PCB板载式电涌保护装置的制作方法

pcb板载式电涌保护装置
技术领域
1.本发明涉及一种pcb板载式电涌保护装置，属于电气设备保护技术领域。


背景技术：

2.随着电子元器件越来越向小型化、集成化发展，对于高密度布置元器件的电路板在面积空间有限，尤其是在高度方向上限制很大的情况下，传统的电源防浪涌保护器已经远远不能满足现有技术的发展需要。电涌保护器或电涌保护元器件我们在pcb板使用，通常都会受限于安装空间或体积等各方面因素的影响，无法提供可靠的过热或过流保护。而现阶段的过流保护通常采用常用的过流保险丝实现，而对于电涌保护元器件采用过流保险丝会存在小电流保险无法满足雷电流通过要求，容易产生误动作，大电流保险丝短路电流无法熔断等各方面问题。
3.检索到的相关现有专利文稿有：1. cn201220712885.4-一种pcb板防雷脱扣保护装置；2. cn201821913798.9-一种pcb上直接脱扣的浪涌保护装置；3. cn201920629494.8-一种pcb板载式电涌保护器；4. cn201922280516.7-一种三相电源防雷器；5. cn202021163700.x-一种能满足t1级雷电流的小型pcb板载型spd。


技术实现要素：

4.本发明提供的pcb板载式电涌保护装置，在pcb板的电涌保护元器件上串联脱扣器，对电涌保护元器件形成过热、过流和过载保护，对pcb板上的电涌保护元器件实现可靠而有效的前端保护，保证电涌保护元器件在过热、过流和过载时电涌保护线路及时断开，延长电涌保护元器件的使用寿命，提高pcb板上被保护电路的电涌保护可靠性，减少脱扣器的空间体积，满足电路板上空间紧凑性的安装要求。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：pcb板载式电涌保护装置，包括对pcb板上的被保护电路形成电涌保护的电涌保护元器件，电涌保护元器件焊接在pcb板上，其特征在于：还包括对电涌保护元器件进行脱扣保护的脱扣器，脱扣器焊接在pcb板上与电涌保护元器件串联形成扣脱保护线路，扣脱保护线路与被保护电路并联，脱扣器随电涌保护元器件的过热、过流或过载而脱扣，断开扣脱保护线路。
6.优选的，还包括与pcb板上检测电路焊接的告警触点板，告警触点板上具有与脱扣器相对应的信号触点，信号触点随脱扣器的脱扣而与脱扣器接触。
7.优选的，所述的脱扣器为罩扣在电涌保护器元件上的双层结构，下层与电涌保护元器件和被保护电路分别连接，上层为脱扣器提供扣脱动力。
8.优选的，所述的脱扣器包括罩扣在电涌保护元器件上的下层焊接片以及连接在下层焊接片上方的上层动力片，下层焊接片的一端与电涌保护元器件的串联焊接端低温焊接
形成脱扣保护线路，下层焊接片的另一端以及电涌保护元器件的并联焊接端分别连接被保护电路的两极，形成脱扣保护线路与被保护电路的并联，上层动力片随下层焊接片与电涌保护元器的脱扣而拉动下层焊接片向上摆动。
9.优选的，所述的下层焊接片的一端具有耐温焊接脚，另一端具有低温焊接脚，耐温焊接脚与被保护电路的一极耐温焊接，低温焊接脚与串联焊接端低温焊接，上层动力片为具有向上弹力的金属弹片，一端与耐温焊接脚连接，另一端搭接在下层焊接片上，并随下层焊接片与电涌保护元器的脱扣而向上摆动与信号触点接触。
10.优选的，所述的下层焊接片上靠近低温焊接脚的一段为过流保护段，过流保护段随电涌保护元器件的过流或过载而熔断。
11.优选的，所述的耐温焊接脚和低温焊接脚均呈直角形状，低温焊接脚的水平边靠近串联焊接端，且通过低温锡焊接在串联焊接端上，耐温焊接脚的的水平边靠近pcb板，并通过普通耐温锡与被保护电路的一极耐温焊接。
