CN221202137U - 光伏应用电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种光伏应用电涌保护器，包括保护电路和报警电路。保护电路包括串联的压敏电阻和第一热保护元件，保护电路的输入端用于与待保护回路连接，保护电路的输出端用于接地，在压敏电阻劣化后，第一热保护元件会切断保护电路；报警电路包括串联的远程告警端口和第二热保护元件，报警电路的输入端和输出端均用于连接客户端，第二热保护元件用于感应压敏电阻的温度，在压敏电阻的温度高于预设温度时，第二热保护元件能够切断报警电路，且远程告警端口能够输出指示报警电路断开的信号。本申请可以稳定待保护回路的电压，还可以避免引起火灾事故，还可以在压敏电阻劣化时发出信号。

Description

光伏应用电涌保护器

技术领域

本申请涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种光伏应用电涌保护器。

背景技术

随着科学技术水平的日益进步，人类对能源的需求量越来越大，但是，能源与环境问题始终是摆在人类面前最具挑战性的难题。近些年，太阳能、风能、水能、地热能等再生能源发展迅速，成为可持续发展的新途径。我国太阳能资源十分丰富，据统计，国内太阳能电池产量年平均增长率达40％以上，成为国家高新技术产业之一，然而，由于太阳能光伏发电设备大多装设在地处空旷、偏僻的野外环境，很容易受到雷电侵袭，造成设备损坏或者停电故障，甚至对人身安全构成威胁。因此，对太阳能光伏发电***采取相关雷电防护措施变得十分重要。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种光伏应用电涌保护器，其用于电气线路中，用以防止线路中的瞬时电压太高对线路中的电气设备造成损坏。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：一种光伏应用电涌保护器，包括保护电路和报警电路。

所述保护电路包括串联的压敏电阻和第一热保护元件，所述保护电路的输入端用于与待保护回路连接，所述保护电路的输出端用于接地，在所述压敏电阻劣化后，所述第一热保护元件会切断所述保护电路；所述报警电路包括串联的远程告警端口和第二热保护元件，所述报警电路的输入端和输出端均用于连接客户端，所述第二热保护元件用于感应所述压敏电阻的温度，在所述压敏电阻的温度高于预设温度时，所述第二热保护元件能够切断所述报警电路，且所述远程告警端口能够输出指示所述报警电路断开的信号。

压敏电阻在正常工作情况下具有非常大的阻抗，相当于断路状态；而当保护电路中的电压超过预定值时，压敏电阻的阻值急剧下降，处于导通状态，可泄放大量电流，限制待保护回路中的电压水平。

当压敏电阻在带电负载的情况下，压敏电阻经过多次反复的浪涌电压冲击时，压敏电阻会出现劣化现象，也就是阀值电压降低，这时压敏电阻可能就会产生持续的漏电流。随着漏电流的增加，压敏电阻产生的热积累将会导致压敏电阻的热崩溃击穿，压敏电阻劣化后会变成永久导通状态，此时压敏电阻温度将持续升高，甚至有产生火灾危险。

本申请提供的光伏应用电涌保护器的有益效果在于：由于第一热保护元件与压敏电阻串联，且在压敏电阻劣化后，第一热保护元件会切断保护电路，所以在压敏电阻劣化后，压敏电阻温度将不会持续升高，可以防止压敏电阻由于过热引起火灾事故。通过将保护电路与待保护回路连接，不仅可以稳定待保护回路的电压，而且还可以避免引起火灾事故。

同时，在压敏电阻劣化的过程中，压敏电阻产生的热积累会导致压敏电阻的温度升高。第二热保护元件用于感应压敏电阻的温度，且在压敏电阻的温度高于预设温度时，第二热保护元件会切断报警电路，远程告警端口用于输出指示报警电路断开的信号。所以报警电路可以检测压敏电阻是否劣化，以便使用者在压敏电阻劣化后及时更换压敏电阻。

