CN102412094B

CN102412094B - 保护电路

Info

Publication number: CN102412094B
Application number: CN201010290342.3A
Authority: CN
Inventors: 李裕隆; 许荣辉
Original assignee: Powertech Industrial Co Ltd
Current assignee: Powertech Industrial Co Ltd
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2030-09-20
Also published as: CN102412094A

Abstract

本发明公开了一种保护电路，包括一突波吸收器、一开关元件及一热缩元件。开关元件与突波吸收器电性连接，开关元件具有一第一导电体及一第二导电体，第一导电体的一端具有一第一连接部及一第二连接部。热缩元件套设于该突波吸收器的外周围，且连接于第一连接部，热缩元件通过突波吸收器的温度产生收缩作用，以驱动第二连接部与第二导电体分离。本发明保护电路在突波吸收器着火前或失效前已经先达成断路状态。

Description

保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，特别涉及以热缩元件的收缩作用达成断路状态的保护电路。

背景技术

为了防止电力供应***的暂态电压突波对电子元件的破坏，通常会在电子回路中加装突波吸收元件，突波吸元件如金属氧化物变阻器(Metal OxideVaristor，MOV)等。由于突波吸收元件于吸收突波时会产生较高的热能，很可能会使突波吸收元件本身着火而对周遭的电子元件造成损毁。

因此，现有的作法是在突波吸收元件与电力供应***之间串接温度保险丝(thermal cutoff fuse)，利用温度保险丝受热熔断，使电子回路与电力供应***呈现断路状态。然而，突波吸收元件本身的温度实际上高于温度保险丝所感应的温度，且突波吸收元件的使用寿命有限，因此，仍有可能发生突波吸收元件先着火，温度保险丝再熔断的情形，或者，突波吸收元件的着火与温度保险丝的熔断同时发生，则周遭的电子元件仍有损毁之虞。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种保护电路，在突波吸收器上套设热缩元件，利用突波吸收器本身的温度，使热缩元件产生收缩作用，借此，以驱动开关元件达成保护电路的断路状态。

本发明所采取的技术手段为一种保护电路，包括：

一突波吸收器；

一开关元件，与该突波吸收器电性连接，该开关元件具有一第一导电体及一第二导电体，该第一导电体的一端具有一第一连接部及一第二连接部；及

一热缩元件，套设于该突波吸收器的外周围，且连接于该第一连接部，该热缩元件通过该突波吸收器的温度产生收缩作用；其中，该开关元件位于初始状态时，该第二连接部电性接触于该第二导电体；当该热缩元件的收缩程度足以驱动该第二连接部与该第二导电体分离时，该开关元件达成断路状态。

本发明所采取的另一技术手段为一种保护电路，包括：

一突波吸收器；

一开关元件，与该突波吸收器电性连接，该开关元件具有一第一导电体及一第二导电体，该第一导电体可分离地与该第二导电体连接；

一挡块，与该开关元件相邻；及

一热缩元件，套设该突波吸收器、该开关元件及该挡块，该热缩元件通过该突波吸收器的温度产生收缩作用；其中，该热缩元件是在一操作温度范围内产生收缩作用，以带动该挡块移动至该第一导电体与该第二导电体之间，使该开关元件达成断路状态。

本发明的有益效果在于，在热缩元件的操作温度范围内，热缩元件可依据突波吸收器的实际温度产生收缩作用，以驱动开关元件，使保护电路在突波吸收器着火前或失效前已经先达成断路状态。

本发明的有益效果还在于，热缩元件收缩后不可回复，可以使开关元件持续保持在断路状态，以确保安全性。

关于本发明的技术手段的详细说明，请参阅以下的实施方式，并配合所附附图一并参照。

附图说明

图1：本发明的保护电路的一实施例的电路方框图；

图2A-图2B：本发明的保护电路的第一实施例的示意图；

图3：本发明的保护电路的热缩元件的一实施例的特性曲线图；

图4A：本发明的保护电路的开关元件的第一实施例的示意图；

图4B：本发明的保护电路的开关元件的第二实施例的示意图；

图4C：本发明的保护电路的开关元件的第三实施例的示意图；

图5A-图5B：本发明的保护电路的第二实施例的俯视图；及

图6A-图6B：本发明的保护电路的第二实施例的立体图。

其中，附图标记说明如下：

1：电子回路

11：电源

10、20：保护电路

12：突波吸收器

14、14a、14b、14c：开关元件

141、141a、141b、141c、241：第一导电体

1411、1411′、1411″：第一连接部

1413、1413′、1413″：第二连接部

1415、1415′、1415″：开槽

143、143a、143b、143c、243：第二导电体

145、145a、145b、245：接触点

16：电子元件

18、28：绝缘元件

19：电路基板

25：挡块

251：突出部

T₁、T₂：温度

x：预设收缩率

具体实施方式

图1显示了本发明的一种保护电路的一实施例的电路方框图。如图1所示，保护电路10包括一突波吸收器12及一开关元件14，其中，开关元件14与一电源11电性连接；突波吸收器12分别与开关元件14及电子元件16电性连接，通过上述连接关系形成一电子回路1。上述保护电路10与电子元件16的连接关系仅为举例说明而已，本发明的保护电路10也可应用于插座装置或电器装置。