12.优选的，所述的下层焊接片上具有向外伸出的搭接条，搭接条靠近过流保护段的顶部，上层动力片的一端具有与搭接条搭接的搭接边，搭接条伸入上层动力片中并压在搭接边上限制上层动力片向上摆动。
13.优选的，所述的上层动力片一端为与信号触点相对应的接触端，搭接边设置在接触端上，接触端悬空不与pcb板接触，并随上层动力片的向上摆动而与信号触点接触。
14.优选的，所述的下层焊接片与上层动力片一体成型，过流保护段为在下层焊接片上加工出的载面积最小的薄弱段。
15.发明的有益效果是：1.本发明的pcb板载式电涌保护装置，在pcb板的电涌保护元器件上串联脱扣器，对电涌保护元器件形成保护，当电涌保护元器件劣化电流增加，器件本身发出的热量快速传导至脱扣器，脱扣器过热脱扣及时断开电涌保护线路，对电涌保护元器件形成过热保护，当电涌保护元器件出现短路或过流时脱扣器自身熔断及时断开电涌保护线路，对电涌保护元器件形成过流和过载保护，脱扣器耐电涌电流能力强不会因电涌电流的泄放而产生误动作，脱扣器根据电涌保护元器件的保护需求设计不同的脱扣温、脱扣电流和过载电涌电流等来实现最佳的保护效果，替代电涌保护元器件中的过流保险丝，对pcb板上的电涌保护元器件实现可靠而有效的前端保护，克服电涌保护元器件在pcb板使用时失效保护不全或过流保护太敏感容易误动作的技术缺陷，保证电涌保护元器件在过热、过流和过载时电涌保护线路及时断开，延长电涌保护元器件的使用寿命，提高pcb板上被保护电路的电涌保护可靠性。
16.2.在pcb板上焊接告警触点板，脱扣器脱扣运动与告警触点板上的信号触点接触，信号触点通过pcb板上的检测电路给pcb板上的控制器传输脱扣告警信号，使脱扣器具备实时脱扣信号告警功能，实现对电涌保护线路通断状态的实时监控，进一步提高电涌保护的可靠性。
17.3.将脱扣器设计为罩扣在电涌保护元器件上的双层结构，上层与电涌保护元器件和被保护电涌连接，上层提供扣脱动力，脱扣器以及脱扣器的脱扣运动仅占用电涌保护元器件上方的空间，减少脱扣器的空间体积，满足电路板上空间紧凑性的安装要求。
附图说明
18.图1为具体实施方式中pcb板载式电涌保护装置的示意图。
19.图2为电涌保护线路与被保护电路并联的结构框图。
20.图3为pcb板载式电涌保护装置因过热而脱扣时的示意图。
21.图4为pcb板载式电涌保护装置因过流或过载而脱扣时的示意图。
具体实施方式
22.下面结合图1~4对本发明的实施例做详细说明。
23.pcb板载式电涌保护装置，包括对pcb板上的被保护电路形成电涌保护的电涌保护元器件1，电涌保护元器件1焊接在pcb板上，其特征在于：还包括对电涌保护元器件1进行脱扣保护的脱扣器2，脱扣器2焊接在pcb板上与电涌保护元器件1串联形成扣脱保护线路，扣脱保护线路与被保护电路并联，脱扣器2随电涌保护元器件1的过热、过流或过载而脱扣，断开扣脱保护线路。
24.以上所述的pcb板载式电涌保护装置，在pcb板的电涌保护元器件1上串联脱扣器2，对电涌保护元器件1形成保护，当电涌保护元器件1劣化电流增加，器件本身发出的热量快速传导至脱扣器2，脱扣器2过热脱扣及时断开电涌保护线路，对电涌保护元器件形成过热保护，当电涌保护元器件1出现短路或过流时脱扣器2自身熔断及时断开电涌保护线路，对电涌保护元器件形成过流和过载保护，脱扣器2耐电涌电流能力强不会因电涌电流的泄放而产生误动作，脱扣器2根据电涌保护元器件的保护需求设计不同的脱扣温、脱扣电流和过载电涌电流等来实现最佳的保护效果，替代电涌保护元器件中的过流保险丝，对pcb板100的电涌保护元器件实现可靠而有效的前端保护，克服电涌保护元器件在pcb板使用时失效保护不全或过流保护太敏感容易误动作的技术缺陷，保证电涌保护元器件1在过热、过流和过载时电涌保护线路及时断开，延长电涌保护元器件的使用寿命，提高pcb板上被保护电路的电涌保护可靠性。
