TWI440271B - 突波吸收器 - Google Patents

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TWI440271B
TWI440271B TW098145770A TW98145770A TWI440271B TW I440271 B TWI440271 B TW I440271B TW 098145770 A TW098145770 A TW 098145770A TW 98145770 A TW98145770 A TW 98145770A TW I440271 B TWI440271 B TW I440271B
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Description

突波吸收器
本發明係關於一種保護各種儀器免於落雷等所產生之突波的傷害，以防範事故於未然所使用之突波吸收器。
為了防止因異常電壓而導致電子儀器或搭載此儀器之印刷基板的熱損害或起火等破壞，會於電話、傳真機、數據機等用於通信儀器之電子儀器與通信線路之連接部分、電源線、天線或CRT驅動電路等容易受到雷突波或靜電等之異常電壓(突波電壓)電擊之部份連接突波吸收器。
例如日本特開第2003-282216號公報即揭示一種反應良好之習知突波吸收器，其為一種使用具有微間隙突波吸收元件之突波吸收器；突波吸收元件係由以導電性覆膜所覆蓋之圓柱狀絕緣陶瓷構件以及位於該陶瓷構件兩端之一對間隙電極所構成，且該陶瓷構件之周面上形成有所謂的微間隙。所述突波吸收器係為一種將突波吸收元件與放電控制氣體一同收納於玻璃管內，高溫加熱位於圓筒狀之玻璃管兩端且具有導線的密封電極所密封而成之放電型突波吸收器。
同時，日本特許第2745393號公報揭示了一種 放電型突波吸收元件，其係將由棒狀放電基材所形成之複數放電電極間隔一放電間隙相對配置，並與放電氣體一同密封至氣密容器內，而連接至電極基材下端之導線端子則被導出至氣密容器外。此突波吸收元件係為一種在氣密容器內之介電基板表面上與各放電電極相距一微小間隙設置碳線觸發電極之碳觸發線式放電型突波吸收元件。
然而上述習知技術仍具有下列課題有待解決。
日本特開第2003-282216號公報所揭示之微間隙式突波吸收器中，當長波尾時間之電流突波流入時，會有內部元件損害較大之問題。此外，日本特許第2745393號所揭示之碳觸發線式突波吸收器中，必須設置用以形成主要放電之突起狀電極，且必須於突起狀電極之先端塗佈放電助劑以穩定放電開始電壓，具有增加製造成本之問題。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種能夠耐受長波尾時間之突波且不須於電極塗佈放電助劑仍能夠得到穩定的放電開始電壓之突波吸收器。
為解決前述課題，本發明採用以下構成。亦即，本發明之突波吸收器之特徵在於，包含一對相對配置之端子電極以及兩端配置該對端子電極且內部密封有放電控制氣體之絕緣管；其中該對端子電極之 內表面中央部形成有***之凸電極，該凸電極含有高於該端子電極之電子放出能的金屬。
此突波吸收器中，由於一對端子電極之內表面中央部形成有***之凸電極，不但結構簡單而可容易製作，且電場集中於凸電極之***中央部而易於使其放電，並能夠耐受長波尾時間之突波。此外，由於凸電極含有高於端子電極之電子放出能的金屬而無須塗佈放電助劑，放電開始電壓穩定。
此外，本發明之突波吸收器之特徵在於，該凸電極係融化黏著該端子電極與該絕緣管之接合材時透過該端子電極之內表面的表面張力形成凸起狀態而成者。亦即，此突波吸收器中，由於凸電極係融化黏著用之接合材時透過端子電極之內表面的表面張力形成凸起狀態而成者，端子電極與絕緣管黏著的同時，即能夠輕易形成中央部***之凸電極。
進而，本發明之突波吸收器之特徵在於，該凸電極係由含銀接合材所形成。亦即，此突波吸收器中，由於凸電極係由含銀接合材所形成，接合材中的銀具有高電子放出能而可輕易得到穩定的放電開始電壓。
