專利名稱：過電壓保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于保護電氣或者電子設(shè)備的過電壓保護器，該過電壓保護器具有外殼、用于導(dǎo)電體的輸入及輸出接頭、分別將一個
輸入接頭與一個輸出接頭相連接的電路(Leitungspfad)、用于在激活的導(dǎo)體之間進行對稱的保護的第一放電器以及用于在單個導(dǎo)體和地電位之間進行非對稱的保護的第二放電器，其中單個的第一放電器分別以其第一接頭與電路相連接并且以其第二接頭與一個共同的連接點相連接，使得單個的第一放電器處于一個共同的基準(zhǔn)電位上并且兩個導(dǎo)體之間的對稱的保護通過兩個彼此串聯(lián)布置的第一放電器來實現(xiàn)。此外，本發(fā)明還涉及一種由至少兩個過電壓保護器構(gòu)成的過電壓保護裝置。
背景技術(shù)：
用在測量、控制和調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的接口比供電系統(tǒng)對過電壓敏感得多。在此，電子元件、尤其晶體管和晶閘管在電氣設(shè)備、裝備和系統(tǒng)中的使用在多大程度上增加，所述敏感性就在多大程度上增加。首先越來越多地在電氣和電子設(shè)備中使用的集成的開關(guān)電路在很大程度上受到瞬間的過電壓的危害。
電氣的電路和電氣的設(shè)備以為其指定的電壓、額定電壓通常無干擾地工作。如果出現(xiàn)過電壓，這一點就不適用。所有高于額定電壓的公差上限的電壓被視為過電壓.屬于過電壓的首先是瞬間的過電壓，所述瞬間的過電壓可能由于大氣放電但也可能由于配電作業(yè)或者能量供應(yīng)網(wǎng)中的短路而出現(xiàn)并且會以電流的、感應(yīng)的或者電容的方式輸入到電子的電路中，為了保護尤其測量、控制及調(diào)節(jié)技術(shù)中的電氣和電子設(shè)備以防止瞬間的過電壓，已經(jīng)開發(fā)了捕集或者說限制過電壓峰值的過電壓保護器。這些過電壓保護器通常就安裝在有待保護的信號輸入端的前面，以便在所述過電壓保護器和所述設(shè)備的信號輸入端之間的傳輸路徑上避免過電壓輸入的危險。
在電氣或電子設(shè)備中，通常單根導(dǎo)線的相對于大地的耐壓強度明顯高于在單根激活的導(dǎo)線之間的耐壓強度。因為除此以外來自地電位的干擾量大多數(shù)比在導(dǎo)線之間所輸入的干擾量更富含能量，所以用于保護電氣或電子設(shè)備的過電壓保護器經(jīng)常具有兩種不同類型的放電器。第一放電器用于在激活的導(dǎo)體之間進行對稱的保護，并且第二放電器用于在單根導(dǎo)線和地電位之間進行非對稱的保護。作為用于對稱的保護的放電器，在此通常使用靈敏保護元件尤其抑制器二極管，所
述抑制器二極管的突出之處在于短暫的處于ps-范圍內(nèi)的響應(yīng)時間以及
低的限制電壓。而作為用于非對稱的保護的放電器則經(jīng)常使用充氣的具有高放電能力的過電壓放電器。
多年來，這樣的用于測量、控制和調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域的過電壓保護器
由申請人在產(chǎn)品名稱"PLUGTRAB"下進行銷售(參照,Phoenix接觸產(chǎn)品說明書"過電壓保護TRABTECH 2007 (tlberspannungsschutzTRABTECH 2007) " ， 60頁及以下數(shù)頁)。公開的過電壓保護器尤其構(gòu)造為二通路或者四通路的設(shè)備，在所述設(shè)備上可以連接兩個或者四個信號導(dǎo)體，從而用所述信號導(dǎo)體僅僅可以在最多四個信號導(dǎo)體之間保證對稱的保護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，如此進一步改進開頭所說明的過電壓保護器，使得其也可以用在具有四個以上的信號導(dǎo)體的信號電路中，并且在此保證可靠地保護所連接的電氣或電子設(shè)備以防止過電壓，尤其保證在導(dǎo)體之間的對稱的保護。