25.其中，还包括与pcb板100上检测电路焊接的告警触点板3，告警触点板3上具有与脱扣器相对应的信号触点31，信号触点31随脱扣器的脱扣而与脱扣器2接触。在pcb板100上焊接告警触点3，脱扣器2脱扣运动与告警触点板3上的信号触点接触31，信号触点31通过pcb板上的检测电路给pcb板上的控制器传输脱扣告警信号，使脱扣器具备实时脱扣信号告警功能，实现对电涌保护线路通断状态的实时监控，进一步提高电涌保护的可靠性。
26.其中，所述的脱扣器2为罩扣在电涌保护器元件1上的双层结构，下层与电涌保护元器件1和被保护电路分别连接，上层为脱扣器2提供扣脱动力。脱扣器以及脱扣器的脱扣运动仅占用电涌保护元器件上方的空间，减少脱扣器的空间体积，满足电路板上空间紧凑性的安装要求。
27.其中，所述的脱扣器2包括罩扣在电涌保护元器件1上的下层焊接片4以及连接在下层焊接片4上方的上层动力片5，下层焊接片4的一端与电涌保护元器件1的串联焊接端11低温焊接形成脱扣保护线路，下层焊接片4的另一端以及电涌保护元器件1的并联焊接端12分别连接被保护电路的两极，形成脱扣保护线路与被保护电路的并联，上层动力片5随下层焊接片4与电涌保护元器1的脱扣而拉动下层焊接片4向上摆动。下层焊接片4的一端与串联焊接端11低温焊接，将脱扣器2与电涌保护元器件1串联，形成电涌保护电路，下层焊接焊片
4和电涌保护元件器1分别与pcb板上的被保护电路的两极连接，将电涌保护电路与被保护电路并联，上层动力片5施加一个向上的作用力在下层焊接片4上，当电涌保护元器件1的劣化电流增加，器件本身发出的热量快速传导至脱扣器2，下层焊接片4与串联焊接端11的低温焊接位置被熔断，形成脱扣及时断开电涌保护线路，对电涌保护元器件形成过热保护，防止电涌保护元器件继续升温，与此同时上层动力片5会带动下层焊接片4向上摆动，远离熔断位置，上层动力片5在向上摆动过程中与信号触点31接触，信号触点31传输脱扣告警信号至控制器，对电涌保护元器件1的过热保护及时可靠，下层焊接片4与串联焊接端11彻底熔断时会及时向上摆动，脱扣的可靠性高。
28.其中，所述的下层焊接片4的一端具有耐温焊接脚41，另一端具有低温焊接脚42，耐温焊接脚41与被保护电路的一极耐温焊接，低温焊接41与串联焊接端11低温焊接，上层动力片5为具有向上弹力的金属弹片，一端与耐温焊接脚41连接，另一端搭接在下层焊接片4上，并随下层焊接片4与电涌保护元器1的脱扣而向上摆动与信号触点31接触。低温焊接脚42与串联焊接端11低温焊接，过热时焊接处熔化，耐温焊接脚41焊接温度高将保持连接不动，上层动力片5的向上弹力会带动低温焊接脚42一端向上摆动与串联焊接端11隔开，当上层动力片5与信号接触点31接触时即摆动到位。
29.其中，所述的下层焊接片4上靠近低温焊接脚42的一段为过流保护段43，过流保护段43随电涌保护元器件的过流或过载而熔断。当电涌保护元器件1出现短路或过流时过流保护段43熔断及时断开电涌保护线路，与此同时上层动力片5会拉动下层焊接片4向上摆动，远离熔断位置形成脱扣，保证电涌保护线路彻底断开，上层动力片5在向上摆动过程中与信号触点31接触，信号触点31传输脱扣告警信号至控制器，对电涌保护元器件形成可靠的过流和过载保护。
