專利名稱：過電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路保護(hù)裝置，更具體地，涉及一種過電壓保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18802. 1-2002、GB50057、GA173等一系列標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施推廣，各地防雷法規(guī)的日益完善，過電壓保護(hù)裝置，又稱作浪涌保護(hù)器(SPD)的應(yīng)用越來越普及。過電壓保護(hù)裝置可以對(duì)電路中的負(fù)載起到保護(hù)作用，使其能夠經(jīng)受瞬間過電壓或者雷電流的沖擊。更具體地講，過電壓保護(hù)裝置一般與負(fù)載并聯(lián)，并安裝在負(fù)載上游，當(dāng)電路正常運(yùn)行時(shí)，過電壓保護(hù)裝置呈高阻態(tài)，其并不影響負(fù)載的正常工作；當(dāng)電路出現(xiàn)瞬時(shí)過電壓或雷電流沖擊時(shí)，過電壓保護(hù)裝置將呈現(xiàn)非常低的阻態(tài)，瞬間導(dǎo)通，分流入地，從而保證下游并聯(lián)負(fù)載兩端的殘余電壓水平在負(fù)載能夠承受的一定安全范圍內(nèi)。過電壓保護(hù)裝置的核心功能元件為金屬氧化物變阻器(MOV)。MOV可以是例如氧化鋅(ZnO)壓敏電阻，它在電路的正常工作電壓下呈現(xiàn)高阻態(tài)，而在瞬間過電壓例如雷擊時(shí)呈現(xiàn)瞬時(shí)低阻態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)SPD的高電壓下具有瞬時(shí)低電阻而低電壓下保持高阻態(tài)的功能。SPD具有與MOV相連的靜電極以及與靜電極相連的動(dòng)電極。動(dòng)電極通常通過低溫焊料與靜電極焊接在一起。在經(jīng)受過電壓或雷電流沖擊時(shí)，要求動(dòng)電極與靜電極的焊接部具有良好的耐受性，即該焊接部須保持良好的超低電阻特性，從而使得高電流能夠通過SPD 導(dǎo)入大地，從而可靠地保護(hù)并聯(lián)的下級(jí)負(fù)載。另一方面，隨著時(shí)間推移或經(jīng)受多次沖擊后， MOV不可避免地會(huì)老化，MOV的泄漏電流會(huì)逐漸增大，從而使得MOV本體溫度會(huì)逐漸升高， MOV通過將自身產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)給焊料并將其熔化，從而在SPD的彈簧的作用力下SPD的切斷器將動(dòng)靜電極分離，并通知用戶更換新的SPD模塊。MOV多為片狀形狀，具有兩個(gè)相對(duì)的面積相對(duì)較大的主體面以及四個(gè)面積相對(duì)較小的側(cè)面。如上面提及的，MOV由于老化會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生泄漏電流，因此，即使正常工作時(shí)， MOV也會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，而MOV的熱量主要從主體面上散發(fā)出來。傳統(tǒng)地，靜電極貼附在 MOV主體面上。這樣的設(shè)計(jì)至少存在以下缺點(diǎn)正常使用期間，由于靜電極距離MOV主體面較近，MOV的主體面上產(chǎn)生的熱量會(huì)比較容易地傳導(dǎo)或者輻射到靜電極上，進(jìn)而傳導(dǎo)到靜電極與動(dòng)電極之間的低溫焊料上，從而影響焊料的連接強(qiáng)度。另一方面，在SPD經(jīng)受過電壓或雷電流沖擊時(shí)，MOV瞬時(shí)發(fā)熱效應(yīng)的熱沖擊使得MOV主體面產(chǎn)生的熱量可能不適當(dāng)?shù)貙⒑噶先刍?，從而SPD的耐受沖擊能力尚未低于名義能力而無需退出電路時(shí)，脫扣器就由于動(dòng)靜電極之間的分離而脫扣，進(jìn)而指示用戶更換SPD。該誤動(dòng)作降低了 SPD的使用壽命，進(jìn)而增大了成本。另一方面，傳統(tǒng)地，動(dòng)電極和靜電極通過面對(duì)面的形式進(jìn)行焊接連接。應(yīng)當(dāng)注意到，由于需要經(jīng)受瞬間高電壓/電流的原因，動(dòng)靜電極的焊接對(duì)焊料用量控制和焊接質(zhì)量的要求非常之高。而面對(duì)面焊接不僅焊接不便，并且容易造成氣孔和虛焊。氣孔和/或虛焊會(huì)增加焊接部電動(dòng)力和電弧的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而會(huì)造成上面提及的影響SPD的可靠性、安全性以及使用壽命等缺點(diǎn)。再者，在MOV達(dá)到使用壽命后，必須保證切斷器有效地切斷動(dòng)電極和靜電極之間的連接，同時(shí)還必須保證動(dòng)電極和靜電極斷開之后具有足夠的爬電距離。設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠的能滿足上述要求的SPD裝置將是非常期望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的SPD的上述缺點(diǎn)的高性能的SPD。