DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES SURINTENSITÉSD’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE À COURANT FORT POURL’UTILISATION SUR CARTE DE CIRCUIT IMPRIMÉ
DOMAINE TECHNIQUE
Le présent modèle d’utilité concerne un dispositif de protection contre lessurintensités d’alimentation électrique à courant fort pour l’utilisation sur carte decircuit imprimé, et appartient au domaine des appareils de protection contre lessurintensités.
CONTEXTE
Avec le développement rapide de l’industrie de la communication, ledéveloppement rapide de terminal mobile et de service Internet mobile présententde nouveaux défis pour l’évolution de réseau mobile. En particulier, avecl’application de réseau 4G et la recherche et développement (R&D) sur le réseau 5G,une technologie classique de station de base mobile et sa manière de déploiementsont déjà incapables de satisfaire aux exigences de trafic de données des personnesprogressivement de plus en plus aisées. La station de base mobile présente unetendance à la miniaturisation, et des produits à station de base de plus et plusminiaturisée, dont la couverture est importante, dont le déploiement est facile etdont la consommation énergétique est faible, apparaissent.
Avec le développement de composants électroniques de plus en plusminiaturisés et intégrés, pour un circuit avec des composants à disposition dense,lorsque la superficie est limitée, particulièrement lorsque la limitation selon lahauteur est importante, un appareil classique de protection contre les surintensitésd’alimentation électrique peut difficilement satisfaire aux exigences dedéveloppement technologique. Ceci est également le cas dans l’industrie de lacommunication. Pour une station de base de petite taille et miniaturisée, du fait quele volume est petit, sa nécessité interne de protection contre les surintensités estplus importante, et le volume de l’appareil de protection contre les surintensités est plus petit. Du fait que la piézo-résistance dans un appareil classique de protectioncontre les surintensités à piézo-résistance présente une mauvaise caractéristique nonlinéaire (la résistance dynamique est relativement plus élevée), sa tension limite(tension de blocage) est plus élevée dans une situation à courant fort, et son courantde fuite est plus élevé dans une situation à basse tension, cet appareil de protectioncontre les surintensités vieillira plus facilement, et ne peut pas satisfaire auxexigences actuelles en termes de technologie et de taille. Au vu de ces exigences etafin d’y satisfaire, il est nécessaire de développer un petit appareil de protectioncontre les surintensités, avec un plus petit volume et à installation par soudagefacile, qui applique un circuit de protection de mode complet de tube à déchargegazeuse pour les connexions à la fois en série et en parallèle à l’intérieur del’appareil de protection contre les surintensités, et qui présente une fonction desortie par l’intermédiaire d’une fenêtre pour l’affichage local.
Ainsi, des améliorations de l’état antérieur de la technique, afin de résoudre lesimperfections de l’état antérieur de la technique, sont nécessaires.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION L’objectif du présent modèle d’utilité est de résoudre le problème ci-dessusexistant dans l’état antérieur de la technique, en proposant un dispositif deprotection contre les surintensités d’alimentation électrique à courant fort pourl’utilisation sur carte de circuit imprimé.
Pour atteindre l’objectif ci-dessus, un dispositif de protection contre lessurintensités d’alimentation électrique à courant fort selon le présent modèled’utilité comprend : un boîtier supérieur et un boîtier inférieur ; des jeux de tubes àdécharge gazeuse, des condensateurs de démarrage, une barre de courant de pontage,une barre de courant de mise à la terre, une première électrode d’extraction, uneseconde électrode d’extraction et un moyen d’alarme de déclenchementcomportantune pièce d’isolation d’arc et un ressort, disposés dans une cavité formée par leboîtier supérieur et le boîtier inférieur ; le jeu de tubes à décharge gazeusecomprend de multiples pièces de tubes à décharge gazeuse qui sont empilées sous forme d’ensemble, et les condensateurs de démarrage sont soudés sur une carte decircuit imprimé de fixation et sont disposés en parallèle en haut d’un jeucorrespondant de tubes à décharge gazeuse, dans lequel la barre de courant depontage est configurée pour connecter des jeux de tubes à décharge gazeuse entreeux ; dans lequel la première électrode d’extraction est disposée à une extrémitéd’un jeu gauche de tubes à décharge gazeuse, et l’autre extrémité du jeu gauche detubes à décharge gazeuse est connectée à une extrémité de la barre de courant depontage par brasage à basse température ; d’autre part, une extrémité d’un jeu droitde tubes à décharge gazeuse est soudée à la seconde électrode à l’autre extrémité dela barre de courant de pontage avec un brasage à haute température, et l’autreextrémité du jeu droit de tubes à décharge gazeuse est connectée à la barre decourant de mise à la terre par brasage à basse température, formant un point dedéclenchement thermique ; ledit moyen d’alarme de déclenchement étant disposé àune extrémité du jeu de tubes à décharge gazeuse, et étant isolé et séparé du jeu detubes à décharge gazeuse au moyen de la pièce d’isolation d’arc.
