一种浪涌保护器及其应用的制作方法

本发明涉及一种电路保护装置，尤其涉及一种浪涌保护器及其应用。

背景技术：

电涌保护器或电涌抑制器，也叫电涌保护装置，是一种为各种敏感或昂贵的电子设备，如电脑及通讯相关设备上的电子元件提供过电压安全防护的保护装置。现有的电涌保护装置通常是专为中等或一般条件下的电涌过电压保护设计，所以在电涌过电压能量较小或时间较短时，此时的电涌保护装置不能快速灵敏的响应保护，所以我们通常会把电压敏感保护元件如压敏电阻直接应用在电子电路上实现保护电子电路的目的。常用的压敏电阻是包括由氧化锌颗粒和复杂的晶内颗粒材料构成的电子器件，它是一个电压非线性器件，独特的电压电流特性是敏感电子电路的理想保护器件，但它的材料组成决定了自身在过电压短路过载时极易损坏起火燃烧，对附近敏感的电子电路和元件产生灾难性的破坏。所以，我们需要一种更安全更灵敏的电涌保护装置，能在瞬间内导通吸收、泄放掉电涌过电压起到保护电子设备作用，而在短路过载造成电涌装置损坏时能快速分离该电涌保护装置，避免造成火灾对电子设备形成灾难性破坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有的电涌保护装置在过电压造成装置短路过载时的缺陷和不足，提供了一种浪涌保护器及其应用，它能有效地防止电弧产生及在短路过载时能快速分离，可以从根本上杜绝火灾隐患从而保证电子设备的安全。

本发明是这样实现的：

一种浪涌保护器，包括壳体、弹性元件、防弧组件、电压敏感组件、响应开关组件和热敏元件；所述的壳体包括内壳和外盖；所述的内壳为框式结构，且内壳上设有电极孔、电极脚插槽和两个滑槽；当内壳与外盖通过锁扣的方式接合时，在内壳的正面会形成第一腔体，在内壳的背面会形成第二腔体；其中电极脚插槽和两个滑槽位于第一腔体内；所述的防弧组件包括防弧弹射板和弹性元件；所述的弹性元件套接在滑槽内，并与防弧弹射板的两侧偏置；所述的电压敏感组件包括至少一个电压敏感元件；所述的响应开关组件包括热敏元件、正面电极、脱扣电极和连接电极；所述的脱扣电极由脱扣电极引出脚、开断位和电极焊接端构成电路连接；所述的防弧组件和响应开关组件设置在第一腔体内，所述的电压敏感元件设置在第二腔体内；所述的电极引出脚包括脱扣电极引出脚和第二电极引出脚。

所述的电压敏感元件正反两面设有金属电极片，所述的正面电极设在其中一个金属电极片上，所述的正面电极通过电极孔由第二腔体伸出到第一腔体内，另一个金属电极片上设有背面电极，所述的背面电极置于第二腔体内。

所述的脱扣电极引出脚通过电极脚插槽进入第一腔体；所述的第二腔体内的内壳上设有卡槽；所述的第二电极引出脚通过卡槽进入第二腔体；所述的背面电极通过金属合金焊料锡焊的方式与第二电极引出脚内端构成电路连接；脱扣电极引出脚和第二电极引出脚外端伸出内壳外成为外接引脚。

所述的正面电极上设有槽孔；所述的连接电极其中一端伸出槽孔后，通过金属合金焊料锡焊或点焊的方式与正面电极连接；所述的连接电极、防弧弹射板及脱扣电极，均置于第一腔体内，且从下到上依次放置；所述的电极焊接端通过热敏元件与正连接电极另一端面面锡焊构成电路连接。

所述的浪涌保护器还包括指示该电涌保护装置状态的指示装置和遥信告警装置；所述的外盖上还设有指示窗口和遥信缺口；所述的防弧弹射板还设有遥信装置顶杆和指示装置。

作为本发明的进一步说明，所述的热敏元件是易熔的金属合金焊料或导电聚合物。

作为本发明的进一步说明，所述的电压敏感元件为压敏电阻式敏感元件、或者放电管式敏感元件、或者放电间隙式敏感元件。

作为本发明的进一步说明，所述的开断位是一种熔断后瞬间汽化的金属合金材料。

作为本发明的进一步说明，开断位是一种熔断后瞬间汽化的金属合金材料，当通过开断位的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，开断位会熔断汽化，从而促使脱扣电极引出脚和电极焊接端分离，即实现电涌保护装置具备在短路过载电流下快速分断的功能。

作为本发明的进一步说明，热敏元件是一种易熔的金属合金焊料，可预置其熔化的温度阈值，在达到预置的温度阈值时热敏元件会迅速熔化。

作为本发明的进一步说明，所述的指示装置是电气指示装置，如发光二极管；或者是机械指示装置。

一种浪涌保护器的应用如下：

将所述的两根外接引脚分别连接在电路的相线和中性线或地线上；在电源系统中使用电涌保护装置工作时，响应开关组件与电压敏感组件串联形成常闭工作状态，弹性元件处于压缩状态，遥信告警装置的开关未受外应力的压迫，即为电涌保护装置正常工作状态。