本申请提供的光伏应用电涌保护器不仅可以稳定待保护回路的电压，还可以避免引起火灾事故，并且还可以检测压敏电阻是否劣化，以便使用者在压敏电阻劣化后及时更换压敏电阻。

在一些实施例中，所述第一热保护元件通过熔断的方式断开所述保护电路，所述第二热保护元件熔断的方式断开所述报警电路。

在一些实施例中，所述光伏应用电涌保护器还包括线路板，所述线路板上设有主线路，所述压敏电阻、所述第一热保护元件、所述远程告警端口和所述第二热保护元件均设在所述线路板上，所述主线路用于连接所述待保护回路，且所述保护电路通过所述主线路与所述待保护回路电连接。

在一些实施例中，所述光伏应用电涌保护器还包括线缆组件，所述线缆组件包括第一线缆和第二线缆，所述第一线缆和所述第二线缆均与所述主线路电连接，所述第一线缆和所述第二线缆均用于连接所述待保护回路。

在一些实施例中，所述线缆组件还包括两个接头，其中一个所述接头与所述第一线缆远离所述线路板的一端电连接，另外一个所述接头与所述第二线缆远离所述线路板的一端电连接，所述接头用于插接于所述待保护的回路中。

在一些实施例中，所述线缆组件还包括接地线缆，所述接地线缆用于接地，且所述保护电路与所述接地线缆电连接。

在一些实施例中，所述线缆组件还包括冷压端子，所述冷压端子与所述接地线缆远离所述线路板的一端电连接。

在一些实施例中，所述第二热保护元件包括引脚和主体件，所述主体件贴合于所述压敏电阻的表面，所述引脚一端与所述主体件电性连接，所述引脚的另一端插接于所述线路板。

在一些实施例中，所述光伏应用电涌保护器还包括壳体，所述壳体内设有容置腔，所述压敏电阻、所述第一热保护元件、所述远程告警端口、所述第二热保护元件和所述线路板均设在所述容置腔内。

在一些实施例中，所述远程告警端口上设有插接孔，所述插接孔用于插接所述客户端。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请其中一个实施例中的光伏应用电涌保护器的结构示意图；

图2是图1所示的光伏应用电涌保护器中的A部位的局部放大图；

图3是图1所示的光伏应用电涌保护器的电路原理图。

附图标记：

1、压敏电阻；2、第一热保护元件；3、远程告警端口；31、插接孔；4、第二热保护元件；41、引脚；42、主体件；5、线路板；6、第一线缆；7、第二线缆；8、接头；9、接地线缆；10、冷压端子；11、壳体；111、容置腔。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。

随着科学技术水平的日益进步，人类对能源的需求量越来越大，但是，能源与环境问题始终是摆在人类面前最具挑战性的难题。近些年，太阳能、风能、水能、地热能等再生能源发展迅速，成为可持续发展的新途径。我国太阳能资源十分丰富，据统计，国内太阳能电池产量年平均增长率达40％以上，成为国家高新技术产业之一，然而，由于太阳能光伏发电设备大多装设在地处空旷、偏僻的野外环境，很容易受到雷电侵袭，造成设备损坏或者停电故障，甚至对人身安全构成威胁。因此，对太阳能光伏发电***采取相关雷电防护措施变得十分重要。

本申请实施例的目的在于提供一种光伏应用电涌保护器，其用于电气线路中，用以防止线路中的瞬时电压太高对线路中的电气设备造成损坏。

采用光伏应用电涌保护器解决上述问题的方法为：将光伏应用电涌保护器用于太阳能光伏发电的电气线路中，当因为雷击或外界的干扰电气线路产生尖峰电流或者电压时，光伏应用电涌保护器可以在极短的时间内导通，泄放电流，将电气线路的电压限制到较低的水平，从而避免电涌对太阳能光伏发电的电气线路中的其他设备造成损害。