此外，本發明之突波吸收器之特徵在於，該絕緣管之內周面位於該對端子電極之中間部分設置有導電材料所形成之觸發部。亦即，此突波吸收器中， 由於絕緣管之內周面位於一對端子電極之中間部分設置有導電材料所形成之觸發部，透過觸發部之觸發放電而能夠提高相對於脈衝電壓的反應性。
此外，本發明之突波吸收器之特徵在於，該絕緣管為長方體狀陶瓷材料所形成。亦即，此突波吸收器中，由於絕緣管為長方體狀陶瓷材料所形成，相較於玻璃管等具有較高的可靠度，且由於其為晶片形狀或塊狀而容易進行表面安裝。
本發明可達成以下效果。
亦即，根據本發明之突波吸收器，由於一對端子電極之內表面中央部形成有***之凸電極，該凸電極含有高於該端子電極之電子放出能的金屬，故結構簡單且可輕易製作，不但能夠耐受長波尾時間之突波，亦能得到穩定的放電開始電壓。
以下參照第1圖至第3圖說明關於本發明之突波吸收器之一實施態樣。再者，以下說明所使用之各圖式中，為了能夠辨別各構件或形成容易辨別之大小而適當的變更了比例尺寸。
請參照第1圖至第3圖所示，本實施態樣之突波吸收器1包含一對相對配置之端子電極2以及兩端配置一對端子電極2且內部密封有放電控制氣體之絕緣管3。
一對端子電極2之內表面中央部4a形成有***之凸電極4。
該凸電極4係融化黏著該端子電極2與該絕緣管3之接合材5時，透過該端子電極2之內表面的表面張力形成凸起狀態而成者。進而，該凸電極4含有高於該端子電極2之電子放出能的金屬。再者，本實施態樣中，凸電極4係由含銀(Ag)接合材之銀銅(Ag-Cu)接合材所形成。
該絕緣管3係由外形為方柱狀且中空之長方體狀陶瓷材料所形成。此外，絕緣管3之內周面位於一對端子電極2之中間部分設置有導電材料所形成之觸發部6。再者，絕緣管3較佳為陶瓷材料，但亦可採用鉛玻璃等的玻璃管。
該觸發部6係為碳材料所形成之碳觸發部，除了第1圖所示之橢圓膜狀以外亦可形成為線狀。
該端子電極2係為放電電極，其透過接合材5密封於絕緣管3之兩端。
該放電控制氣體係為氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氙(Xe)、六氟化硫(SF6 )、二氧化碳(CO2 )、八氟丙烷(C3 F8 )、乙氟烷(C2 F6 )、四氟甲烷(CF4 )、氫氣(H2 )及這些氣體混合而成之惰性氣體。
製作此突波吸收器1時，先準備內表面形成有 觸發部6之絕緣管3，將絕緣管3內之空氣置換為預設之放電控制氣體(例如氬氣)後，於其接合面及端子電極2之內表面配置有預設厚度之接合材5的狀態下，將端子電極2加壓密封於絕緣管3之兩端並進行加熱。藉此，可熔化接合材5，透過接合密封絕緣管3及端子電極2可得到絕緣管3內密封有放電控制氣體之突波吸收器1。
再者，於上述接合過程中，當融化之接合材5被壓合於絕緣管3端部並擠壓至絕緣管3內的同時，因表面張力而使得中央部4a***而形成凸狀凸電極4並被硬化。再者，雖然接合材5之厚度、材料及加熱條件等可根據絕緣管3之內徑及表面張力所決定的突起程度決定，因表面張力而凸起時係設定為不會形成梯形剖面，而是形成中央部4a***之圓弧狀剖面等凸出狀凸電極4。
亦即，即使單純地使接合材5因表面張力凸起而形成梯形剖面之電極，如果中央部沒有***，由於中央部呈平坦面而無法集中電場，因而無法達到所預期之放電特性。
再者，該接合材5可如上所述與端子電極2分開設置，但亦可事先接合於端子電極2之接合面而形成二層構造再進行融化及接合。
此突波吸收器1中，當過電壓或過電流侵入時， 首先於凸電極4與觸發部6間進行觸發放電，放電進而進展至一對凸電極4間進行放電以吸收突波。
藉此，本實施態樣之突波吸收器1中，由於一對端子電極2之內表面中央部4a形成有***之凸電極4，不但結構簡單而可容易製作，且電場集中於凸電極4之***中央部4a而易於使其放電，並能夠耐受長波尾時間之突波。