Dans certains modes de réalisation, le moyen d’alarme de déclenchementcomprend une pièce d’isolation d’arc et un ressort, une extrémité du ressort estfixée et l’autre extrémité est raccordée à la pièce d’isolation d’arc ; la pièced’isolation d’arc est placée sur un rail de guidage de montage dans une cavité duboîtier inférieur ; le ressort, après avoir été comprimé, pénètre à travers lesgoulottes coulissantes supérieure et inférieure de la pièce d’isolation d’arc ; avantque le déclenchement se produise, la barre de courant de pontage est soudée au jeude tubes à décharge gazeuse avec une brasure à basse température, avec une limited’espacement appliquée par une pièce d’isolation d’arc sur le côté correspondant ;de façon similaire, une portion de déclenchement sur un autre côté comprend enoutre une barre de courant de mise à la terre et un jeu de tubes à décharge gazeuse,avant que le déclenchement se produise, la barre de courant de mise à la terre estsoudée au jeu de tubes à décharge gazeuse avec une brasure à basse température,avec une limite d’espacement appliquée par une pièce d’isolation d’arc sur un côtécorrespondant ; et des points de déclenchement thermique sont ainsi formés.
Effet avantageux : dans le présent modèle d’utilité, un dispositif de protectioncontre les surintensités d’alimentation électrique à courant fort pour l’utilisation surcarte de circuit imprimé utilise un circuit de protection de mode complet dans sonintérieur, dans lequel le jeu de tubes à décharge gazeuse est connecté en parallèleavec un ou des condensateur(s) de démarrage. L’état est affiché par l’intermédiaired’une fenêtre, et une fonction de sortie télémétrique est incluse. Son volume estplus petit et sa hauteur est plus basse, et il est d’un type à brasage de broche afin defaciliter l’installation de brasage. De multiples modes de protection, y comprisphase-phase, phase-neutre, phase-terre, sont adoptés, et un signal de déclenchementthermique est produit en sortie par l’intermédiaire d’une fenêtre sur une surface duboîtier supérieur ; un circuit à basse tension résiduelle est adopté pour faire en sorteque le produit présente un niveau de protection satisfaisant, et empêcher undispositif terminal d’être endommagé par une surtension ; d’autre part, uneconception « anti soufflage d’arc » est adoptée, afin de faire en sorte qu’un essai àcourant fort soit efficacement réussi, et de satisfaire aux exigences de hauteintégration, de miniaturisation, et de fabrication discontinue à brasage à la vaguepour l’alimentation électrique industrielle actuelle.
DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un diagramme schématique de structure partielle d’un dispositifde protection contre les surintensités d’alimentation électrique à courant fort pourl’utilisation sur carte de circuit imprimé dans le présent modèle d’utilité ;
La figure 2 est une vue en éclaté d’un dispositif de protection contre lessurintensités d’alimentation électrique à courant fort pour l’utilisation sur carte decircuit imprimé dans le présent modèle d’utilité ;
La figure 3 est une vue en coupe de moyens d’alarme de déclenchement avantle déclenchement ;
La figure 4 est une vue en coupe de moyens d’alarme de déclenchement aprèsle déclenchement ; et
La figure 5 est un diagramme schématique de circuit pour un dispositif de protection contre les surintensités d’alimentation électrique à courant fort pourl’utilisation sur carte de circuit imprimé dans le présent modèle d’utilité.
MODES DE RÉALISATION DÉTAILLÉS
Le présent modèle d’utilité va être décrit en détails ci-dessous en référence auxdessins conjointement avec des modes de réalisation.