为了说明本申请的技术方案，下面结合具体附图及实施例来进行说明。

请参考图1，本申请实施例提供了一种光伏应用电涌保护器，包括保护电路和报警电路。

保护电路包括串联的压敏电阻1和第一热保护元件2，保护电路的输入端用于与待保护回路连接，保护电路的输出端用于接地，在压敏电阻1劣化后，第一热保护元件2会切断保护电路；报警电路包括串联的远程告警端口3和第二热保护元件4，报警电路的输入端和输出端均用于连接客户端，第二热保护元件4用于感应压敏电阻1的温度，在压敏电阻1的温度高于预设温度时，第二热保护元件4能够切断报警电路，且远程告警端口3能够输出指示报警电路断开的信号。

压敏电阻1在正常工作情况下具有非常大的阻抗，相当于断路状态；而当保护电路中的电压超过预定值时，压敏电阻1的阻值急剧下降，处于导通状态，可泄放大量电流，限制待保护回路中的电压水平。

当压敏电阻1在带电负载的情况下，压敏电阻1经过多次反复的浪涌电压冲击时，压敏电阻1会出现劣化现象，也就是阀值电压降低，这时压敏电阻1可能就会产生持续的漏电流。随着漏电流的增加，压敏电阻1产生的热积累将会导致压敏电阻1的热崩溃击穿，压敏电阻1劣化后会变成永久导通状态，此时压敏电阻1温度将持续升高，甚至有产生火灾危险。

本申请提供的光伏应用电涌保护器的有益效果在于：由于第一热保护元件2与压敏电阻1串联，且在压敏电阻1劣化后，第一热保护元件2会切断保护电路，所以在压敏电阻1劣化后，压敏电阻1温度将不会持续升高，可以防止压敏电阻1由于过热引起火灾事故。通过将保护电路与待保护回路连接，不仅可以稳定待保护回路的电压，而且还可以避免引起火灾事故。

同时，在压敏电阻1劣化的过程中，压敏电阻1产生的热积累会导致压敏电阻1的温度升高。第二热保护元件4用于感应压敏电阻1的温度，且在压敏电阻1的温度高于预设温度时，第二热保护元件4会切断报警电路，远程告警端口3用于输出指示报警电路断开的信号。所以报警电路可以检测压敏电阻1是否劣化，以便使用者在压敏电阻1劣化后及时更换压敏电阻1。

本申请提供的光伏应用电涌保护器不仅可以稳定待保护回路的电压，还可以避免引起火灾事故，并且还可以检测压敏电阻1是否劣化，以便使用者在压敏电阻1劣化后及时更换压敏电阻1。

请参考图2，在一些实施例中，远程告警端口3上设有插接孔31，插接孔31用于插接客户端。

在客户端插接于插接孔31时，远程告警端口3、第二热保护元件4和客户端构成闭合回路。在报警电路正常工作时，客户端会检测到经过远程告警端口3的电流；在报警电路断开时，经过远程告警端口3的电流为零。因此客户端可根据经过远程告警端口3的电流的变化，监测压敏电阻1是否劣化。

请参考图1和图3，在一些实施例中，第一热保护元件2和第二热保护元件4为非自复型的热保护元件。

在一些实施例中，第一热保护元件2通过熔断的方式断开保护电路，第二热保护元件4熔断的方式断开报警电路。即，在压敏电阻1劣化后，压敏电阻1变成永久导通状态，此时压敏电阻1温度将持续升高，第一热保护元件2的温度也会持续升高，当第一热保护元件2的温度高于预设温度时，第一热保护元件2会熔断，以断开保护电路，使得压敏电阻1的温度不再升高，从而避免压敏电阻1的温度过高引起火灾事故；在压敏电阻1的温度升高至高于预设温度时，第二热保护元件4会熔断，以断开报警电路，使得告警端口可输出指示报警电路断开的信号。