若电压敏感元件因线路上的短路过载电流或自身寿命老化产生的漏电流造成电压敏感元件温升，这个温度传递到正面电极上，促使其上的热敏元件达到预置温度阈值而熔化，防弧弹射板在弹性元件的弹性应力作用下向远离正面电极的方向弹射，在电弧产生前将电极焊接端与连接电极迅速分离，并起到隔离作用；促使电极焊接端与连接电极之间形成充足的绝缘强度，彻底隔绝了电极焊接端与连接电极间的电连接；

此时响应开关组件的工作状态由常闭转变为常开，过程中电涌保护装置上的指示装置发生移动位移，从指示窗口可观察到其与正常工作状态不同的变化，同时遥信告警装置的开关受外应力作用，促使其开关状态发生变化，从而送出电信号指示电涌保护装置保护失效。

若通过脱扣电极的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的开断位瞬间熔断汽化致使脱扣电极引出脚和电极焊接端分离，同时防弧弹射板受弹性元件的弹性应力作用向远离正面电极的方向弹射；隔绝了脱扣电极引出脚和电极焊接端间的电连接；彻底防止电极分断时产生的电弧形成电击穿；

此时响应开关组件的工作状态由常闭转变为常开，过程中电涌保护装置上的指示装置发生移动位移，从指示窗口可观察到其与正常工作状态不同的变化，同时遥信告警装置的开关受外应力作用，促使其开关状态发生变化，从而送出电信号指示电涌保护装置保护失效。

本发明具备的有益效果：

1、本发明的浪涌保护器具有受热温升瞬间弹射脱离，如受自身寿命老化产生的漏电流和过电压短路过载瞬间弹射脱离的保护功能。

2、本发明响应开关组件在受热温升瞬间弹射脱离，或在短路过载瞬间弹射脱离，不论何种脱离情况，该保护装置都可以瞬间分断，在电弧还未产生时就已形成有效的绝缘强度，彻底防止电弧产生，这是目前电涌保护装置所不具备的。

附图说明

图1是本发明防弧弹射板的结构示意图；

图2是本发明内壳的背面结构示意图；

图3是本发明外盖的结构示意图；

图4是本发明电压敏感元件的结构示意图；

图5是本发明第二电极引出脚的结构示意图；

图6是本发明脱扣电极的结构示意图；

图7是本发明连接电极的结构示意图；

图8是本发明内壳的正面结构示意图；

图9是本发明内部零件的组合结构示意图；

图10是本发明电涌保护装置正常工作状态的剖面示意图；

图11是本发明电涌保护装置故障热脱扣后的剖面示意图；

图12是本发明电涌保护装置故障电流开断后的剖面示意图。

图中标记：1、内壳，1a、第一腔体，1b、第二腔体，11、电极孔，12、滑槽，13、电极脚插槽，14、卡槽，2、外盖，2a、指示窗口，2b、遥信缺口，3、电压敏感元件，31、正面电极，31a、槽孔，32、背面电极，4、第二电极引出脚，4a、第二电极引出脚外端，4b、第二电极引出脚内端，5、脱扣电极，5a、脱扣电极引出脚，5b、开断位，5c、电极焊接端，6、连接电极，7、防弧弹射板，7a、指示装置，7b、遥信装置顶杆，8、弹性元件，9、热敏元件，10、遥信告警装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明，但是本发明的保护范围不仅仅局限于以下优选的具体实施方式，凡是通过本发明中弹射隐藏脱扣电极来增强断弧绝缘效果的技术方案，都在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种浪涌保护器，包括壳体、弹性元件8、防弧组件、电压敏感组件、响应开关组件和热敏元件9；所述的壳体包括内壳1和外盖2；所述的内壳1为框式结构，且内壳1上设有电极孔11、电极脚插槽13和两个滑槽12；当内壳1与外盖2通过锁扣的方式接合时，在内壳1的正面会形成第一腔体1a，在内壳1的背面会形成第二腔体1b；其中电极脚插槽13和两个滑槽12位于第一腔体1a内；所述的防弧组件包括防弧弹射板7和弹性元件8；所述的弹性元件8套接在滑槽12内，并与防弧弹射板7的两侧偏置；所述的电压敏感组件包括至少一个电压敏感元件3；所述的响应开关组件包括热敏元件9、正面电极31、脱扣电极5和连接电极6；所述的脱扣电极5由脱扣电极引出脚5a、开断位5b和电极焊接端5c构成电路连接；所述的防弧组件和响应开关组件设置在第一腔体1a内，所述的电压敏感元件3设置在第二腔体1b内；所述的电极引出脚包括脱扣电极引出脚5a和第二电极引出脚4。