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種過電壓保護(hù)裝置，包括殼體；位于殼體內(nèi)部的金屬氧化物壓敏電阻器，該金屬氧化物壓敏電阻器具有兩個(gè)相對(duì)的主體面以及四個(gè)側(cè)面，每個(gè)主體面的面積大于任一側(cè)面的面積；動(dòng)電極，該動(dòng)電極一端安裝在殼體上；以及靜電極，該靜電極一端與金屬氧化物壓敏電阻器的另一端連接，另一端通過焊接與動(dòng)電極連接；該靜電極相對(duì)于金屬氧化物壓敏電阻器布置為使得在垂直于金屬氧化物壓敏電阻器的主體面的投影上，靜電極的與動(dòng)電極連接的一端位于主體面之外。這樣，與傳統(tǒng)的SPD中靜電極位于主體面上相比，本發(fā)明的靜電極與動(dòng)電極之間的由低溫焊料形成的焊接部更遠(yuǎn)離 MOV的主體面，因而焊接部不會(huì)不利地受到MOV瞬時(shí)發(fā)熱效應(yīng)的熱沖擊影響，從而保證了焊接部在電路工作期間的良好質(zhì)量。在本發(fā)明的實(shí)施例中，靜電極的與金屬氧化物壓敏電阻器連接的一端可以位于金屬氧化物壓敏電阻器的任一主體面上或者任一側(cè)面上，并無特別限制。而靜電極的與動(dòng)電極連接的一端只要布置為在垂直于金屬氧化物壓敏電阻器的主體面的投影上觀察時(shí)位于主體面之外即可，也就是，MOV的主體面不會(huì)正對(duì)著焊接部即可，而不管靜電極是如何從MOV上延伸出來的。例如，優(yōu)選地，靜電極可以從金屬氧化物壓敏電阻器的任一側(cè)面或主體面延伸到主體面之外。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供一種過電壓保護(hù)裝置，包括殼體；位于殼體內(nèi)部的金屬氧化物壓敏電阻器；動(dòng)電極，該動(dòng)電極一端安裝在殼體上；以及靜電極，該靜電極一端與金屬氧化物壓敏電阻器連接，另一端通過焊接與動(dòng)電極連接；其中，靜電極的與動(dòng)電極相連的一端跟動(dòng)電極成一傾斜角度焊接，從而形成立式交叉焊接。這樣，與傳統(tǒng)的動(dòng)靜電極之間的面對(duì)面焊接方式相比，本發(fā)明的動(dòng)靜電極之間相互交叉，從而形成三角坡面焊接，這能夠大大降低氣孔和虛焊的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)而提高焊接質(zhì)量，從而可以大大降低對(duì)焊料用量控制和焊接質(zhì)量的苛刻要求，便于焊接，降低生產(chǎn)成本，并在焊接之初就從根本上保證了焊接部的良好質(zhì)量。在本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)靜電極的與動(dòng)電極相連的一端和動(dòng)電極之間的傾斜角度并不特別限制。例如，優(yōu)選地，靜電極可以垂直于動(dòng)電極進(jìn)行焊接?；蛘撸o電極和動(dòng)電極之間的傾斜角度可以大于45度且小于90度。動(dòng)電極上也可以設(shè)置一開口，靜電極可以穿過該開口，從而有利于焊接。在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，該過電壓保護(hù)裝置可以進(jìn)一步包括彈簧和切斷器，彈簧的一端固定在殼體上，彈簧的另一端連接切斷器。優(yōu)選地，動(dòng)電極的一端與殼體樞轉(zhuǎn)連接，切斷器為楔形。當(dāng)動(dòng)電極和靜電極之間的焊料熔化而失去連接強(qiáng)度時(shí)，切斷器在彈簧力作用下運(yùn)動(dòng)，從而使得動(dòng)電極圍繞著與殼體的連接處轉(zhuǎn)動(dòng)，并且切斷器運(yùn)動(dòng)到動(dòng)電極與靜電極之間而斷開動(dòng)電極與靜電極之間的電性連接。楔形切斷器為不導(dǎo)電材料。這樣，可以通過控制切斷器的厚度和切斷器最終的停止位置而方便地控制動(dòng)靜電極斷開后的爬電距離， 并且由于不導(dǎo)電的切斷器阻隔在動(dòng)靜電極之間，從而在切斷的過程中能夠有效地防止電弧的產(chǎn)生。在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，可以通過一連桿機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)切斷器進(jìn)行動(dòng)作。具體地， 過電壓保護(hù)裝置可以包括彈簧、連桿和切斷器，彈簧的一端固定在SPD的殼體上，彈簧的另一端連接連桿的一端，連桿的另一端連接切斷器。當(dāng)動(dòng)電極和靜電極之間的焊料熔化而失去連接強(qiáng)度時(shí)，彈簧的彈簧力帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，該連桿帶動(dòng)切斷器運(yùn)動(dòng)，從而使得切斷器運(yùn)動(dòng)到動(dòng)電極與靜電極之間，以斷開動(dòng)電極與靜電極之間的電性連接。