在一具体实施例中，第一热保护元件2为温度保险管，温度保险管中具有温度保险丝；第二热保护元件4中也具有温度保险丝，当压敏电阻1的温度高于预设温度时，温度保险丝的温度升高至熔断，保护电路和报警电路均会断开。

在一些实施例中，第一热保护元件2和第二热保护元件4为自复型的热保护元件。自复型的热保护元件包括双金属片和触头，初始状态下，双金属片与触头接触，从而使得保护电路和报警电路构成导通的回路。

需要说明的是，双金属片由两片不同膨胀系数的金属片压合而成，当双金属片的温度升高时，双金属片会向朝向膨胀系数较小的金属片的方向弯曲。

具体地，当压敏电阻1的温度升高至预设温度时，双金属片受热而弯曲，双金属片与触头不再接触，从而切断保护电路和报警短路。当压敏电阻1的温度降到安全温度时，双金属片恢复原状，且双金属片与触头接触，从而使得保护电路和报警电路恢复导通。

在一些实施例中，光伏应用电涌保护器还包括线路板5，线路板5上设有主线路，压敏电阻1、第一热保护元件2、远程告警端口3和第二热保护元件4均设在线路板5上，主线路用于连接待保护回路，且保护电路通过主线路与待保护回路电连接。

在一些实施例中，线路板5上设有插孔，压敏电阻1、第一热保护元件2、远程告警端口3和第二热保护元件4均插接在插孔内，且压敏电阻1、第一热保护元件2、远程告警端口3和第二热保护元件4焊接在线路板5上。线路板5上还设有连接压敏电阻1和第一热保护元件2的第一分支线路，压敏电阻1和第一热保护元件2通过第一分支线路串联；线路板5上还设有连接远程告警端口3和第二热保护元件4的第二分支线路，远程告警端口3和第二热保护元件4通过第二分支线路串联。

在一些实施例中，主线路、第一分支线路和第二分支线路均为蚀刻在线路板5上的铜线。

请参考图1，在一些实施例中，光伏应用电涌保护器还包括线缆组件，线缆组件包括第一线缆6和第二线缆7，第一线缆6和第二线缆7均与主线路电连接，第一线缆6和第二线缆7均用于连接待保护回路。

通过设置第一线缆6和第二线缆7，便于本申请实施例的光伏应用电涌保护器连接在待保护回路中。

在一具体实施例中，第一线缆6和第二线缆7焊接在线路板5上。

请参考图1，在一些实施例中，线缆组件还包括两个接头8，其中一个接头8与第一线缆6远离线路板5的一端电连接，另外一个接头8与第二线缆7远离线路板5的一端电连接，接头8用于插接于待保护的回路中。

通过上述设置，便于本申请实施例的光伏应用电涌保护器插接在待保护回路中。

在一具体实施例中，接头8为光伏连接器接头8。

请参考图1，在一些实施例中，线缆组件还包括接地线缆9，接地线缆9用于接地，且保护电路与接地线缆9电连接。

通过设置接地线缆9，并且保护电路与接地线缆9电连接，便于保护电路接地。

在一些实施例中，线缆组件还包括冷压端子10，冷压端子10与接地线缆9远离线路板5的一端电连接。

需要说明的是，冷压端子10是一种稳定可靠、使用方便的电缆连接方式。在恶劣的环境下，如高温、潮湿、腐蚀等情况下，冷压端子10也能够保持良好的连接状态。

本申请实施例，通过使用冷压端子10不仅可以提高生产效率，还可以减少维修和更换成本。

需要说明的是，在压敏电阻1的温度高于预设温度时，远程告警端口3需要及时输出指示报警电路断开的信号，从而可以及时提醒使用者检查或更换压敏电阻1，则需要第二热保护元件4在压敏电阻1的温度高于预设温度时及时响应并切断报警电路。因此需要第二热保护元件4靠近压敏电阻1，才可以提高第二热保护元件4对压敏电阻1温度的敏感度。