該任務(wù)在開頭所說明的過電壓保護器上通過以下方式得到解決，即第一放電器的第二接頭的共同的連接點與大地之間沒有連接并且與一個可從外殼的外部達到的連接元件相連接，從而過電壓保護器的連接元件能夠與至少一個另外的過電壓保護器的連接元件相連接.按本發(fā)明，用于在激活的導(dǎo)體之間進行對稱的保護的第一放電器的第二接頭的共同的連接點從過電壓保護器中引出，由此存在著這樣的可能性，即通過所述連接元件將共同的連接點與一個或者多個另外的過電壓保
護器的一個相應(yīng)的共同的連接點進行電連接，由此存在著在任意多個信號導(dǎo)體之間保證對稱的保護的可能性。
所述第一放電體尤其可以是抑制器二極管，所述第一放電器有利地僅僅用于在激活的導(dǎo)體之間進行對稱的保護。所述第二放電體尤其可以是充氣的過電壓放電體，所述第二放電體同樣有利地僅僅用于在單個的導(dǎo)體和地電位之間進行非對稱的保護。在激活的導(dǎo)體之間的對稱的靈敏保護與在單個導(dǎo)體和地電位之間的非對稱的低靈敏度保護相分開，由此可以放棄在單根的電路中使用縱向阻抗。
按照按本發(fā)明的過電壓保護器的一種優(yōu)選的設(shè)計方案，與共同的連接點相連接的連接元件具有能夠插入相應(yīng)的觸頭固定座尤其插座觸頭中的插接觸頭尤其觸針或者刀式觸頭。所述連接元件具有插接觸頭，由此可以在沒有耗費時間地布線的情況下特別簡單且快速地實現(xiàn)與所述連接元件以及由此與一個或者多個另外的過電壓保護器的共同的連接點之間的連接。
可以特別簡單地通過以下方式在單個的過電壓保護器的能夠相應(yīng)
地卡接到(aufrasten)支承軌道(Tragschiene )上的連接元件之間實現(xiàn)連接，即在所述支承軌道中布置匯流條(Bus)，其中所述匯流條具有分配給單個的過電壓保護器的耦合件，所述耦合件則分別具有一個用于接納所述連接元件的插接觸頭的插座觸頭。所述匯流條在此可以包括多個能夠彼此插接在一起的耦合件，從而所述匯流條也構(gòu)造為模塊結(jié)構(gòu)。關(guān)于這樣的匯流條或耦合件的具體的設(shè)計方案，參照DE 202006 006 659 Ul。
按照按本發(fā)明的過電壓保護器的一種作為替代方案的設(shè)計方案，所述連接元件具有兩個沿支承軌道縱向指向的彼此相連接的觸頭，其中一個觸頭構(gòu)造為刀式觸頭并且在所述外殼的一側(cè)上突起并且另一個觸頭構(gòu)造為相應(yīng)的觸頭固定座并且在所述外殼的另一側(cè)上突起。在所述連接元件的一種這樣的設(shè)計方案中，可以簡單地通過以下方式在一個過電壓保護器的連接元件與一個第二過電壓保護器的連接元件之間進行電連接，即兩個過電壓保護器彼此相鄰布置并且尤其卡接在支承軌道上。在卡接到所述支承軌道上時，而后自動地在所述一個過電壓保護器的連接元件的刀式觸頭與所述第二過電壓保護器的連接元件的相應(yīng)的觸頭固定座之間進行電連接，方法是將所述刀式觸頭插入所述觸頭固定座中。
如果多個這樣的過電壓保護器彼此相鄰布置，那么單個的連接元件分別是自動構(gòu)建的匯流條的一部分，通過所述匯流條，單個的連接元件以及由此單個的過電壓保護器的第一放電器的第二接頭的相應(yīng)的共同的連接點也彼此進行導(dǎo)電連接。通過所述連接元件的這樣的設(shè)計方案，由此可以以簡單的方式方法通過單個的過電壓保護器的單個的 第一放電器的共同的基準(zhǔn)電位的電連接在任意多個激活的導(dǎo)體之間實 現(xiàn)對稱的保護。