優(yōu)選地，動(dòng)電極的一端與殼體固定連接，并且該動(dòng)電極為預(yù)成型彈性電極片，以在動(dòng)電極和靜電極分離時(shí)該動(dòng)電極在自身預(yù)應(yīng)力的作用下在遠(yuǎn)離靜電極方向彈開，從而使得動(dòng)靜電極間隔開一定距離，以確保動(dòng)靜電極之間具有足夠的爬電距離，有效防止電弧的產(chǎn)生。切斷器可以設(shè)置為片狀的不導(dǎo)電材料，并且可以一端設(shè)計(jì)得較薄，以有利于切斷器動(dòng)作時(shí)順利切入動(dòng)靜電極之間。彈簧和切斷器可以分別布置在殼體的相鄰兩側(cè)上，優(yōu)選地，靜電極可以設(shè)置在與SPD的外部電極片所在側(cè)面相鄰的側(cè)面上，從而形成SPD的外部電極片至動(dòng)電極至靜電極至MOV至MOV 的另一電極片至第SPD的另一外部電極片的通路，最少化線路中零件及元件數(shù)量，減少線路內(nèi)阻，以實(shí)現(xiàn)更加理想的電壓保護(hù)水平。


本發(fā)明的示例性實(shí)施例的上述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)將從下面的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述變得更加明顯，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD的外觀示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD在正常工作狀態(tài)下的透視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD的MOV和靜電極的連接方式的透視圖；圖4A-4D是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MOV和靜電極在垂直于MOV的主體面的投影上的平面示意圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD沿著圖1中的A-A線剖開的示意圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD在動(dòng)電極和靜電極斷開的狀態(tài)下的透視圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的SPD的外觀示意圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的SPD在正常工作狀態(tài)下的透視圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的SPD沿著圖8中的A-A線剖開的示意圖；圖10示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的SPD在動(dòng)電極和靜電極斷開的狀態(tài)下的透視圖；應(yīng)當(dāng)注意到，在圖2、5-6、8_10中，為了便于觀察SPD內(nèi)部結(jié)構(gòu)而沒有示出SPD的
殼體外蓋。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD的外觀示意圖。如圖所示，作為一種結(jié)構(gòu)緊湊的模式，本發(fā)明的實(shí)施例的SPD呈大致長(zhǎng)方體的形狀，殼體外蓋12將SPD的部件罩住，而蓋板11為一透明窗口，通過該窗口可以觀察內(nèi)部SPD狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明的實(shí)施例的SPD并不限于圖示的長(zhǎng)方體的形狀。參照?qǐng)D2，描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD的主要部件以及工作原理。如圖1所示，過電壓保護(hù)裝置包括殼體3 ；位于殼體3內(nèi)部的MOV 5，該MOV為金屬氧化物壓敏電阻器；與MOV相連的靜電極15 ；以及動(dòng)電極7。該動(dòng)電極7的一端7-1與殼體3連接，另一端 7-2與靜電極15連接。繼續(xù)參照?qǐng)D2，SPD還具有例如兩個(gè)外部電極片，即第一外部電極片1和第二外部電極片4，用以將SPD并聯(lián)到負(fù)載上。MOV還具有電極片14，用于電性連接到第二外部電極片 4。為了便于將SPD正確安裝和保護(hù)不同類型的負(fù)載，SPD可以具有位于殼體3的安裝面上的防呆部2，進(jìn)行與不同類型負(fù)載并聯(lián)的接線基座的防呆配合。防呆部2可以為從殼體3延伸而出的例如有不同方位指向的圓柱形突起指針。當(dāng)整個(gè)電路正常工作時(shí)，也就是SPD的外部電壓經(jīng)受正常工作電壓時(shí)，MOV呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而使得SPD上幾乎沒有任何電流通過， 進(jìn)而SPD不會(huì)對(duì)外部負(fù)載的工作造成任何影響。當(dāng)外部負(fù)載經(jīng)受高電壓，例如雷擊時(shí)，SPD 兩端將承受過電壓或者經(jīng)受高的沖擊電流，此時(shí)，電流由從第一外部電極片1流入，經(jīng)過辮線9、10，流入到動(dòng)電極7的一端7-1，通過動(dòng)電極的另一端7-2經(jīng)由焊接部流入到MOV的靜電極15，經(jīng)過整個(gè)M0V，再?gòu)腗OV的電極片14流出，最后經(jīng)過第二外部電極片4流出，再流向大地。