包括多个变阻器晶片的过电压保护装置制造方法及图纸

一种过电压保护装置包括第一电极构件、第二电极构件和变阻器组件。所述变阻器组件包括：多个变阻器晶片，每个变阻器晶片由变阻器材料形成；以及至少一个导电互连构件，所述至少一个导电互连构件将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间。所述变阻器晶片轴向地堆叠在所述第一电极与所述第二电极之间。

Overvoltage protection device including multiple rheostat wafers

【技术实现步骤摘要】
包括多个变阻器晶片的过电压保护装置专利
本专利技术涉及电路保护装置，并且更具体地，涉及过电压保护装置和方法。
技术介绍
经常地，横跨向住宅和商业以及机构设施递送电力的服务线路所施加过大的电压或电流。例如，这样的过电压或电流尖峰(瞬态过电压和浪涌电流)可能是雷击造成的。在电信分配中心、医院和其它设施中，上述事件可能特别令人担忧，因为由过电压和/或电流浪涌造成的设备损坏以及所得的停机时间可能非常昂贵。通常，可以使用电涌保护装置(SPD)来保护敏感电子设备免受瞬态过电压和电涌电流。例如，简要参考图1，图1是保护传统过电压和电涌保护的系统。过电压保护装置12可以安装在要保护的设备50的电力输入部，当所述设备发生失效时，通常保护所述设备免受过电流的影响。SPD的典型失效模式是短路。通常所采用的过电流保护是用以保护装置免受因泄漏电流增加而导致的过热的内部热断路器和用以保护装置免受较高故障电流的外部保险丝的组合。不同的SPD技术可能会避免使用内部热断路器，因为一旦出现失效，它们会将操作模式改变为低欧姆电阻。以这种方式，装置可能承受显著的短路电流。在这方面，可能不存在对内部热断路器的操作需要。除此之外，展现甚至更高短路耐受能力的一些实施例也可以仅由设备中的主断路器来保护，而不需要专用支路熔断器。现在参考图2，图2是包括传统电涌保护的系统的框图。如所图示，三相线可以连接到一个或多个变压器66并且向其供应电能，变压器66又可以向主断路器68供应三相电能。三相电力可以被提供给一个或多个分配面板62。如所图示，三相电力的三条电压线可以被指定为L1、L2和L3，并且中性线可以被指定为N。在一些实施例中，中性线N可以导电地联接到大地。一些实施例包括电涌保护装置(SPD)15。如图所示，SPD15中的每个可以连接在L1、L2和L3中的相应一个与中性(N)之间。SPD15可以保护装置中的其它设备，例如配电面板等。另外，在长期过电压的情况下，SPD可以被用于保护所有设备。然而，这样的状况可能会迫使SPD长时间传导有限的电流，这可能会导致SPD过热，并且可能导致其失效(取决于SPD能够吸收的能量承受能力以及过电压状况的水平和持续时间)。在本示例中，SPD15的典型操作电压可以是大约400伏(针对690伏L-L系统)。在这方面，SPD15将各自作为绝缘体执行，并且因此在正常操作状况下不传导电流。在一些实施例中，SPD15的操作电压足够高于正常的线-中性电压，以确保即使在系统电压由于中性损耗或其它电力系统问题可能引起的过电压状况而增加的情况下，SPD15仍将继续作为绝缘体执行。在例如L1中出现浪涌电流的情况下，电力系统负载装置的保护可能需要为浪涌电流的过电流提供接地电流路径。浪涌电流可能在L1与N之间产生瞬态过电压。由于瞬态过电压显著超过SPD15的操作电压，SPD15将变得可导电，从而允许过量电流从L1穿过SPD15流向中性N。一旦浪涌电流已经传导到N，过电压状况结束，并且SPD15可能再次变为不可导电。然而，在一些情况下，即使是在低于SPD15的操作电压的电压下，一个或多个SPD15也可能开始允许传导泄漏电流。这样的状况可能发生在SPD劣化的情况下。如上所提供，用于保护设备免受过电压或电流尖峰(瞬态过电压和浪涌电流)的装置可以包括变阻器(例如，金属氧化物变阻器(MOV)和/或碳化硅变阻器)。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例，一种过电压保护装置包括第一电极构件、第二电极构件和变阻器组件。所述变阻器组件包括：多个变阻器晶片，每个变阻器晶片由变阻器材料形成；和至少一个导电互连构件，所述至少一个导电互连构件将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间。