此外，由於凸電極4含有高於端子電極2之電子放出能的金屬而無須塗佈放電助劑，放電開始電壓穩定。尤其，由於凸電極4係由含銀接合材5所形成，接合材5中的銀具有高電子放電能而可輕易得到穩定的放電開始電壓。
再者，由於凸電極4係融化黏著用之接合材5時透過端子電極2之內表面的表面張力以形成凸起狀態而成者，能夠於黏合端子電極2與絕緣管3的同時輕易地形成中央部4a***之凸電極4。
此外，由於絕緣管3之內周面位於一對端子電極2之中間部分設置有導電材料所形成之觸發部6，透過觸發部6之觸發放電而能夠提高相對於脈衝電壓的反應性。
此外，由於絕緣管3為長方體狀陶瓷材料所形成，相較於玻璃管等具有較高的可靠度，且由於其 為晶片形狀或塊狀形而容易進行表面安裝。
實施例1
接著，根據基於上述實施態樣所實際製作之實施例來具體說明本發明之突波吸收器的評價結果。
我們測量了本發明實施例1之突波吸收器之衝擊比(脈衝放電開始電壓/直流放電開始電壓)。再者，衝擊比愈接近1反應愈良好。此外，上述脈衝係施加1.2/50、5kV之電壓波形。進而，測量施加10/700微秒、5kV突波時之劣化情形。這些測量結果記載於下列表1。
此外，作為比較例，我們製作了如第4圖所示之習知微間隙式突波吸收器11(比較例1)，其係將形成有複數條微間隙17a之圓柱狀絕緣構件17配置於一對端子電極2間並進行密封，以及如第5圖所示之習知避雷器型突波吸收器21(比較例2)，其係具有一對從端子電極22相對突出之一對凸部電極27且絕緣管3之內表面形成有觸發部6。對這些比較例進行相同評價之結果係一併記載於表1中。
此外，比較例1中，作為碍子的絕緣構件17之直徑為1毫米，並形成有7條50/20微米之微間隙17a。再者，第5圖中僅簡略地顯示4條微間隙17a。
表1
此評價結果中，實施例1之衝擊比為1.2，比較例1之衝擊比為2.0，而比較例2之衝擊比為4。藉此可了解本發明之實施例1相較於比較例1及2具有較小的衝擊比、具有較接近1之值而具有高速反應性。
此外，施加突波後，雖然實施例1及比較例2並未發生劣化，比較例1則發生劣化。
藉此，可知本發明之實施例1具有反應性佳及高突波耐受度的優點。
再者，本發明之技術範圍並不限於上述實施態樣，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。
1、11、21‧‧‧突波吸收器
17‧‧‧絕緣構件
17a‧‧‧微間隙
2、22‧‧‧端子電極
27‧‧‧凸部電極
3‧‧‧絕緣管
4‧‧‧凸電極
4a‧‧‧凸電極之中央部
5‧‧‧接合材
6‧‧‧觸發部
第1圖顯示關於本發明一實施態樣之突波吸收器之剖視圖。
第2圖顯示本實施態樣之突波吸收器之透視圖。
第3圖顯示本實施態樣中，用以說明突波吸收器之製造方法之分解透視圖。
第4圖顯示關於本發明之突波吸收器之習知比較例1之剖視圖。
第5圖顯示關於本發明之突波吸收器之習知比較例2之剖視圖。
1‧‧‧突波吸收器
2‧‧‧端子電極
3‧‧‧絕緣管
4‧‧‧凸電極
4a‧‧‧凸電極之中央部
5‧‧‧接合材
6‧‧‧觸發部

Claims (4)

  1. 一種突波吸收器，包含：一對相對配置之端子電極，分別具有平坦的一內表面；及一絕緣管，兩端配置該對端子電極且內部密封有放電控制氣體；其中，該對端子電極之該內表面中央部形成有***之凸電極，該凸電極係為接合該端子電極與該絕緣管之接合材且含有高於該端子電極之電子放出能的金屬，該凸電極為溶融該接合材時透過該端子電極之該內表面的表面張力形成凸起狀態而成者。
  2. 根據申請專利範圍第1項之突波吸收器，其中該凸電極係由含銀接合材所形成。
  3. 根據申請專利範圍第1項之突波吸收器，其中該絕緣管之內周面位於該對端子電極之中間部分設置有導電材料所形成之觸發部。
  4. 根據申請專利範圍第1項之突波吸收器，其中該絕緣管為長方體狀陶瓷材料所形成。
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