當(dāng)然，根據(jù)外部高電壓極性不同，例如反擊雷，電流也可以反向?qū)āＰ枰f明的是，為了描述的方便，圖2示出了本發(fā)明的SPD的各個(gè)部件的優(yōu)選的設(shè)置方式(下面將要討論)，也就是，圖2中的SPD是本發(fā)明的優(yōu)選的各個(gè)部件組裝而成，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不限于圖2所示的特定的優(yōu)選的實(shí)施方式。接著，參照?qǐng)D3，描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的M0V5與靜電極15的布置方式。 MOV 5為例如大致六面體的形狀，具有兩個(gè)相對(duì)的主體面5-1以及四個(gè)側(cè)面5-2，主體面5-1 的面積大于任一側(cè)面5-2的面積。MOV產(chǎn)生的熱量主要從主體面5-1散發(fā)，而側(cè)面5-2由于面積相對(duì)較小而散發(fā)較少的熱量。靜電極的一端15-1與MOV相連，另一端15-2與動(dòng)電極的另一端7-2相連(在圖3中未示出)。為了使得靜電極15與動(dòng)電極7的焊接部盡可能少地受到MOV主體面發(fā)熱的不利影響，在本發(fā)明中，將靜電極與動(dòng)電極相連的一端15-2布置為遠(yuǎn)離MOV的主體面。特別地，在本發(fā)明中，靜電極15相對(duì)于MOV布置為使得在垂直于MOV 的主體面5-1的投影上，靜電極的與所述動(dòng)電極連接的一端15-2位于主體面5-1之外，這樣，位于靜電極的一端15-2上的焊料不會(huì)不利地受到MOV的從主體面5-1散發(fā)的熱量的影響。圖4A-4D示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靜電極相對(duì)于MOV的幾種示例性的布置方式。 在圖4A和4B中，靜電極15直接從MOV的任一側(cè)面5_2 (圖中示出為左側(cè)面)延伸而出。不同之處在于，在圖4A中，靜電極15垂直于MOV的左側(cè)面5-2延伸而出，在圖4B中，靜電極與MOV的左側(cè)面5-2傾斜地延伸而出。在圖4C中，靜電極15 —端貼附在MOV的主體面5_1 面上并從其直線地延伸而出。在圖4D中，靜電極15 —端從主體面5-1上彎折地延伸而出。 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖4A-4D僅僅是示意性地示出靜電極相對(duì)于MOV的幾種可能的布置方式，本發(fā)明并不限于此，例如，在本發(fā)明的如圖9所示的實(shí)施例中(下面將會(huì)討論)，靜電極213-1、 213-2 —端貼附在MOV的主體面上，并在平行于MOV主體面的方向延伸到主體面之外，而位于MOV主體面之外的部分大致成L形。在本發(fā)明中，只要滿足靜電極15相對(duì)于MOV布置為使得在垂直于MOV的主體面5-1的投影上，靜電極的與所述動(dòng)電極連接的一端15-2位于主體面5-1之外即可。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上述發(fā)明構(gòu)思，可以想到許多其它替代的布置方式，這些替代的布置方式都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。也就是說，靜電極與MOV連接的一端15-1位于MOV的哪個(gè)面上，以及靜電極如何從MOV上延伸而出并無特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)安置。例如，在本發(fā)明中，靜電極的與MOV連接的一端可以位于所述金屬氧化物壓敏電阻器的任一主體面上或者任一側(cè)面上。優(yōu)選地，靜電極可以從所述金屬氧化物壓敏電阻器的任一側(cè)面延伸而出?；蛘?，靜電極的至少一部分可以在平行于所述主體面的方向延伸。下面，參照?qǐng)D2和圖5描述根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的MOV的靜電極與動(dòng)電極的焊接形式。圖5示出示出MOV的靜電極與動(dòng)電極的一種特別優(yōu)選的焊接形式。如圖5所示，與現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)靜電極之間面對(duì)面焊接不同，靜電極15與動(dòng)電極7的一端7-2垂直相交，并且動(dòng)電極7的一端7-2具有一開口(在圖6中可以清楚地看出該開口)以便于靜電極的一端15-2穿過該開口，從而可以方便地從外部進(jìn)行焊接，并形成三角形的焊接部13。 上述焊接方式中，由于相互焊接的一個(gè)部件立于另一部件上，二者交叉地進(jìn)行焊接，因此常稱作立式交叉焊接。應(yīng)當(dāng)注意到，圖2和5僅僅是一種優(yōu)選的實(shí)施方式，并本發(fā)明并不限于此。