CN1067526A - 电子元件的热过载保护器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子元件用的特别是供电信和数据 技术用的热过载保护器件，该器件有一个弹簧弹性短 路连接件6和一个熔件13。短路连接件6随熔件 13的熔化过程跳闸。为获取伺服性故障保险特性， 短路连接件6的弹力可任意大，本发明的短路连接件 6的跳闸器件和驱动器件是分开设置的。

Description

本发明涉及电子元件的、特别是电信的数据技术用的热过载保护器件，该器件包括一个弹簧弹性短路连接件和一个熔件，短路连接件根据熔件的熔化过程跳闸。

这种热过载保护器件可从德国专利DE3921225  C1了解到这种公知技术。该文中电子元件是个充气的三极涌流放电器，熔件在弹簧弹性短路连接件含有两个横向伸出的触指，与涌流放电器的各外电极间隔一段距离固定。过载持续较长一段时间时，熔件会熔化，从而使短路连接件用其两个触指将两个外电极直接与接地的中心电极连接起来，保护涌流放电器免受损伤。

电子元件中现有技术的热过载保护器件如所谓的“故障保险”（FAIL  SAFE）的保护器件就能够对特别是一般充气电涌放电器使其减少过热的危险。这是由熔件实现的。熔件可以是钎料丸或其它热敏元件。温度超过涌流放电器表面极限温度后，熔件熔化，屈服于受弹簧作用的短路连接件。但业已表明，对于这种热过载保护器件不可能选取其任意高值的弹力，要不然因为熔件在工作温度范围内早已产生塑性变形而导致涌流放电器电极出现不希望有的短路。但在一般弹簧力的情况下，短路连接件与各电极之间能够得到的接触力毕竟太小，因而不能产生抗短路的涌流电流，额定的涌流放电器涌电流被看作为是涌电流。在最坏的情况下，当“故障保险”器件因涌流放电器的交流负荷而跳闸并且产生涌流负荷时，短路连接件的触指可能损坏，从而使“故障保险”器件无效，涌流放电器可能过热，甚至引起火灾。

作为电子元件，可配备上述过热过载保护器件，除按两极或三极设计充气式涌流放电器之外，还可以采用半导体涌流放电器件，例如三端双向可控硅开关元件、硅可控整流器、齐纳二极管等。

为此，本发明的目的是要提供一种热短路保护器件，该器件是对现有技术的保护器件的改进，特别是短路连接件压到待保护的电子元件电极上的接触力足以转移现行的涌电流。

上述目的的一个解决办法，作为本发明提供相互分开设置的、分别用以驱使短路连接件跳闸和动作的器件。按照本发明，电子元件的、特别是电信和数据技术用的热过载保护器件适合作为“伺服性故障保险”（SERVO  FALL  SAFE）器件，该保护器件的跳闸和电极的短路由分立的器件分别执行。跳闸器件与熔件合作，熔件是象钎料丸之类的热敏元件。但跳闸器件与短路连接件的驱动器件无关，因而跳闸器件仅仅是释放短路连接件的辅助器件，其上配备有单独的驱动器件。

其特征为“跳闸器件由一个用熔件与电子元件相间地固定住和弹簧性跳闸连接件构成、驱动器件由一个将短路连接件与电子元件相间地固定住的锁定件构成、由跳闸连接件作用于锁定件（18）上将锁定件释放”的热过载保护器件的实际实施例中，跳闸器件由一个弹簧性跳闸连接件构成，该连接件与电子元件间隔一段距离由熔件固定住。驱动器件由一个锁定件构成，将短路连接件与电子元件间隔一段距离固定住，跳闸连接件则作用于锁定件上，使驱动器件脱扣。也具弹性的跳闸连接件是方向性较小的弹簧，它只用以释放锁定件，从而释放呈短路连接件形式的、其强度几乎是任意的弹簧，短路连接件的压力可以设计得确保其能抗衡涌电流的产生。

本发明的其它实施例的其它优点是：弹簧弹性短路连接件的触指借助锁定件相间地固定在电子元件的已指定的电极上，且在熔件熔化时，跳闸连接件作用于锁定件上，使锁定件脱离弹簧性短路连接件;

电子元件适宜作为配备有一个中心电极和两个外电极的三极电涌放电器，且弹簧性短路连接件配备有两个分派给该外电极的触指，弹簧弹性短路连接件有两个弹簧条，以大约270度的角度包围涌流放电器，跳闸连接件配置在所述弹簧条之间，从而使弹簧条的各自由端与沿涌流放电器的纵向延伸的十字架相连接，且跳闸连接件的自由端所固定的锁定件钳夹在十字架与涌流放电器之间;

两个弹簧条和跳闸连接件整体形成，且其一端与一个公用的小柱垫相连接;