所述变阻器晶片轴向地堆叠在所述第一电极与所述第二电极之间。根据一些实施例，所述多个变阻器晶片包括第一变阻器晶片、第二变阻器晶片和第三变阻器晶片，并且所述至少一个互连构件包括将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间的至少第一和第二互连构件。在一些实施例中，所述第一互连构件接触并且电连接所述第一电极构件以及所述第一变阻器晶片、所述第二变阻器晶片和所述第三变阻器晶片中的每个，并且所述第二互连构件接触并且电连接所述第二电极构件以及所述第一变阻器晶片、所述第二变阻器晶片和所述第三变阻器晶片中的每个。在一些实施例中，所述第一变阻器晶片、所述第二变阻器晶片和所述第三变阻器晶片中的每个包括相对的平坦接触面，所述第一互连构件和所述第二互连构件中的每个包括两个间隔开的平坦接触部分和在所述接触部分之间延伸并且电连接所述接触部分的桥接部分，并且所述接触部分接合所述平坦接触面。在一些实施例中，每个接触部分接合由此接合的每个接触面的至少40％。根据一些实施例，每个变阻器晶片具有在从大约0.5mm到15mm的范围内的厚度。根据一些实施例，每个变阻器晶片包括形成所述变阻器晶片的相对的平坦接触面的金属化层。根据一些实施例，所述过电压保护装置包括将所述变阻器组件中的所述变阻器晶片中的所述至少两个彼此结合的结合剂。在一些实施例中，所述结合剂是氰基丙烯酸酯基粘合剂和环氧基粘合剂中的至少一种。在一些实施例中，所述结合剂结合到所述变阻器晶片的周边边缘。在一些实施例中，所述结合剂包括结合到所述变阻器晶片的所述周边边缘的周向间隔开的多个结合剂块。根据一些实施例，所述第一电极包括壳体电极，所述壳体电极包括共同限定空腔的端壁和一体侧壁，所述第二电极延伸到所述空腔中，并且所述变阻器组件设置在所述空腔中。在一些实施例中，所述壳体电极由金属整体形成。在一些实施例中，所述过电压保护装置包括向所述变阻器组件施加轴向压缩性负载的偏压装置。根据一些实施例，所述过电压保护装置包括向所述变阻器组件施加轴向压缩性负载的偏压装置。根据一些实施例，所述过电压保护装置包括导电可熔化构件，其中所述可熔化构件响应于所述过电压保护装置中的热而熔化并且形成横跨所述第一电极构件和所述第二电极构件的电短路路径。在一些实施例中，所述过电压保护装置包括围绕所述变阻器组件的至少一部分的空隙填充构件，其中所述空隙填充构件由电绝缘材料形成。在一些实施例中，所述空隙填充构件包括接纳凹部，并且所述互连构件的一部分向外延伸超过所述多个变阻器并且设置在所述接纳凹部中。根据一些实施例，所述第一电极包括壳体电极，所述壳体电极包括共同限定腔室的端壁和一体侧壁，所述腔室包括第一子腔室和与所述第一子腔室流体连通的第二子腔室，所述可熔化构件设置在所述第一子腔室中，所述变阻器组件设置在所述第二子腔室中，并且所述间隙空间限定在变阻器组件和侧壁之间；并且所述空隙填充构件设置在所述间隙空间中以限制所述可熔化构件流入到所述间隙空间中。在一些实施例中，所述空隙填充构件占据所述间隙空间的至少50％。根据一些实施例，所述变阻器组件包括轴向插置并且堆叠在所述多个变阻器晶片中的至少两个之间的绝缘体晶片。根据一些实施例，所述第一电极是整体壳体电极，所述壳体电极包括第一和第二空腔，所述变阻器组件设置在所述第一空腔中，并且所述过电压保护装置进一步包括第二变阻器组件和第三电极构件。所述第二变阻器组件设置在所述第二空腔中。所述第二变阻器组件包括：多个变阻器晶片，每个变阻器晶片由变阻器材料形成；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过电压保护装置，包括：第一电极构件；第二电极构件；和变阻器组件，所述变阻器组件包括：多个变阻器晶片，每个变阻器晶片由变阻器材料形成；和至少一个导电互连构件，所述至少一个导电互连构件将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间；和结合剂，所述结合剂将所述变阻器组件中的所述变阻器晶片中的至少两个彼此结合；其中所述变阻器晶片轴向地堆叠在所述第一电极与所述第二电极之间。

【技术特征摘要】