Un dispositif de protection contre les surintensités d’alimentation électrique àcourant fort pour l’utilisation sur carte de circuit imprimé, tel qu’il est représentésur la figure 1 et la figure 2, comprend : un boîtier supérieur 1 et un boîtierinférieur 2 ; des jeux de tubes à décharge gazeuse 3, des condensateurs dedémarrage 4, une barre de courant de pontage 5, une barre de courant de mise à laterre 6, une première électrode 7, une seconde électrode 8, et en outre des moyensd’alarme de déclenchement, constitués de pièces d’isolation d’arc 9 et deressorts 10, disposés dans une cavité formée par le boîtier supérieur 1 et le boîtierinférieur 2. Les condensateurs de démarrage 4 sont soudés sur une carte de circuitimprimé, ou carte PCB (de l’anglais « printed circuit board »), de fixation, et sontplacés en parallèle en haut d’un tube à décharge gazeuse correspondant dans lesjeux de tubes à décharge gazeuse 3. Les moyens d’alarme de déclenchement sontchacun disposés sur un côté d’un jeu de tubes à décharge gazeuse 3, et sont isolés etséparés des jeux de tubes à décharge gazeuse 3 par l’intermédiaire d’une cavitéformée par le boîtier inférieur 2.
Les boîtier supérieur 1 et boîtier inférieur 2 susmentionnés sont raccordés aumoyen d’encliquetage ou de soudage, et il y a des fenêtres sur le boîtier supérieur 1pour des affichages. Tous ceux-ci sont faits de matériau isolant ignifugeant dequalité industrielle. D’autre part, ce produit peut garantir de fournir desperformances électriques sûres et isolantes dans l’utilisation par rapport à la cartede circuit imprimé, présenter une aptitude d’usinage satisfaisante et une sûretéfiable. L’agencement compact peut utiliser au mieux l’espace et ainsi maximiser leséconomies d’espace.
En outre, le jeu de tubes à décharge gazeuse 3 peut être un jeu de tubes à décharge gazeuse constitué d’un seul tube à décharge gazeuse, ou de multiplestubes à décharge gazeuse empilés en série. La conduction entre les jeux de tubes àdécharge gazeuse 3 disposés sur les côtés gauche et droit peut se faire parl’intermédiaire d’une barre de courant de pontage 5, et le boîtier inférieur 2comprend une cavité gauche et une cavité droite, pour fixer le jeu de tubes àdécharge gazeuse de côté gauche 3 et le jeu de tubes à décharge gazeuse de côtédroit 3 respectivement. Une première électrode d’extraction 7 est disposée à uneextrémité du jeu de tubes à décharge gazeuse de côté gauche 3, et l’autre extrémitédu jeu de tubes à décharge gazeuse de côté gauche 3 est connectée à une extrémitéde sa barre de courant de pontage 5 par l’intermédiaire de brasage à bassetempérature. À l’autre extrémité de la barre de courant de pontage 5, une secondeélectrode d’extraction 8 est également disposée, et la conduction à une surfaced’électrode du jeu de tubes à décharge gazeuse de côté droit 3 est garantie parattache directe. Une extrémité du jeu de tubes à décharge gazeuse de côté droit 3 estconnectée à une barre de courant de mise à la terre externe 6 (PE), la connexionétant accomplie au moyen de soudage à base de brasure à basse température,formant un point de déclenchement thermique. La première électrode 7 et laseconde électrode 8 sont destinées à réaliser une conduction avec des brochesexternes L/N (ligne sous tension/ligne neutre).
Sur la base de la figure 2 et conjointement avec ce qui est représenté sur lafigure 3 et la figure 4, les moyens d’alarme de déclenchement comprennent despièces d’isolation d’arc 9 et des ressorts 10, ladite pièce d’isolation d’arc 9 est sousforme de structure en forme de plaque coulissante avec une rainure formée sur saportion supérieure, et des trous de montage perforés pour les ressorts 10 sontréservés sur des bords chanfreinés supérieur et inférieur ; les pièces d’isolationd’arc 9 sont destinées à être placées sur un rail de guidage de montage dans lacavité du boîtier inférieur 2. Une extrémité du ressort est fixée et l’autre extrémitéest destinée à être raccordée à la pièce d’isolation d’arc 9 ; deux jeux de ressorts 10,après avoir été comprimés, pénètrent à travers les goulottes coulissantes supérieureet inférieure des pièces d’isolation d’arc 9. Comme cela est représenté sur la figure 4, avant que le déclenchement se produise, la barre de courant de pontage 5est, avec une limite d’espacement appliquée par une pièce d’isolation d’arc 9 sur uncôté correspondant, soudée au jeu gauche de tubes à décharge gazeuse 3 avec unebrasure à basse température ; de façon similaire, une portion de déclenchement surle côté droit comprend en outre une barre de courant de mise à la terre 6 et un jeudroit de tubes à décharge gazeuse 3, et avant que le déclenchement se produise, labarre de courant de mise à la terre 6 est, avec une limite d’espacement appliquée parune pièce d’isolation d’arc 9 sur un côté correspondant, soudée au jeu droit de tubesà décharge gazeuse 3 avec une brasure à basse température, formant un point dedéclenchement thermique.