30.其中，所述的耐温焊接脚41和低温焊接脚42均呈直角形状，低温焊接脚42的水平边靠近串联焊接端11，且通过低温锡焊接在串联焊接端11上，耐温焊接脚41的的水平边靠近pcb板100，并通过普通耐温锡与被保护电路的一极耐温焊接。低温焊接脚42的水平边靠近串联焊接端11，两者的距离近，当电涌保护元器件1劣化电流增加，电涌保护元器件1上的热量会快速的传导至低温焊接脚42上，使低温焊接脚42与串联焊接端11间的低温锡熔化，上层动力片5的向上作用力在低温焊接脚42与串联焊接端11未彻底熔断即拉动低温焊接脚42向上摆动，远离串联焊接端11，形成脱扣。低温焊接脚42与串联焊接端11的靠近保证了电涌保护元器件1会将热量及时传导至低温焊接位置，即保证了脱扣的及时性，上层动力片5对下层焊接片4的向上作用力，又保证了脱扣的有效性，对电涌保护元器件1的形成可靠的过热保护。
31.其中，所述的下层焊接片4上具有向外伸出的搭接条44，搭接条44靠近过流保护段43的顶部，上层动力片5的一端具有与搭接条44搭接的搭接边51，搭接条44伸入上层动力片5中并压在搭接边51上限制上层动力片5向上摆动。上层动力片5具有向上弹力，搭接条44伸入至上层动力片5中压在搭接边51上，由于下层焊接片4的两端均被焊接定位，所以通过搭接条44压住搭接边51，可形成对上层动力片5的约束定位，当低温焊接端42与串联焊接端11熔断或过流保护段43被熔断时，无法再对上层动力片5进行定位约束，上层动力片5会向上摆动，带动下层焊接条4向上摆动，上层动力片5与下层焊接片4的双层结构简单，脱扣动力有效作用在下层焊接条4上，脱扣的可靠性高。
32.其中，所述的上层动力片5一端为与信号触点31相对应的接触端52，搭接边51设置在接触端52上，接触端52悬空不与pcb板100接触，并随上层动力片5的向上摆动而与信号触点31接触。接触端52与信号触点31的接触发出脱扣告警信号至控制器，同时也对上层动力片5的向上摆动进行限位，避免上层动力片5摆动过大对pcb板上的其它元器件形成干涉，以满足pcb板上紧凑空间的设计要求。
33.其中，所述的下层焊接片4与上层动力片5一体成型，成型结构简单，无需焊接组合，结构可靠性高，整体强度好，结构更加稳定可靠，过流保护段43为在下层焊接片4上加工出的载面积最小的薄弱段，过流保护段43通过打孔、剪材等加工，形成载面积最小的部分，单位面积过电流大时会发热熔断，实现对电涌保护元器件的过流及过载保护。
34.以上所述的pcb板载式电涌保护装置的工作原理是：当电涌保护元器件1劣化电流增加，器件本身发出的热量快速传导到低温焊接脚42，温度达到低温焊接脚42的焊锡熔点时，低温焊接脚42与串联焊接端11之间的焊锡由固态熔化为液态，此时上层动力片5会带着下层焊接片4向上摆动，使低温焊接脚42与串联焊接端11分离，电涌保护线路断开，从而达到电涌保护元器件1与被保护电路分离的目的，实现过热保护的功能，上层动力片5向上摆动使接触端52与信号触点31接触发出脱扣告警信号至控制器。
35.当电涌保护元器件1短路，大的短路电流将会通过下层焊接片4，过流保护段43因载面积最小，单位面积过电流大而会发热熔断，此时上层动力片5会带着下层焊接片4向上摆动，电涌保护线路断开，同样将电涌保护元器件与被保护电路分离，实现短路过流保护的功能，上层动力片5向上摆动使接触端52与信号触点31接触发出脱扣告警信号至控制器。
36.当电涌保护线路中电涌电流出现的超过较大程度超预期值的情况，此时过流保护段43同样会因载面积最小，单位面积过电流大而会发热熔断，上层动力片5也会带着下层焊接片4向上摆动，电涌保护线路断开，同样将电涌保护元器件与被保护电路分离，实现电涌电流过载保护的功能，上层动力片5向上摆动使接触端52与信号触点31接触发出脱扣告警信号至控制器。
37.以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。