2017.10.27 US 15/795,9861.一种过电压保护装置，包括：第一电极构件；第二电极构件；和变阻器组件，所述变阻器组件包括：多个变阻器晶片，每个变阻器晶片由变阻器材料形成；和至少一个导电互连构件，所述至少一个导电互连构件将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间；和结合剂，所述结合剂将所述变阻器组件中的所述变阻器晶片中的至少两个彼此结合；其中所述变阻器晶片轴向地堆叠在所述第一电极与所述第二电极之间。2.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，所述结合剂是氰基丙烯酸酯基粘合剂和环氧基粘合剂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，所述结合剂结合到所述变阻器晶片的周边边缘。4.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，所述结合剂包括周向间隔开的多个结合剂块，所述结合剂块结合到所述变阻器晶片的周边边缘。5.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，所述多个变阻器晶片包括第一变阻器晶片、第二变阻器晶片和第三变阻器晶片；和所述至少一个互连构件至少包括将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间的第一互连构件和第二互连构件。6.根据权利要求5所述的过电压保护装置，其中，所述第一互连构件接触并且电连接所述第一电极构件以及所述第一变阻器晶片、所述第二变阻器晶片和所述第三变阻器晶片中的每一个；并且所述第二互连构件接触并且电连接所述第二电极构件以及所述第一变阻器晶片、所述第二变阻器晶片和所述第三变阻器晶片中的每一个。7.根据权利要求6所述的过电压保护装置，其中，所述第一变阻器晶片、所述第二变阻器晶片和所述第三变阻器晶片中的每一个包括相对的平坦接触面；所述第一互连构件和所述第二互连构件中的每一个包括两个间隔开的平坦的接触部分和在所述接触部分之间延伸并且电连接所述接触部分的桥接部分；并且所述接触部分接合所述平坦接触面。8.根据权利要求7所述的过电压保护装置，其中，每个接触部分接合由此接合的每个接触面的至少40％。9.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，每个变阻器晶片具有在从大约0.5mm到15mm的范围内的厚度。10.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，每个变阻器晶片包括形成所述变阻器晶片的相对的平坦接触面的金属化层。11.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其中，所述第一电极包括壳体电极，所述壳体电极包括共同限定空腔的端壁和一体侧壁；所述第二电极延伸到所述空腔中；并且所述变阻器组件设置在所述空腔中。12.根据权利要求11所述的过电压保护装置，其中，所述壳体电极由金属整体形成。13.根据权利要求12所述的过电压保护装置，包括向所述变阻器组件施加轴向压缩性负载的偏压装置。14.根据权利要求1所述的过电压保护装置，包括向所述变阻器组件施加轴向压缩性负载的偏压装置。15.根据权利要求1所述的过电压保护装置，包括导电的可熔化构件，其中所述可熔化构件响应于所述过电压保护装置中的热而熔化并且形成横跨所述第一电极构件和所述第二电极构件的电短路路径。16.根据权利要求15所述的过电压保护装置，包括围绕所述变阻器组件的至少一部分的空隙填充构件，其中所述空隙填充构件由电绝缘材料形成。17.根据权利要求16所述的过电压保护装置，其中，所述空隙填充构件包括接纳凹部，并且所述互连构件的一部分向外延伸超过所述多个变阻器且设置在所述接纳凹部中。18.根据权利要求16所述的过电压保护装置，其中：所述第一电极包括壳体电极，所述壳体电极包括共同限定腔室的端壁和一体侧壁；所述腔室包括第一子腔室和与所述第一子腔室流体连通的第二子腔室；所述可熔化构件设置在所述第一子腔室中；所述变阻器组件设置在所述第二子腔室中，并且间隙空间被限定在所述变阻器组件与所述侧壁之间；并且所述空隙填充构件设置在所述间隙空间中以限制所述可熔化构件流入到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰恩·塔瓦卡，莎莎·鲁斯蒂亚，爱丽克斯·克鲁索格鲁，乔治·佩珀斯，福蒂斯·西帕帕斯，扎菲尔斯·G·波利蒂斯，
申请(专利权)人：RIPD研发有限公司，
类型：发明
国别省市：塞浦路斯,CY