一种多通道保护的浪涌保护器制造技术

本实用新型专利技术属于防雷设备领域，公开了一种多通道保护的浪涌保护器，具有两个连接外部电路的端头，具有并联在两个端头之间的主通道和副通道，通过两个端头的电涌同时流过主通道和副通道，其中：主通道上设有第一压敏电阻，而副通道上设有相互串联的第二压敏电阻和第三压敏电阻，所述第一压敏电阻耐受浪涌能力高于第二压敏电阻和第三压敏电阻，所述第三压敏电阻的耐受电涌冲击能力高于第二压敏电阻；所述热保护结构内设有的正温度系数热敏电阻与热脱扣结构通过结构之间热耦合。通设置过主、副通道来泄放浪涌，根据电流密度分布不同来达到定点失效的目的，以降低副通道的耐受浪涌泄放能力来降低生产成本。力来降低生产成本。力来降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道保护的浪涌保护器


[0001]本技术属于防雷设备
，具体涉及一种多通道保护的浪涌保护器。

技术介绍

[0002]SPD即浪涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。SPD的核心部件是浪涌抑制元件，最常用的是压敏电阻陶瓷芯片。由于输配电线路传输距离较长，又容易暴露在露天，相比室内电器设备更容易遭受高能量电涌脉冲，在SPD的设计寿命期内，压敏电阻陶瓷芯片更容易遭到超过额定规格的高能量电涌的多次冲击，造成压敏电阻的劣化失效。由于压敏电阻是短路失效模式，一旦击穿失效，就会引起供电线路短路故障，击穿点会出现炸裂、冒烟、拉弧、严重时甚至会造成起火燃烧。
[0003]现有技术中最常用的方法，是在压敏电阻陶瓷芯片的两个端面电极上，分别焊接连接一片导电和导热性能都优异的薄铜片电极，该薄铜片电极预制有低热阻导热引出端子，薄铜片电极在起到导电电极作用的同时也与压敏电阻陶瓷芯片形成热耦合，能将压敏电阻陶瓷芯片产生的热量传导到低热阻导热引出端子上。在其中一个引出端子上用低熔点合金焊接一片弹性金属片形成过热脱离器。当压敏电阻陶瓷芯片劣化到漏电流进入毫安级时，开始进入加速劣化区，漏电流会使压敏电阻陶瓷芯片发热促使漏电流进一步增大，进一步的加速了压敏电阻陶瓷芯片发热，当热量达到低熔点合金熔断温度时，过热脱离器动作切断电源，使压敏电阻陶瓷芯片在击穿短路前退出电网，达到了保护的目的。
[0004]但是该方案仍然还存在一些缺陷，由于过热脱离器的动作需要延迟数秒时间，而压敏电阻陶瓷芯片漏电流进入毫安级开始加速劣化发热时，瓷体内部的缺陷已经很严重了，有部份芯片的缺陷严重到从开始发热到击穿短路的时间很短，热量还来不及传导到过热脱离器将低熔点合金熔化，短路事故就发生了。
[0005]专利201821459873.9提供了另一种解决方案，由于内容属于公开方案，则具体方案不进行阐述。只是该方案仍然还存在一些缺陷，在SPD应用中因暴露在露天，电涌冲击能量相对较大，一般采用有效直径相对大的压敏电阻芯片制作，两组压敏电阻组成的串联回路是吸收电涌脉冲的主通道，因此两组压敏电阻必须都满足具备较大的电涌耐受能力，又因支路的压敏电阻（该专利图中标号1）耐受电涌冲击的性能高于干路的压敏电阻（该专利图中标号2）耐受电涌冲击的性能，也就导致了其制造成本增加至少两倍以上，同时在安装体积上也有相同增长。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的问题，本技术提供一种多通道保护的浪涌保护器，通过多个通道同时进行泄流，并通过电路设计致使内部元器件相较于现有技术在保证具有较好分断性能的前提下同时降低规格，从而节省成本。
[0007]本技术所采用的技术方案为：
[0008]第一方面，本技术提供一种多通道保护的浪涌保护器，具有两个连接外部电
路的端头，具有并联在两个端头之间的主通道和副通道，通过两个端头的电涌同时流过主通道和副通道，其中：
[0009]主通道上设有第一压敏电阻，而副通道上设有相互串联的第二压敏电阻和第三压敏电阻；
[0010]其中，所述第一压敏电阻耐受浪涌能力高于第二压敏电阻和第三压敏电阻，而第三压敏电阻的耐受电涌冲击能力高于第二压敏电阻；
[0011]在副通道上还设有与第三压敏电阻并联的热保护结构，并在任一端头处设有热脱扣结构，所述热保护结构内设有的正温度系数热敏电阻与热脱扣结构通过结构之间热耦合。