與傳統(tǒng)的動(dòng)靜電極之間面對(duì)面的焊接方式相比，在本發(fā)明中，通過靜電極與動(dòng)電極成一傾斜角度而形成立式交叉焊接，大大方便了焊接操作，并提高了焊接質(zhì)量，避免了產(chǎn)生虛焊以及氣孔等焊接缺陷。也就是，本發(fā)明的動(dòng)靜電極立式交叉焊接方式使得在焊接之初就從根本上保證了焊接部的良好質(zhì)量。顯然，靜電極15與動(dòng)電極7不必垂直相交，例如，它們之間的傾斜角度可以大于45度且小于90度。更進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)注意到，盡管附圖中示出的是靜電極15從MOV的側(cè)面引出的方式，即在垂直于MOV的主體面的投影上，靜電極的與動(dòng)電極連接的一端位于所述主體面之外。但是，本發(fā)明的立式交叉焊接方式可以容易地應(yīng)用到在垂直于MOV的主體面的投影上，靜電極的與動(dòng)電極連接的一端位于所述主體面之內(nèi)的情況。也就是說，對(duì)于傳統(tǒng)的MOV與靜電極的布置和焊接方式，可以不改變MOV與靜電極的布置方式或相互位置關(guān)系，而僅僅將動(dòng)靜電極的面對(duì)面的焊接方式改為本發(fā)明的交叉焊接方式。此外，應(yīng)當(dāng)注意到，從垂直于MOV的主體面的方向進(jìn)行觀看時(shí)動(dòng)靜電極之間的焊接部位于主體面之外的實(shí)施方式之下，并不要求一定進(jìn)行立式交叉焊接，例如，本發(fā)明的圖8所示的實(shí)施例就可以進(jìn)行采用動(dòng)靜電極面對(duì)面的焊接。下面參照?qǐng)D2和6描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SPD在動(dòng)電極與靜電極連接的狀態(tài)下(即正常工作狀態(tài))和斷開的狀態(tài)下各個(gè)部件之間的連接形式。如圖2所示，該動(dòng)電極7 的一端7-1與殼體樞轉(zhuǎn)連接，另一端7-2與靜電極15的一端15-2通過低溫焊料焊接在一起。過電壓保護(hù)裝置具有一彈簧8，該彈簧一端固定在殼體上，另一端連接切斷器6。優(yōu)選地，該彈簧為一拉簧。優(yōu)選地，切斷器6為楔形。當(dāng)動(dòng)電極和靜電極焊接在一起時(shí)，SPD處于正常工作狀態(tài)，彈簧具有預(yù)負(fù)載，例如彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧拉力作用在切斷器上使得切斷器具有被拉動(dòng)的趨勢(shì)。但是，由于切斷器的楔形部分被動(dòng)電極阻擋，而動(dòng)電極又通過動(dòng)電極與靜電極焊接在一起從而保持固定，因此，整個(gè)切斷器保持在靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)SPD的使用壽命達(dá)到時(shí)，即MOV的耐壓能力低于標(biāo)稱值，自然老化的MOV由于漏電流增大引起的自身發(fā)熱通過靜電極傳遞到動(dòng)靜電極之間的焊接部使其熔化而失去連接強(qiáng)度，因此動(dòng)電極與靜電極之間的固定連接脫開，從而切斷器在彈簧拉力的作用下開始運(yùn)動(dòng)，通過楔形部斜向上頂動(dòng)電極，從而使得動(dòng)電極圍繞安裝部樞轉(zhuǎn)而使得動(dòng)電極遠(yuǎn)離靜電極。由于切斷器在彈簧拉力下發(fā)生位移，結(jié)果，切斷器的楔形部分被拉動(dòng)到動(dòng)電極和靜電極之間，并且楔形部分包裹靜電極，從而有效地將動(dòng)電極和靜電極隔開一安全距離，從而防止了電弧的產(chǎn)生。如圖6所示，當(dāng)動(dòng)靜電極斷開以后，切斷器位移，從而露出殼體上的本地指示器， 用以就地指示用戶動(dòng)電極已經(jīng)與靜電極斷開而需要更換SPD。優(yōu)選地，還可以在殼體上設(shè)置遠(yuǎn)程信號(hào)指示器，切斷器的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)一連接部件而觸發(fā)遠(yuǎn)程信號(hào)指示器，從而將所述動(dòng)電極已經(jīng)與靜電極斷開的信號(hào)傳遞到遠(yuǎn)端控制室。下面參照?qǐng)D7-10描述本發(fā)明的替代實(shí)施例的SPD。該替代實(shí)施例與上述實(shí)施例至少具有以下明顯差異點(diǎn)第一，在圖1-6所示的實(shí)施例中，示例性地示出SPD具有一片MOV 的情形；而在圖7-10的實(shí)施例中，SPD示出為具有兩片并聯(lián)的M0V。第二，在圖1-6所示的實(shí)施例中，切斷器直接通過彈簧帶動(dòng)而在殼體側(cè)面滑動(dòng)；而在圖7-10的實(shí)施例中，切斷器通過一連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)而在殼體側(cè)面滑動(dòng)，即切斷器通過連桿與彈簧進(jìn)行連接。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的SPD的外觀示意圖，其與圖1所示的SPD的外觀非常類似。