Durant l’utilisation du dispositif de protection contre les surintensitésd’alimentation électrique du présent modèle d’utilité, pour de quelconques points dedéclenchement thermique, si un jeu de tubes à décharge gazeuse 3, après avoir étésurchauffé en raison d’une surcharge due à une surtension entraînée par la foudredans un circuit, qui a pour résultat une décharge à travers un jeu de tubes à déchargegazeuse, transfère de la chaleur à un point de déclenchement thermique qui a étébrasé à basse température, la brasure au point de déclenchement thermique fondralorsque la température atteint un certain point, et la barre de courant de pontage 5et/ou la barre de courant de mise à la terre 6 se sépareront du jeu de tubes àdécharge gazeuse 3 en raison de leur propre élasticité. D’autre part, les piècesd’isolation d’arc 9 pousseront vers l’avant en raison de la poussée des ressorts 10,afin de déconnecter les chemins de conduction de la barre de courant de pontage 5et de la barre de courant de mise à la terre 6 vers les jeux de tubes à déchargegazeuse 3 ; un affichage par une fenêtre sur le boîtier supérieur 1 passe d’unindicateur « nul » à un indicateur rouge, indiquant une défaillance du jeu de tubes àdécharge gazeuse 3 de ce produit.
La structure sur les figures 1 à 4 met en œuvre une structure de circuit telleque représentée sur la figure 5. Le circuit sur la figure 5 adopte un circuit deprotection de mode complet, possède des circuits symétriques et est adapté pourl’installation libre, un seul ou de multiple tubes à décharge gazeuse étant adoptés pour les chemins L/N-PE, avec un condensateur de démarrage connecté en parallèlepour la protection. Il présente des avantages, y compris un courant fort, une faibletension résiduelle et aucun flux résiduel.
Si une surtension se produit dans un quelconque chemin de L-PE/N-PE/L-N,pour un point de déclenchement thermique, en raison d’une surtension entraînée parla foudre dans le circuit, une décharge se produit à travers les tubes à déchargegazeuse 3, et, si le jeu de tubes à décharge gazeuse 3, après avoir été surchauffé enraison d’une surcharge, transfère de la chaleur au point de déclenchement thermiquequi a été soudé à basse température, la brasure au point de déclenchement thermiquefondra lorsque la température atteint un certain point, et le moyen de déclenchementdéconnectera le circuit ; d’autre part, un affichage par la fenêtre sur le boîtiersupérieur 1 passe d’un indicateur « nul » à un indicateur rouge, indiquant unedéfaillance du jeu de tubes à décharge gazeuse 3.
Le texte ci-dessus décrit simplement des modes de réalisation préférés duprésent modèle d’utilité. L’homme du métier doit noter que plusieurs améliorationspeuvent être apportées sans s’éloigner du principe du présent modèle d’utilité. Cesaméliorations doivent également être considérées être au sein de la portée deprotection du présent modèle d’utilité.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de protection contre les surintensités d’alimentation électrique àcourant fort pour l’utilisation sur carte de circuit imprimé, caractérisé en ce qu’ilcomprend : un boîtier supérieur (1) et un boîtier inférieur (2); des jeux de tubes à décharge gazeuse (3), des condensateurs de démarrage (4),une barre de courant de pontage (5), une barre de courant de mise à la terre (6), unepremière électrode d’extraction (7), une seconde électrode d’extraction (8), et unmoyen d’alarme de déclenchement comportant une pièce d’isolation d’arc (9) et unressort (10), disposés dans une cavité formée par le boîtier supérieur (1) et le boîtierinférieur (2) ; dans lequel le jeu de tubes à décharge gazeuse (3) comprend de multiplespièces de tubes à décharge gazeuse (3) qui sont empilées sous forme d’ensemble, etles condensateurs de démarrage (4) sont soudés sur une carte de circuit imprimé defixation et sont disposés en parallèle en haut d’un jeu correspondant de tubes àdécharge gazeuse (3), dans lequel la barre de courant de pontage (5) est configuréepour connecter les jeux de tubes à décharge gazeuse (3) entre eux; dans lequel la première électrode d’extraction (7) est disposée à une extrémitéd’un jeu gauche de tubes à décharge gazeuse (3), l’autre extrémité dudit jeu gauchede tubes à décharge gazeuse (3) est connectée à une extrémité de la barre de courantde pontage (5) par brasage à basse température ; et dans lequel, d’autre part, une extrémité d’un jeu droit de tubes à déchargegazeuse (3) est soudée à la seconde électrode d’extraction (8) à l’autre extrémité dela barre de courant de pontage (5) par brasage à haute température, et l’autreextrémité du jeu droit de tubes à décharge gazeuse (3) est connectée à la barre decourant de mise à la terre (6) par brasage à basse température, formant un point dedéclenchement thermique ; ledit moyen d’alarme de déclenchement étant disposé àune extrémité du jeu de tubes à décharge gazeuse (3), et étant isolé et séparé du jeude tubes à décharge gazeuse (3) au moyen de la pièce d’isolation d’arc (9).