所述的电压敏感元件3正反两面设有金属电极片，所述的正面电极31设在其中一个金属电极片上，所述的正面电极31通过电极孔11由第二腔体1b伸出到第一腔体1a内，另一个金属电极片上设有背面电极32，所述的背面电极32置于第二腔体1b内。

所述的脱扣电极引出脚5a通过电极脚插槽13进入第一腔体1a；所述的第二腔体1b内的内壳1上设有卡槽14；所述的第二电极引出脚4通过卡槽14进入第二腔体1b；所述的背面电极32通过金属合金焊料锡焊的方式与第二电极引出脚内端4b构成电路连接；脱扣电极引出脚5a和第二电极引出脚外端4a伸出内壳1外成为外接引脚。

所述的正面电极31上设有槽孔31a；所述的连接电极6其中一端伸出槽孔31a后，通过金属合金焊料锡焊的方式与正面电极31连接；所述的连接电极6、防弧弹射板7及脱扣电极5，均置于第一腔体1a内，且从下到上依次放置；所述的电极焊接端5c通过热敏元件9与正连接电极6另一端面面锡焊构成电路连接。

所述的浪涌保护器还包括指示该电涌保护装置状态的指示装置7a和遥信告警装置10；所述的外盖2上还设有指示窗口2a和遥信缺口2b；所述的防弧弹射板7还设有遥信装置顶杆7b和指示装置7a。

所述的热敏元件9是易熔的金属合金焊料。

所述的电压敏感元件3为压敏电阻式敏感元件。

所述的开断位5b是一种熔断后瞬间汽化的金属合金材料。

开断位5b是一种熔断后瞬间汽化的金属合金材料，当通过开断位5b的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，开断位5b会熔断汽化，从而促使脱扣电极引出脚5a和电极焊接端5c分离，即实现电涌保护装置具备在短路过载电流下快速分断的功能。

热敏元件9是一种易熔的金属合金焊料，可预置其熔化的温度阈值，在达到预置的温度阈值时热敏元件9会迅速熔化。

所述的指示装置7a是机械指示装置7a。

将所述的两根外接引脚分别连接在电路的相线和中性线；在电源系统中使用电涌保护装置工作时，响应开关组件与电压敏感组件串联形成常闭工作状态，弹性元件8处于压缩状态，遥信告警装置10的开关未受外应力的压迫，即为电涌保护装置正常工作状态。

实施例2：

本发明的一种浪涌保护器的另一种实施方式。该实施例具有与实施例中大部分组件相似的结构和用法，主要区别在于：

所述的连接电极6其中一端伸出槽孔31a后，通过金属合金焊料点焊的方式与正面电极31连接；所述的热敏元件9是易熔的导电聚合物；所述的电压敏感元件3为放电管式敏感元件；所述的指示装置7a是发光二极管；所述的两根外接引脚分别连接在电路的相线和地线上；浪涌保护器的工作状态发生变化。

当电压敏感元件3因线路上的短路过载电流或自身寿命老化产生的漏电流造成电压敏感元件3温升，这个温度传递到正面电极31上，促使其上的热敏元件9达到预置温度阈值而熔化，防弧弹射板7在弹性元件8的弹性应力作用下向远离正面电极31的方向弹射，在电弧产生前将电极焊接端5c与连接电极6迅速分离，并起到隔离作用；促使电极焊接端5c与连接电极6之间形成充足的绝缘强度，彻底隔绝了电极焊接端5c与连接电极6间的电连接。

此时响应开关组件的工作状态由常闭转变为常开，过程中电涌保护装置上的指示装置7a发生移动位移，从指示窗口2a可观察到其与正常工作状态不同的变化，同时遥信告警装置10的开关受外应力作用，促使其开关状态发生变化，从而送出电信号指示电涌保护装置保护失效。

实施例3：

本发明的一种浪涌保护器的另一种实施方式。该实施例具有与实施例中大部分组件相似的结构和用法，主要区别在于：

所述的浪涌保护器的工作状态发生变化；所述的电压敏感元件3为放电间隙式敏感元件。

当通过脱扣电极5的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的开断位5b瞬间熔断汽化致使脱扣电极引出脚5a和电极焊接端5c分离，同时防弧弹射板7受弹性元件8的弹性应力作用向远离正面电极31的方向弹射；隔绝了脱扣电极引出脚5a和电极焊接端5c间的电连接；彻底防止电极分断时产生的电弧形成电击穿。

此时响应开关组件的工作状态由常闭转变为常开，过程中电涌保护装置上的指示装置7a发生移动位移，从指示窗口2a可观察到其与正常工作状态不同的变化，同时遥信告警装置10的开关受外应力作用，促使其开关状态发生变化，从而送出电信号指示电涌保护装置保护失效。