除了單個的過電壓保護器之外，本發(fā)明也涉及一種由至少兩個按 本發(fā)明的過電壓保護器構(gòu)成的過電壓保護裝置。利用這樣的過電壓保 護裝置能夠簡單地通過以下方式在多個信號導(dǎo)體之間實現(xiàn)對稱的保 護，即一個過電壓保護器的與這個過電壓保護器的第一放電體的第二 接頭的共同的連接點相連接的連接元件與另一個過電壓保護器的連接 元件相連接，其中在這個過電壓保護器上所述連接元件也與第一放電 體的第二接頭的共同的連接點相連接。由此利用比如由三個四通路的 過電壓保護器構(gòu)成的過電壓保護裝置可以以簡單的方式和方法在總共 十二個激活的導(dǎo)體之間保證對稱的保護。
除了保證相應(yīng)數(shù)目的導(dǎo)體彼此間的對稱的保護這種可能性之外， 按本發(fā)明的過電壓保護裝置還具有這樣的優(yōu)點，即通過其它的過電壓 保護器的補充可以使所述過電壓保護裝置毫無問題地與不同的要求相
匹配；所述過電壓保護裝置由此能夠通過其模塊化的結(jié)構(gòu)任意擴展。 通過具有相應(yīng)數(shù)目的過電壓保護器的過電壓保護裝置的使用，由此可 以簡單而可靠地保護比如具有任意數(shù)目的導(dǎo)體的電子設(shè)備比如控制裝 置以防止過電壓。
按照一種優(yōu)選的設(shè)計方案，通過布置在支承軌道中的匯流條也在 按本發(fā)明的過電壓保護裝置中使單個的卡接在支承軌道上的過電壓保 護器的單個的連接元件得到電連接.為此，在所述支承軌道中布置了 多個耦合件，所述耦合件在已組裝狀態(tài)中形成一根共同的匯流條，其 中單個的耦合件分別具有一個垂直于支承軌道縱向走向的插座觸頭，
并且所述過電壓保護器的連接元件分別具有一個插接觸頭尤其觸針或 刀式觸頭，所述插接觸頭能夠插入相應(yīng)的插座觸頭中。


詳細(xì)來講，有許多方案來構(gòu)造且改進按本發(fā)明的過電壓保護器或 過電壓保護裝置。為此參照列在權(quán)利要求1和8后面的權(quán)利要求，并 且參照結(jié)合附圖對優(yōu)選的實施例所作的以下說明。其中
圖l是按本發(fā)明的過電壓保護器的第一實施方式的筒化的電路圖， 圖2是按本發(fā)明的過電壓保護器的第二實施方式的簡化的電路圖，圖3是由三個過電壓保護器構(gòu)成的過電壓保護裝置的簡化的電路
圖，
圖4示出多個部分地卡接在支承軌道上的過電壓保護器的實施方
式，
圖5示出按圖4的過電壓保護器的一部分以及具有耦合件的支承 軌道。
具體實施例方式
圖1和2示出了一個過電壓保護器1的配電方面的結(jié)構(gòu)，在圖4 中示出了多個這樣的過電壓保護器1。所述過電壓保護器1具有一個外 殼2，該外殼2通常包括兩個外殼半體，所述外殼半體接納一塊布置在 所述外殼2的內(nèi)部的電路板3連同布置在其上面的電子元件。所述過 電壓保護器1在其兩個端面上具有輸入接頭4和輸出接頭5，所述輸入 接頭4和輸出接頭5優(yōu)選構(gòu)造為螺旋接線夾或者構(gòu)造為拉力彈簧接線 夾并且可以上下或者并排錯移地布置在多個列中。在此，通常將測量、 控制或者調(diào)節(jié)電路的供電線路連接到所述輸入接頭4上，而將有待保 護的電子設(shè)備連接到所述輸出接頭5上。