如圖所示，作為一種結(jié)構(gòu)緊湊的模式，SPD呈大致長(zhǎng)方體的形狀，殼體外蓋 212將SPD的部件罩住，而蓋板211為一透明窗口，通過該窗口可以觀察內(nèi)部SPD狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明的實(shí)施例的SPD并不限于圖示的長(zhǎng)方體的形狀。圖8-9示出根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的SPD在正常工作狀態(tài)下(動(dòng)靜電極焊接在一起)的透視圖。應(yīng)當(dāng)說明的是，圖8-9示出是該替代實(shí)施例的一優(yōu)選實(shí)施方式，即其中包括的各個(gè)部件的形狀和結(jié)構(gòu)以及相互之間的布置關(guān)系的優(yōu)選方案的組合，顯然，本發(fā)明并不限于此。圖8、9所示的SPD過壓保護(hù)模塊具有兩片并聯(lián)貼附的M0V。由于兩片MOV緊貼在一起，因此它們之間具有很好地?zé)醾鲗?dǎo)，從而它們之間具有基本相同的溫度。這樣，兩個(gè)靜電極可以分別與一動(dòng)電極焊接在一起，形成的兩個(gè)焊接部基本承受相同的溫升，在工作中具有基本相同的表現(xiàn)，因此不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)焊接部已經(jīng)熔化而另一焊接部仍然連接強(qiáng)度很好的情形。由于兩個(gè)靜電極不需要預(yù)先焊接在一起，這樣，在組裝SPD模塊時(shí)將非常方便， 省去了將兩個(gè)電極焊接在一起的工藝。具體地，在圖8、9中，SPD具有一殼體^，M0V片位于該殼體觀內(nèi)。在殼體觀一側(cè)上具有兩個(gè)第一外部電極片21，其分別直接與動(dòng)電極21-1、 21-2連接在一起，動(dòng)電極21-1、21-2通過低溫焊料分別與相應(yīng)的靜電極213_1、213_2焊接在一起。如圖所示，優(yōu)選地，動(dòng)靜電極之間采用面對(duì)面的焊接方式，具體地，靜電極213-1、 213-2 —端貼附在MOV的主體面上，并在平行于MOV主體面的方向延伸出來，而位于MOV主體面之外的部分大致成L形彎折，從而彎折后的靜電極的部分能夠與動(dòng)電極實(shí)現(xiàn)面對(duì)面焊接。在該實(shí)施例中，形成的焊接部210-1、210-2位于主體面之外(從垂直于主體面的方向進(jìn)行觀看)，因此焊接部不會(huì)不利地受到MOV的熱沖擊的影響。為了在動(dòng)靜電極斷開后保證動(dòng)電極和靜電極間隔開一安全距離，以滿足爬電距離的要求，優(yōu)選地，動(dòng)電極21-1、21-2可以為預(yù)成型彈性電極片并且一端固定連接在殼體觀的一側(cè)上，這樣，在動(dòng)靜電極分離時(shí)， 動(dòng)電極片在自身預(yù)應(yīng)力的作用下在遠(yuǎn)離所述靜電極方向彈開一安全距離。靜電極213-1、 213-2與MOV相連，再通過MOV的另一電極片與第二外部電極22相連。這樣，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，形成了從而第一外部電極片至動(dòng)電極至靜電極至MOV至電極片至第二外部電極片的線路，形成的線路中無需辮線等連接元器件，最少化了零件及元件數(shù)量，減少了線路內(nèi)阻，從而可以實(shí)現(xiàn)非常理想的電壓保護(hù)水平?，F(xiàn)參照?qǐng)D8、10描述本發(fā)明的替代實(shí)施例的連桿機(jī)構(gòu)及其工作原理。如圖所示， SPD包括彈簧27、兩個(gè)連桿25-1、25-2和切斷器24。彈簧27優(yōu)選地為兩根以增大穩(wěn)定性，并且優(yōu)選地壓簧。彈簧27的一端固定在殼體觀上，另一端通過適當(dāng)?shù)倪B接部件(在附圖中示出為一凸塊)與連桿25-1、25-2相連。兩根連桿分別連接到一切斷器M的兩側(cè)上。當(dāng) SPD處于如圖8所示的正常工作狀態(tài)時(shí)，盡管彈簧具有一定的預(yù)推力，但是，由于動(dòng)靜電極焊接在一起，從而使得切斷器M在殼體觀一側(cè)的軌道上的自由滑動(dòng)受阻，從而保持靜止。 此時(shí)，由彈簧、連桿、切斷器組成的連桿機(jī)構(gòu)由于彈簧預(yù)先存儲(chǔ)的勢(shì)能而具有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。當(dāng) MOV 23由于過載或老化而使得自身的溫升達(dá)到一定范圍時(shí)，低溫焊接部210-1、210-2的連接強(qiáng)度不斷下降，當(dāng)?shù)蜏睾附硬康膹?qiáng)度低于由彈簧27驅(qū)動(dòng)于切斷器M的作用力時(shí)，切斷器 24由連桿25-1、25-2帶動(dòng)而在殼體觀一側(cè)的軌道上滑動(dòng)，切斷低溫焊接部，并最終位于動(dòng)電極和靜電極之間，從而將整個(gè)SPD從主電路中分離，如圖10所示。在上述動(dòng)作過程中，彈簧27可以驅(qū)動(dòng)色標(biāo)沈在框架殼體一側(cè)的軌道上滑動(dòng)到靠下的位置，從而使得能夠通過透明蓋板211觀察到該色標(biāo)，從而該色標(biāo)可以用作本地指示器，就地指示用戶動(dòng)電極已經(jīng)與靜電極斷開而需要更換SPD。