请参考图2，在一些实施例中，第二热保护元件4包括引脚41和主体件42，主体件42贴合于压敏电阻1的表面，引脚41一端与主体件42电性连接，引脚41的另一端插接于线路板5。

通过上述设置，使得第二热保护元件4能够更加敏感地感应压敏电阻1的温度。

请参考图2，在一具体实施例中，引脚41位于压敏电阻1的一侧，且引脚41位于弯折设置，使得主体件42能够贴合在压敏电阻1远离线路板5的表面。

通过上述设置，可以增加主体件42和压敏电阻1的接触面积，从而使得第二热保护元件4能够更加敏感地感应压敏电阻1的温度。

请参考图1和图2，在一些实施例中，光伏应用电涌保护器还包括壳体11，壳体11内设有容置腔111，压敏电阻1、第一热保护元件2、远程告警端口3、第二热保护元件4和线路板5均设在容置腔111内。

通过设置壳体11，可以防止灰尘，雨水等接触压敏电阻1、第一热保护元件2、远程告警端口3、第二热保护元件4和线路板5，从而防止压敏电阻1、第一热保护元件2、远程告警端口3、第二热保护元件4和线路板5损坏，从而延长压敏电阻1、第一热保护元件2、远程告警端口3、第二热保护元件4和线路板5的使用寿命。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参考前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏应用电涌保护器，其特征在于，包括：

保护电路，包括串联的压敏电阻和第一热保护元件，所述保护电路的输入端用于与待保护回路连接，所述保护电路的输出端用于接地，在所述压敏电阻劣化后，所述第一热保护元件会切断所述保护电路；

报警电路，包括串联的远程告警端口和第二热保护元件，所述报警电路的输入端和输出端均用于连接客户端，所述第二热保护元件用于感应所述压敏电阻的温度，在所述压敏电阻的温度高于预设温度时，所述第二热保护元件能够切断所述报警电路，且所述远程告警端口能够输出指示所述报警电路断开的信号。

2.根据权利要求1所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述第一热保护元件通过熔断的方式断开所述保护电路，所述第二热保护元件熔断的方式断开所述报警电路。

3.根据权利要求1所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述光伏应用电涌保护器还包括线路板，所述线路板上设有主线路，所述压敏电阻、所述第一热保护元件、所述远程告警端口和所述第二热保护元件均设在所述线路板上，所述主线路用于连接所述待保护回路，且所述保护电路通过所述主线路与所述待保护回路电连接。

4.根据权利要求3所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述光伏应用电涌保护器还包括线缆组件，所述线缆组件包括第一线缆和第二线缆，所述第一线缆和所述第二线缆均与所述主线路电连接，所述第一线缆和所述第二线缆均用于连接所述待保护回路。

5.根据权利要求4所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述线缆组件还包括两个接头，其中一个所述接头与所述第一线缆远离所述线路板的一端电连接，另外一个所述接头与所述第二线缆远离所述线路板的一端电连接，所述接头用于插接于所述待保护的回路中。

6.根据权利要求4所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述线缆组件还包括接地线缆，所述接地线缆用于接地，且所述保护电路与所述接地线缆电连接。

7.根据权利要求6所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述线缆组件还包括冷压端子，所述冷压端子与所述接地线缆远离所述线路板的一端电连接。

8.根据权利要求3至7任一项所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述第二热保护元件包括引脚和主体件，所述主体件贴合于所述压敏电阻的表面，所述引脚一端与所述主体件电性连接，所述引脚的另一端插接于所述线路板。

9.根据权利要求3至7中任意一项所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述光伏应用电涌保护器还包括壳体，所述壳体内设有容置腔，所述压敏电阻、所述第一热保护元件、所述远程告警端口、所述第二热保护元件和所述线路板均设在所述容置腔内。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的光伏应用电涌保护器，其特征在于，所述远程告警端口上设有插接孔，所述插接孔用于插接所述客户端。