如可以從圖1和2中看出的一樣，各一個輸入接頭4與一個輸出 接頭5通過電路6進行電連接，其中在圖1中示出了一個二通路的過 電壓保護器1的電路圖并且在圖2中示出了一個四通路的過電壓保護 器1的電路圖。過電壓保護器1的這兩種在圖l和2中示出的實施例的 共同點是，通過作為第一放電器7的抑制器二極管的布置在激活的導(dǎo) 體之間保證對稱的保護。除此以外，所述過電壓保護器1具有與有待 連接的導(dǎo)體的數(shù)目相對應(yīng)的數(shù)目的充氣的過電壓放電器作為第二放電 器8，所述第二放電器8用于在單個的導(dǎo)體和地電位之間進行非對稱的 保護。如可以從圖1和2中看出的一樣，單個的抑制器二極管7分別 以其第一接頭9與一條電路6相連接并且以其第二接頭10與一個共同 的連接點11相連接，使得所述抑制器二極管7的第二接頭10處于一 個共同的基準(zhǔn)電位上。在此通過兩個抑制器二極管7在兩個導(dǎo)體之間 進行對稱的保護，所述抑制器二極管7的連接點是共同的連接點11。
僅僅用在圖1中示出的過電壓保護器1由此僅僅能夠在兩個導(dǎo)體 之間實現(xiàn)對稱的保護，并且僅僅用在圖2中示出的過電壓保護器1僅 僅能夠在四個導(dǎo)體之間實現(xiàn)對稱的保護。按本發(fā)明的過電壓保護器1除了所述輸入接頭4和輸出接頭5之外還具有一個另外的連接元件12， 該連接元件12與所述共同的連接點11相連接并且可以從所述外殼2 的外部來達到，由此一個過電壓保護器1的連接元件12可以與另外一 個過電壓保護器l的連接元件12或者多個另外的過電壓保護器1的連 接元件12相連接，從而存在著在任意數(shù)目的導(dǎo)體之間保證對稱的保護 的可能性。
圖3示出了過電壓保護裝置的原理電路圖，該過電壓保護裝置包 括三個過電壓保護器1,這些過電壓保護器1中其中兩個構(gòu)造為四通路 的過電壓保護器1并且其中一個構(gòu)造為二通路的過電壓保護器1。利用 該過電壓保護裝置，由此能夠以簡單的方式方法在十個導(dǎo)體之間實現(xiàn) 對稱的保護，為此僅僅必須將這三個過電壓保護器1的連接元件12彼 此連接。
圖4示出了多個過電壓保護器1，這些過電壓保護器l中有一些早 已卡接在支承軌道13上，而其它的過電壓保護器1則還沒有卡接或者 回轉(zhuǎn)到所述支承軌道13上。圖5示出了一個這樣的過電壓保護器的一 部分的放大示意圖，其中這里僅僅示出了所述外殼2的插座區(qū)域以及 布置在所述外殼2中的電路板3的一部分。
為進行簡單的尤其無線的電接觸，所述連接元件12具有插接觸頭 14，該插接觸頭14能夠插在一個嚙合在所述支承軌道13中的耦合件 15的相應(yīng)的插座觸頭中。所述連接元件12在此通過構(gòu)造在所述電路板 3上的、這里未示出的導(dǎo)線與所述抑制器二極管7的第二接頭10的共 同的連接點ll相連接。
除所述連接元件12之外，在所述電路板3中還插著四個另外的接 觸元件16并且它們同樣與導(dǎo)線相連接，所述導(dǎo)線在所述過電壓保護器 1卡接到支承軌道13上時同樣與耦合件15中的相應(yīng)的插座觸頭相接 觸。嚙合在支承軌道13中的耦合件15被構(gòu)造成，使得其不僅用于電 接觸所述連接元件12或接觸元件16，而且也能夠與相鄰的同樣嚙合在 支承軌道13中的耦合件15插接在一起，使得彼此相連接的耦合件15 形成共同的用于能量及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮R流條。
在將相應(yīng)數(shù)目的耦合件15布置在所述支承軌道13中時，所迷連 接元件12以及由此單個的過電壓保護器1的抑制器二極管7的第二接 頭10的共同的連接點11簡單地通過以下方式進行電連接，即，單個的過電壓保護器1回轉(zhuǎn)到所述支承軌道13上，其中自動地將所述連接 元件12的插接觸頭14插入到在所述耦合件15中的相應(yīng)的插座觸頭中.