優(yōu)選地，切斷器M還可以與一柔性片連接，當(dāng)切斷器動(dòng)作時(shí)， 該柔性片跟隨運(yùn)動(dòng)，從而觸發(fā)在殼體上的遠(yuǎn)程信號(hào)指示器四，用于將所述動(dòng)電極已經(jīng)與靜電極斷開的信號(hào)傳遞到遠(yuǎn)端控制室。除了上面提及的優(yōu)點(diǎn)之外，采用連桿機(jī)構(gòu)來切斷動(dòng)靜電極之間的連接還具有如下優(yōu)點(diǎn)對(duì)于常見的SPD，其本地指示器優(yōu)選地安置在SPD的殼體上與外部電極片相對(duì)的一側(cè)上，這樣，當(dāng)SPD安裝到主電路時(shí)，本地指示器直接朝著觀察者這一側(cè)以便于觀察。當(dāng)采用連桿結(jié)構(gòu)時(shí)，切斷器可以位于殼體的與外部電極片所在側(cè)面相鄰的側(cè)面，而與本地指示器作用的彈簧布置在與外部電極片所在側(cè)面相對(duì)的側(cè)面，這樣，可以同時(shí)兼顧上述的整個(gè)SPD 內(nèi)阻優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)和本地指示器可以布置在面對(duì)觀察者一側(cè)便于觀察的優(yōu)點(diǎn)。顯然，本發(fā)明的SPD并不限于上述的一片或兩片M0V。為了增大SPD的能力，可以在MOV模塊中封裝并聯(lián)的多片M0V。應(yīng)當(dāng)注意到，盡管本發(fā)明已經(jīng)參照其示例性實(shí)施例被示出和描述，但是，應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的各個(gè)要素可以在適當(dāng)?shù)臈l件下相互組合，并且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解由此所作的不同形式和細(xì)節(jié)的變化并不超出本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。例如，動(dòng)靜電極之間的焊接部布置MOV主體面之外的實(shí)施方式、靜電極和動(dòng)電極的交叉焊接的實(shí)施方式、 彈簧-切斷器脫扣機(jī)構(gòu)或者彈簧-連桿-切斷器脫扣機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式可以相互交叉組合應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種過電壓保護(hù)裝置，包括殼體；位于所述殼體內(nèi)部的金屬氧化物壓敏電阻器，該金屬氧化物壓敏電阻器具有兩個(gè)相對(duì)的主體面以及四個(gè)側(cè)面，每個(gè)所述主體面的面積大于任一所述側(cè)面的面積；動(dòng)電極，該動(dòng)電極一端安裝在所述殼體上；以及靜電極，該靜電極一端與所述金屬氧化物壓敏電阻器連接，另一端通過焊接與所述動(dòng)電極的另一端連接；其特征在于，所述靜電極相對(duì)于所述金屬氧化物壓敏電阻器布置為使得在垂直于所述金屬氧化物壓敏電阻器的主體面的投影上，所述靜電極的與所述動(dòng)電極連接的一端位于所述主體面之外。
2.如權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述靜電極從所述金屬氧化物壓敏電阻器的任一所述側(cè)面延伸到所述主體面之外。
3.如權(quán)利要求1所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述靜電極從所述金屬氧化物壓敏電阻器的任一所述主體面延伸到所述主體面之外。
4.如權(quán)利要求1-3的任何一項(xiàng)所述的過電壓保護(hù)裝置，所述靜電極的與動(dòng)電極連接的一端跟所述動(dòng)電極成一傾斜角度焊接，從而形成立式交叉焊接。
5.如權(quán)利要求4所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述傾斜角度為90度。
6.如權(quán)利要求4所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述傾斜角度大于45度且小于90度。
7.如權(quán)利要求4所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述動(dòng)電極的與靜電極相連的一端具有一開口，所述靜電極穿過該開口進(jìn)行焊接。
8.如權(quán)利要求1-3的任何一項(xiàng)所述的過電壓保護(hù)裝置，所述靜電極的與動(dòng)電極連接的一端跟所述動(dòng)電極彼此平行，從而形成面對(duì)面焊接。
9.如權(quán)利要求8所述的過電壓保護(hù)裝置，所述靜電極為L(zhǎng)形。
10.如權(quán)利要求1-4的任何一項(xiàng)所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述過電壓保護(hù)裝置還包括彈簧和切斷器，所述彈簧的一端固定在所述殼體上，所述彈簧的另一端連接所述切斷