半导体保护元件由一个金属板外壳所包围，该外壳由一个底板、一个后壁和一个盖板构成，且在盖板处设有两个跳闸连接件作为跳闸器件，在后壁处设有两个其各端配备有触指的短路连接件，作为驱动器件。

下面根据附图中所示的两极或三极充气涌流放电器的热过载保护器件和作为电子元件的半导体保护元件的一些实施例来详细描述本发明。

图1  和2分别示出了带现有技术的热保护器件的两极涌流放电器的工作情况或跳闸情况。

图3  和4分别示出了带本发明的热保护器件的两极涌流电器的工作情况或跳闸情况。

图5  是本发明的热过载保护器件配置在三极涌流放电器上处于工作状态时的正视图。

图6  是侧视图。

图7  是后视图。

图8  是对应于图6的侧视图，热过载保护器件处于跳闸状态。

图9  是半导体保护元件的侧视图，热过载保护器件处于工作状态。

图10是顶视图。

图11是正视图。

图12是热过载保护器件处于跳闸状态的正视图。

现在参看图1和2，图中示出了两极涌流放电器1，该放电器有两个外电极3、4和一个熔件13，弹性连接件6在弹簧力F的作用下以众所周知的方式压在熔件13上。当热过载的持续时间较长时，熔件13会熔化，呈图2所示的形状。接着，弹性连接件6的触指与涌流放电器1的外电极3、4接触，从而保护涌流放电器免遭损伤。其缺点是：弹簧力F不能选得过大，不然，由于熔件13在工作温度范围内就会产生塑性变形，从而使外电极3、4产生不希望有的短路。然而，在普通弹力F的情况下，短路连接件6与外电极3之间得出的接触力小得不足以产生抗短路的涌电流。

如图3和4所示的本发明供作为电子元件的两极涌流放电器使用的热过载保护器件中，两个跳闸连接件16将短路连接6的触指10、11与外电极3、4间隔一段距离固定住，并使其与外电极3、4绝缘。跳闸连接件16在弹力K的作用下压住熔件13，熔件13则同时压住涌流放电器1。熔件13在热过载作用下熔化时，弹力K会将两个跳闸连接件16向里压，这时，短路连接件6的弹力起作用，不受两个跳闸连接件16的影响。在整个弹力F的作用下，两个触指10、11与外电极3、4接触。

图5至8所示的热过载保护器件的实施例是供充气三极筒形涌流放电器1用的。该热过载保护器件包括一个接地的中心电极2（图中没有详细示出）和两个外电极3、4，在中心电极2与各外电极3、4之间设有一个带火花隙的充气拖曳腔5。

涌流放电器1周围配置有一个跳闸器件15和驱动弹簧性材料制成的短路连接件5用的驱动器件17。这两个器件由两个弯成圆形的弹簧条7、8以大约270度的角度围绕着涌流放电器1且彼此平行间隔一段距离构成，弹簧条7、8的各自由端连接有十字架9，该小十字架沿涌流放电器1上盖表面的纵向配置，各端有一个触指10、11分配给外电极3、4，且与外电极3、4间隔一段距离固定。短路连接件6在其两个弹簧条7、8的另一端有一个小柱垫12与两个彼此间隔一段距离的弹簧条7、8相连接。

跳闸器件15由弯成圆形的弹簧弹性跳闸连接件16组成，连接件16配置在短路连接件6的两个弹簧条7、8之间，与短路连接件6的小柱垫12相连接，由弹性材料、特别是弹性钢制成，与短路连接件6形成一个整体。特别是如图6的侧视图所示的那样，短路连接件6（跳闸连接件16）的柱垫12以大致五点钟的位置靠在涌流放电器1上盖表面，以大约220度的角度围绕着涌流放电器，并将呈钎料丸形式的熔件12压到涌流放电器1的周边上，将其固定在大约七点钟的位置上。跳闸连接件16的自由端14上固定有用以驱动短路连接件6的驱动器件17。

短路连接件6的驱动器件17有一个宽度与跳闸连接件16相当的锁定件18，该锁定件在大致一点半的位置上夹持在短路连接件6的十字架9与涌流放电器1的上盖表面。在侧视图中，锁定元件18适宜作为止动件，其朝向熔件13的后端有一个厚度较小的延伸部分19与跳闸连接件16相连。

上面在图5至8中所述的热过载保护器件的工作情况如下：

适合作为中心弹簧的跳闸连接件16压在呈钎料丸形式的熔件13上，并将位于短路连接件6的十字架9与涌流放电器1的周边之间的锁定件紧紧夹住。因此，短路连接件6不能将其触指10、11与外电极13、14连接。熔件13在达到对应于涌流放电器1过载情况的极限温度-熔化，锁定件就沿切线方向位移，短路连接件6就压在两个触指10、11上，其全部弹力作用于外电极3、4上，借此，由于短路而保护了涌流放电器