  2. 2. Dispositif de protection contre les surintensités d’alimentation électrique àcourant fort pour l’utilisation sur carte de circuit imprimé selon la revendication 1,dans lequel, le moyen d’alarme de déclenchement comprend une pièce d’isolation d’arc (9)et un ressort (10), une extrémité du ressort est fixée et l’autre extrémité estraccordée à la pièce d’isolation d’arc (9) ; la pièce d’isolation d’arc (9) est placéesur un rail de guidage de montage dans une cavité du boîtier inférieur (2) ; dans lequel le ressort (10) est configuré pour, après avoir été comprimé,pénétrer à travers des goulottes coulissantes supérieure et inférieure de la pièced’isolation d’arc (9) ; et dans lequel, avant qu’un déclenchement se produise, la barre de courant depontage (5) est soudée au jeu de tubes à décharge gazeuse (3) avec une brasure àbasse température, avec une limite d’espacement appliquée par une pièced’isolation d’arc (9) sur un côté correspondant ; une portion de déclenchement surun autre côté comprenant en outre la barre de courant de mise à la terre (6) et un jeude tubes à décharge gazeuse (3), de telle sorte que, avant qu’un déclenchement seproduise, la barre de courant de mise à la terre (6) est soudée au jeu de tubes àdécharge gazeuse (3) avec une brasure à basse température, avec une limited’espacement appliquée par une pièce d’isolation d’arc (9) sur un côtécorrespondant ; des points de déclenchement thermique étant ainsi formés.
  3. 3. Dispositif de protection contre les surintensités d’alimentation électrique àcourant fort pour l’utilisation sur carte de circuit imprimé selon la revendication 1,dans lequel le boîtier supérieur (1) et le boîtier inférieur (2) sont raccordés aumoyen d’encliquetage ou de soudage, et une fenêtre pour l’affichage est prévue surle boîtier supérieur (1).
  4. 4. Dispositif de protection contre les surintensités d’alimentation électrique àcourant fort pour l’utilisation sur carte de circuit imprimé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens d’alarme de déclenchement comprennent des piècesd’isolation d’arc (9) et des ressorts (10), ladite pièce d’isolation d’arc (9) étant sousforme de structure en forme de plaque coulissante, avec une rainure formée dans saportion supérieure, et des trous de montage perforés pour des ressorts étant réservéssur des bords chanfreinés supérieur et inférieur ; la pièce d’isolation d’arc (9) étantplacée sur un rail de guidage de montage dans une cavité du boîtier inférieur (2),une extrémité du ressort (10) étant fixée et l’autre extrémité étant destinée à êtreraccordée à la pièce d’isolation d’arc (9) ; deux jeux de ressorts étant configuréspour, après avoir été comprimés, pénétrer à travers les goulottes coulissantessupérieure et inférieure des pièces d’isolation d’arc (9).
  5. 5. Dispositif de protection contre les surintensités d’alimentation électrique àcourant fort pour l’utilisation sur carte de circuit imprimé selon la revendication 1,dans lequel, avant qu’un déclenchement se produise, la barre de courant de pontage(5) est soudée au jeu gauche de tubes à décharge gazeuse (3) avec une brasure àbasse température avec une limite d’espacement appliquée par une pièce d’isolationd’arc (9) sur un côté correspondant ; une portion de déclenchement sur un côté droitcomprenant en outre la barre de courant de mise à la terre (6) et un jeu droit detubes à décharge gazeuse (3), et, avant qu’un déclenchement se produise, la barre decourant de mise à la terre (6) est soudée au jeu droit de tubes à décharge gazeuse (3)avec une brasure à basse température avec une limite d’espacement appliquée parune pièce d’isolation d’arc (9) sur un côté correspondant ; des points dedéclenchement thermique étant ainsi formés.
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