在本实施例中，突波吸收器12可包括至少一突波吸收元件，此突波吸收元件可为金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor，MOV)，金属氧化物变阻器可为氧化锌或其他金属氧化物等的非线性电阻。若突波吸收器12包括多个突波吸收元件时，多个突波吸收元件彼此可互相串连、并联或两者混合的方式连接，当其中一个突波吸收元件接收到突波时，此突波吸收元件便会处于一短路状态，以提供一分流的路径，以保护电子元件16不受突波影响，同时，突波吸收器12的温度随着升高。

为了具体地描述保护电路10如何达到上述的效果，请参考图2A，为本发明的一种保护电路的第一实施例的示意图。如图2A所示，保护电路10的突波吸收器12及开关元件14皆设置在电路基板19上并互相邻近。

在本实施例中，突波吸收器12的本体可为圆板形、长条形或环形，突波吸收器12的外周围设有一热缩元件18，热缩元件18以束套的方式围绕突波吸收器12，利用突波吸收器12本身的温度，使热缩元件18产生收缩作用。热缩元件18也可以具有多个透气孔(图中未示出)，以增加突波吸收器12的散热。热缩元件18的材料可为聚酯或聚氯乙烯等绝缘且不易燃的材质，当突波吸收器12本身的温度介于热缩元件18的操作温度范围时，热缩元件18可依据突波吸收器12的实际温度产生收缩作用，以驱动开关元件14，使保护电路10在突波吸收器12着火前或失效前已经先达成断路状态。

列举说明操作温度范围的选用方式，请参考图3，为本发明的保护电路的热缩元件的一实施例的特性曲线图，选用热缩元件18的操作温度范围在收缩率大于或等于预设收缩率x％所对应的温度范围[T₁，T₂]，此收缩率可以是热缩元件18的横向收缩率(Transverse Shrinkage Rate)。收缩率的计算方式列举如公式(1)所示。

S = \frac{L_{0} - L}{L_{0}} \times 100 %

公式(1)

其中，S代表热缩元件18的收缩率，L₀代表热缩元件18收缩前的横向长度，L代表热缩元件18收缩后的横向长度。

值得注意的是，本发明的保护电路10出厂时，热缩元件18可以利用包覆或粘胶等方式固定在突波吸收器12的周围。保护电路10使用时，开关元件14会随热缩元件18收缩而切换为断路。由于热缩元件18收缩后不可回复，因此，开关元件14断路后也不可回复，以防止突波吸收器12持续升温而着火，达到安全用电的效果。

在本实施例中，热缩元件18的材质可选择其操作温度范围[T₁，T₂]的最高温度为突波吸收器12失效的临界温度，其作用在于，热缩元件18可在突波吸收器12失效前大幅收缩，并使开关元件14断路，以防止突波吸收器12温度过高而损毁。举例来说，突波吸收器12失效的临界温度为150℃，则热缩元件18的操作温度范围[T₁，T₂]可为125℃至150℃，在125℃至145℃内，其收缩率已达40％至60％，则热缩元件18在突波吸收器12失效前已经大幅收缩，而驱动开关元件14达成断路状态。

如图2A所示，开关元件14可包括一第一导电体141及一第二导电体143。开关元件14位于初始状态时，第一导电体141通过一接触点145与第二导电体143电性接触。其中，接触点145可为一个焊在第一导电体141或是第二导电体143上的金球、银球或锡球，此外，接触点145也可以是成型于第一导电体141或第二导电体143上的凸部。如图2B所示，当热缩元件18的收缩程度足以驱动第一导电体141与第二导电体143分离时，则开关元件14达成断路状态。

请参考图4A，为本发明的保护电路的开关元件的第一实施例的示意图。如图4A所示，开关元件14a中的第一导电体141a一端具有一开槽1415，以形成第一连接部1411及第二连接部1413，第二导电体143a的一端具有一接触点145a。实际实施时，接触点145a也可设置在第二连接部1413。

在本实施例中，第一连接部1411为一延伸部，第二连接部1413为一基部。其中，第一连接部1411可通过粘胶固定在热缩元件18的外表面，或是设置于热缩元件18的内表面，若设置于热缩元件18的内表面，则热缩元件18同时束套突波吸收器12以及第一导电体141a的第一连接部1411。借此，第一连接部1411将受到热缩元件18的牵引，当热缩元件18的收缩程度足以使第一导电体141a的一端产生弯折现象时，第二连接部1413与第二导电体143a分离，则开关元件14a达成断路状态。