上述的跳闸连接件16工作方式基于以下事实：熔件13熔化时，跳闸连接件16在其弹力的作用下会径向趋近涌流放电器的周边表面，这时其自由端14从十二点钟的位置顺时针移到两点钟的位置，如图8所示。固定在跳闸连接件16的自由端14的锁定件18如图8所示的那样在切线方向上移动，以使锁定件18脱离十字架9，这时短路连接件6的触指10、11就能以全部弹力压住涌流放电器1的外电极3、4。从图8中可以看到，熔件13呈钎料丸的形式，处于熔化或熔融状态中。

在这种情况下，接地的中心电极2与外电极3、4之间产生短路，以使所需的“故障保险”特性以“伺服性的故障保险”的形式得以实现。

图9至12所示热过载保护器件的另一实施例是供半导体保护元件20（例如，硅可控整流器或稳压二极管）使用的，半导体保护元件20有两个供电话设备的a线和b线用的端子腿21、22，还有一个接地用的中心端子腿23。上至某一跳闸电压时，元件20处于绝缘状态。超过此跳闸电压时，就有电流流过，硅可控整流器二极管产生达剩余电压的电压击穿，达到齐纳二极管限压二极管的极限电压。在两种情况下，都会消耗大量功率，可能把元件加热到不能容许的程度。

为避免这一点，半导体保护元件20周围配备了一整片金属板制成的外壳24，外壳24由一个底板25、一个后壁26和一个盖板27构成。两个横向的短路连接件6的后侧端固定在后壁26上，短路连接件6的各自端配有触指10、11。由熔件13与元件20间隔一段距离固定的盖板27，其自由端设有两个跳闸连接件16，在工作情况下将短路连接间6的触指与端子臂21、22间隔一段距离固定，如图11所示。在图12的跳闸状态下，跳闸连接件16脱离短路连接件6的触指10、11，从而可以全部接触弹力F压在端子腿21、22上，进而使它们接地。为此，用接地片28将中心端子腿23与金属板外壳24的底板连接起来。

Claims (6)

1、一种供电子元件用的、特别是供电信和数据技术用的热过载保护器件，包括一个弹簧弹力短路连接件和一个熔件，短路连接件根据熔件的熔化过程跳闸，

其特征在于，为使短路连接件(6)跳闸和驱动而设置了相互分开的跳闸和驱动器件(15、17)。

2、根据权利要求1所述的热过载保护器件，其特征在于，上述的跳闸器件（15）由弹簧弹性跳闸连接件（6）构成，该连接件（6）借助熔件（13）而相间地固定住在电子元件上，上述的驱动器件（17）则由一个锁定件（18）构成，将短路连接件（6）间隔一段距离固定在电子元件上，而且上述跳闸连接件（16）作用于锁定件（18）上用以释放上述锁定件（18）。

3、根据权利要求2所述的热过载保护器件，所述的电子元件配备的至少两个电极，上述的弹簧弹性短路连接件配备有至少一个触指，

其特征在于，上述弹簧弹性短路连接件（6）的上述触指（10、11）借助上述锁定件（18）相间地固定在电子元件的已指定的电极（3、4）上，且在熔件（13）熔化时，上述跳闸连接件（16）作用于锁定件（18）上，使锁定件（18）脱离弹簧弹性短路连接件（6）。

4、根据权利要求3所述的热过载保护器件，上述电子元件适合作为三极涌流放电器，其上配备有一个中心电极和两个外电极且弹簧弹性短路连接件配备有两个分配给该外电极的触指，

其特征在于，上述弹簧弹性短路连接件（6）有两个弹簧条（7、8），以大约270度的角度包围上述涌流放电器（1），上述跳闸连接件（16）配置在所述弹簧条之间，以使上述弹簧条（7、8）的各自端与沿上述涌流放电器（1）的纵向延伸的十字架（9）相连接，且上述跳闸连接件（16）的自由端（14）所固定的锁定件（18）钳夹在上述十字架（9）与上述涌流放电器（1）之间。

5、根据权利要求4所述的热过载保护器件，其特征在于，上述的两个弹簧条（7、8）和上述的跳闸连接件（16）整体形成，且其一端与一个公用的小柱垫（12）相连接。

6、根据权利要求1所述的热过载保护器件，其特征在于，元件（20）由一个金属板外壳（24）所包围，该外壳由一个底板（25）、一个后壁（26）和一个盖板（27）构成，且在盖板（27）处设有两个跳闸连接件（16）作为跳闸器件（15），在后壁（25）处设有两个其各端配备有触指的短路连接件（6），作为驱动器件（17）。

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