11.如權(quán)利要求10所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述動(dòng)電極的一端與所述殼體樞轉(zhuǎn)連接。
12.如權(quán)利要求10所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述切斷器為楔形。
13.如權(quán)利要求10所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，當(dāng)所述動(dòng)電極和所述靜電極之間的焊料熔化而失去連接強(qiáng)度時(shí)，所述切斷器在彈簧力作用下運(yùn)動(dòng)到所述動(dòng)電極與所述靜電極之間，從而斷開所述動(dòng)電極與所述靜電極之間的電性連接。
14.如權(quán)利要求1-3和8的任何一項(xiàng)所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述過電壓保護(hù)裝置還包括彈簧、連桿和切斷器，所述彈簧的一端固定在所述殼體上，所述彈簧的另一端連接所述連桿的一端，所述連桿的另一端連接所述切斷器。
15.如權(quán)利要求14所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述彈簧和所述切斷器分別布置在所述殼體的相鄰兩側(cè)上。
16.如權(quán)利要求14所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述動(dòng)電極的一端與所述殼體固定連接，并且該動(dòng)電極為預(yù)成型彈性電極片，以在所述動(dòng)電極和所述靜電極分離時(shí)該動(dòng)電極在自身預(yù)應(yīng)力的作用下在遠(yuǎn)離所述靜電極方向彈開。
17.如權(quán)利要求14所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述切斷器為片狀。
18.如權(quán)利要求14所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，當(dāng)所述動(dòng)電極和所述靜電極之間的焊料熔化而失去連接強(qiáng)度時(shí)，所述彈簧的彈簧力帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，該連桿帶動(dòng)所述切斷器運(yùn)動(dòng)，從而使得所述切斷器運(yùn)動(dòng)到所述動(dòng)電極與所述靜電極之間，以斷開所述動(dòng)電極與所述靜電極之間的電性連接。
19.如權(quán)利要求14所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，該過電壓保護(hù)裝置還包括用以與外部負(fù)載相連的第一外部電極片和第二外部電極片，所述金屬氧化物壓敏電阻器還包括一電極片，所述動(dòng)電極直接與所述第一外部電極片連接在一起，所述金屬氧化物壓敏電阻器的所述電極片直接與所述第二外部電極片連接在一起，從而形成第一外部電極片至動(dòng)電極至靜電極至金屬氧化物壓敏電阻器至電極片至第二外部電極片的線路。
20.如權(quán)利要求1-3的任何一項(xiàng)所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述金屬氧化物壓敏電阻器為單片金屬氧化物壓敏電阻器。
21.如權(quán)利要求1-3的任何一項(xiàng)所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述金屬氧化物壓敏電阻器為多片并聯(lián)的金屬氧化物壓敏電阻器。
22.如權(quán)利要求21所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述多片并聯(lián)的金屬氧化物壓敏電阻器的靜電極貼附在一起，以形成共同的單一靜電極以與動(dòng)電極相連。
23.如權(quán)利要求21所述的過電壓保護(hù)裝置，其中，所述多片并聯(lián)的金屬氧化物壓敏電阻器的靜電極彼此獨(dú)立地分別與對(duì)應(yīng)的動(dòng)電極相連。
全文摘要
一種過電壓保護(hù)裝置，包括殼體；位于殼體內(nèi)部的金屬氧化物壓敏電阻器，該金屬氧化物壓敏電阻器具有兩個(gè)相對(duì)的主體面以及四個(gè)側(cè)面，每個(gè)主體面的面積大于任一側(cè)面的面積；動(dòng)電極，該動(dòng)電極一端安裝在殼體上；以及靜電極，該靜電極一端與金屬氧化物壓敏電阻器連接，另一端通過焊接與動(dòng)電極的另一端連接；靜電極相對(duì)于金屬氧化物壓敏電阻器布置為使得在垂直于金屬氧化物壓敏電阻器的主體面的投影上，靜電極的與動(dòng)電極連接的一端位于主體面之外。本發(fā)明的靜電極與動(dòng)電極之間的焊接部不會(huì)不利地受到MOV發(fā)熱的影響。
文檔編號(hào)H01C7/12GK102332347SQ20101022316
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者耿濟(jì)棟, 鄧雪梅 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司