请参考图4B，为本发明的保护电路的开关元件的第二实施例的示意图。如图4B所示，开关元件14b与第一实施例大致相同，第一导电体141b的一端同样具有一开槽1415′。其差异在于，第一导电体141b的第一连接部1411′为一基部，而第二连接部1413′为一延伸部。另外，第二导电体143b的一端具有一接触点145b，实际实施时，接触点145b也可设置在第二连接部1413′。第一导电体141b与第二导电体143b的分离原理与第一实施例相同。

请参考图4C，为本发明的保护电路的开关元件的第三实施例的示意图。如图4C所示，开关元件14c与第一实施例大致相同，其差异在于，第一导电体141c的开槽1415″的方向与开槽115不同，使第一连接部1411″可由热缩元件18的上方延伸入热缩元件18的内侧。而第二连接部1413″与第二导电体143c的分离原理与第一实施例相同。

另外，请参考图5A-图5B，为本发明的保护电路的第二实施例的俯视图，并同时参考图6A-图6B为本发明的保护电路的第二实施例的立体图。如图5A所示，保护电路20与第一实施例的保护电路10的差异在于，保护电路20还包括一挡块25，且热缩元件28是围绕在突波吸收器22、开关元件24及挡块25的周围。

在本实施例中，挡块25的材料为一绝缘材料，挡块25可移动地设置在电路基板(图中未示出)上，突波吸收器22及开关元件24也设置在电路基板上，并互相电性连接。开关元件24包括一第一导电体241及一第二导电体243，第一导电体241与第二导电体243之间设置有一接触点245。实际实施时，挡块25可具有一突出部251，突出部251与接触点245相邻，且突出部251的尺寸大于接触点245的尺寸。

当热缩元件28的温度未达操作温度范围中的最低温度时，第一导电体241与第二导电体243通过接触点245互相连接，如图5A及图6A所示，即开关元件24操作在导通状态。当突波吸收器22接收到一突波时，突波吸收器22的温度逐渐升高，热缩元件28因热传导而同时升温，且温度达到热缩元件28的操作温度范围时，热缩元件28产生收缩作用。同时，挡块25受到热缩元件28收缩时的作用力而朝向接触点245移动并进入第一导电体241与第二导电体243之间，以隔绝第一导电体241与第二导电体243之间的电性连接，如图5B及图6B所示，则开关元件24操作在断路状态。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请保护范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种保护电路，其特征在于，包括：

一突波吸收器；

2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该第一连接部为一延伸部，该第二连接部为一基部。

3.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该第一连接部为一基部，该第二连接部为一延伸部。

4.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该第一连接部与该热缩元件的外表面连接。

5.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该第一连接部位于该热缩元件与该突波吸收器之间。

6.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该保护电路还包括一接触点设置在该第一导电体的第二连接部上，该第一导电体通过该接触点与该第二导电体连接。

7.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该保护电路还包括一接触点设置在该第二导电体上，该第二导电体通过该接触点与该第一导电体的第二连接部连接。

8.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该热缩元件为一热缩套管，该热缩套管的材料为聚酯或聚氯乙烯。

9.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该热缩元件具有多个透气孔。

10.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该热缩元件以粘胶固定在该突波吸收器的外表面。

11.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，该热缩元件的温度介于一操作温度范围内时，该热缩元件具有一预设收缩率，该操作温度范围的最高温度为该突波吸收器失效的临界温度。

12.一种保护电路，其特征在于，包括：

一突波吸收器；

一挡块，与该开关元件相邻；及

13.如权利要求12所述的保护电路，其特征在于，该操作温度范围的最高温度为该突波吸收器失效的临界温度。

14.如权利要求12所述的保护电路，其特征在于，该挡块的材料为一绝缘材料。

15.一种保护电路，其特征在于，包括：

一突波吸收器；

一开关元件，与该突波吸收器电性连接，该开关元件具有一第一导电体及一第二导电体；及

一热缩元件，套设于该突波吸收器的外周围，且连接于该第一导电体，该热缩元件通过该突波吸收器的温度产生收缩作用；其中，该开关元件位于初始状态时，该第一导电体电性接触于该第二导电体；当该热缩元件的收缩程度足以驱动该第一导电体与该第二导电体分离时，该开关元件达成断路状态。

16.如权利要求15所述的保护电路，其特征在于，该热缩元件为一热缩套管，该热缩套管的材料为聚酯或聚氯乙烯，且该热缩元件的操作温度范围的最高温度为该突波吸收器失效的临界温度。