[0012]值得说明的是，SPD设备由于其电气特性，则在接入电路的正常运行状态下属于断路状态，仅在接入电路中出现雷电流或其他电涌时，内部的压敏电阻会迅速降低阻值供电涌泄流。与现有技术不同的是，本技术的两个并联通道均为泄流通道，其中的主通道作为主要的泄流通道承受较大的电涌能量，而副通道具有较小部分的电涌能量泄放；压敏电阻的电涌泄放能力和芯片的有效直径具有直接关系，有效直径越大电涌泄放能力越强，反之亦然，因此第一压敏电阻可选择有效直径大的压敏电阻芯片，副通道内的压敏电阻可选择有效直径非常小（相较于第一压敏电阻）的压敏电阻芯片来实现，因主、副通道并联，根据副通道内的压敏电阻有效直径选择大小在吸收电涌能量性能上也会有对应的提升，同时可以极大的降低制造成本。
[0013]而相较于现有技术，通过两个泄流通道能够达到较好的成本控制，但要实现基本的脱扣保护效果，则会在副通道处单独设有热保护结构。由于副通道内的压敏电阻规格远小于第一压敏电阻，则在较大电涌或多次电涌冲击下，副通道内的压敏电阻会较早的劣化失效。则副通道内设有两个串接的压敏电阻，将其中耐受电涌冲击性能较高的定义为第三压敏电阻，较低的则为第二压敏电阻。
[0014]由于整个浪涌保护器包括两个端头，也就是用于连接外部电路的引脚或端子等结构。在其中一个端头处设有的热脱扣结构与其中的热保护结构热传递连接，一旦副通道上的第二压敏电阻（理论上最先出现劣化问题）出现劣化，则会有持续的漏电流从设有热脱扣结构的端头泄出，此时副通道上沿电流流动方向设置在第二压敏电阻之后的正温度系数热敏电阻会在出现漏电流后快速升温，并电阻也快速提升避免在形成断路保护前避免漏电流持续增大。而温度升至热脱扣结构的动作温度后，其热耦合处会熔断并由热脱扣结构快速分断。
[0015]还值得说明的是，本技术中所指的耐受电涌冲击能力是指压敏电阻的最大承受电压值。
[0016]结合第一方面，本技术提供第一方面的第一种实施方式，
[0017]将对施加任意电压在第一压敏电阻上所产生的电流值与第一压敏电阻的有效面积比值为a；
[0018]对施加相同电压在第二压敏电阻和第三压敏电阻的串联电路上所形成的电流值与第二压敏电阻的有效面积比值为b；
[0019]其中a：b的比值小于1。
[0020]结合第一方面，本技术提供第一方面的第二种实施方式，第一压敏电阻耐受
电涌冲击能力是第三压敏电阻的3倍以上。
[0021]结合第一方面，本技术提供第一方面的第三种实施方式，第三压敏电阻耐受电涌冲击能力是第二压敏电阻的2倍以上。
[0022]结合第一方面的第一种实施方式，本技术提供第一方面的第四种实施方式，第一压敏电阻的压敏电压值为c，而第二压敏电阻和第三压敏电阻的压敏电压值和为d；
[0023]其中c：d的比值范围为1
‑
3。
[0024]结合第一方面的第一种实施方式，本技术提供第一方面的第五种实施方式，所述第三压敏电阻的压敏电压值高于浪涌保护器接入的外部电路的峰值电压
[0025]结合第一方面和其第一至五种实施方式，本技术提供第一方面的第六种实施方式，所述热保护结构为与第三压敏电阻并联的热保护通道，所述热保护通道上设有相互串联的第四压敏电阻和正温度系数热敏电阻；
[0026]所述导热结构为低热阻导热结构，所述热脱扣结构通过低热阻导热结构与第四压敏电阻和正温度系数热敏电阻中的其中一个或两个热耦合。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道保护的浪涌保护器，具有两个连接外部电路的端头，其特征在于：具有并联在两个端头之间的主通道和副通道，通过两个端头的电涌同时流过主通道和副通道，其中：主通道上设有第一压敏电阻（1），而副通道上设有相互串联的第二压敏电阻（2）和第三压敏电阻（3）；其中，所述第一压敏电阻耐受浪涌能力高于第二压敏电阻和第三压敏电阻，而第三压敏电阻（3）的耐受电涌冲击能力高于第二压敏电阻（2）；在副通道上还设有与第三压敏电阻（3）并联的热保护结构，并在任一端头处设有热脱扣结构，所述热保护结构内设有的正温度系数热敏电阻（5）与热脱扣结构通过结构之间热耦合。2.根据权利要求1所述的一种多通道保护的浪涌保护器，其特征在于：将对施加任意电压在第一压敏电阻（1）上所产生的电流值与第一压敏电阻（1）的有效面积比值为a；对施加相同电压在第二压敏电阻（2）和第三压敏电阻（3）的串联电路上所形成的电流值与第二压敏电阻（2）的有效面积比值为b；其中a：b的比值小于1。3.根据权利要求1所述的一种多通道保护的浪涌保护器，其特征在于：第一压敏电阻（1）耐受电涌冲击能力是第三压敏电阻（3）的3倍以上。4.根据权利要求1所述的一种多通道保护的浪涌保护器，其特征在于：第三压敏电阻（3）耐受电涌冲击能力是第二压敏电阻（2）的2倍以上。5.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石小龙，张治成，叶磊，詹俊鹄，章俊，张旭，黎科，康杰，
申请(专利权)人：成都铁达电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：