除此以外，通過由單個的耦合件15構(gòu)成的匯流條可以為所有插裝 到耦合件15上的過電壓保護器1進行集中遠(yuǎn)程通信。此外，存在著這 樣的可能性，即通過所述匯流條為單個的過電壓保護器1提供可能必 要的用于在單個的過電壓保護器l中實現(xiàn)的狀態(tài)監(jiān)控的輔助能量。
權(quán)利要求
1.用于保護電氣或電子設(shè)備的過電壓保護器，具有外殼(2)、用于導(dǎo)電體的輸入及輸出接頭(4、5)、分別將一個輸入接頭(4)與一個輸出接頭(5)連接的電路(6)、用于在激活的導(dǎo)體之間進行對稱的保護的第一放電器(7)以及用于在單個導(dǎo)體和地電位之間進行非對稱的保護的第二放電器(8)，其中單個的第一放電器(7)分別以其第一接頭(9)與電路(6)相連接并且以其第二接頭(10)與一個共同的連接點(11)相連接，從而單個的第一放電器(7)處于共同的基準(zhǔn)電位上并且兩個導(dǎo)體之間的對稱的保護通過兩個彼此串聯(lián)布置的第一放電器(7)來實現(xiàn)，其特征在于，所述第一放電器(7)的第二接頭(10)的共同的連接點(11)與大地沒有連接并且與一個可從所述外殼(2)的外部達到的連接元件(12)相連接，從而過電壓保護器(1)的連接元件(12)能夠與另外的過電壓保護器(1)的連接元件(12)相連接。
2. 按權(quán)利要求l所述的過電壓保護器，其特征在于，所述外殼(2) 能夠卡接到支承軌道(13)上。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的過電壓保護器，其特征在于，所述連 接元件(12)具有插接觸頭(14)尤其觸針或刀式觸頭，所述插接觸 頭(14)能夠插入到相應(yīng)的觸頭固定座尤其插座觸頭中。
4. 按權(quán)利要求2和3所述的過電壓保護器，其特征在于，所迷插 接觸頭(14)能夠插入到匯流條的或者匯流條的一部分的布置在所述 支承軌道(13)中的耦合件(15)的插座觸頭中。
5，按權(quán)利要求1或2所述的過電壓保護器，其特征在于，所述連 接元件(12)具有兩個沿支承軌道的縱向指向的彼此相連接的觸頭， 其中一個觸頭構(gòu)造為刀式觸頭并且在所述外殼(2)的一側(cè)上突起，而 另一個觸頭構(gòu)造為相應(yīng)的接觸固定座并且在所述外殼(2)的另一側(cè)上 突起。
6. 按權(quán)利要求1到5中任一項所述的過電壓保護器，其特征在于， 所述笫一放電器(7)構(gòu)造為具有短的響應(yīng)時間及較低的限制電壓的靈 敏保護元件，尤其構(gòu)造為抑制器二極管。
7. 按權(quán)利要求1到6中任一項所述的過電壓保護器，其特征在于，所述第二放電器(8)構(gòu)造為具有高放電能力的保護元件，尤其構(gòu)造為 充氣的過電壓放電器。
8. 按權(quán)利要求6和7所述的過電壓保護器，其特征在于，所述第 一放電器(7)僅僅用于在激活的導(dǎo)體之間進行對稱的保護并且所述第 二放電器(8 )僅僅用于在單個的導(dǎo)體和地電位之間進行非對稱的保護。
9. 由至少兩個按權(quán)利要求1到8中任一項所述的過電壓保護器(1) 構(gòu)成的過電壓保護裝置，其特征在于， 一個過電壓保護器(1)的連接 元件(12)能夠與另外一個過電壓保護器(1)的連接元件(12)相連 接。
10. 按權(quán)利要求9所述的用于卡接到支承軌道(13)上的過電壓 保護裝置，其特征在于，在所述支承軌道(13)中布置了多個在已組 裝狀態(tài)中形成共同的匯流條的耦合件(15),所述耦合件(15)分別 具有一個垂直于支承軌道的縱向走向的插座觸頭并且所述過電壓保護器(1)的連接元件(12)分別具有一個插接觸頭(14)尤其觸針或者 刀式觸頭，從而單個的插接觸頭(14)能夠插入到所述插座觸頭中。
全文摘要
本發(fā)明涉及過電壓保護器，用于保護電氣或電子設(shè)備，具有外殼、導(dǎo)電體的輸入及輸出接頭、將輸入接頭與輸出接頭連接的電路、在激活的導(dǎo)體間進行對稱保護的第一放電器及在單個導(dǎo)體和地電位間進行非對稱保護的第二放電器，第一放電器以其第一接頭與電路連接且以其第二接頭與共同的連接點連接，從而第一放電器處于共同的基準(zhǔn)電位上且兩個導(dǎo)體間對稱的保護通過兩個串聯(lián)的第一放電器實現(xiàn)。過電壓保護器用在具有多個信號導(dǎo)體的信號電路中且保證可靠地保護所連接的電氣或電子設(shè)備，其中第一放電器的第二接頭的共同的連接點與大地未連接且與可從外殼外部達到的連接元件連接，從而一個過電壓保護器的連接元件可與另一個過電壓保護器的連接元件連接。
文檔編號H02H3/20GK101656413SQ20091014182
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者F·韋爾澤爾, G·沃爾夫, J·威爾曼, M·韋特 申請人:菲尼克斯電氣公司