一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器的制造方法
【專利摘要】一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器，包括一介電材料、二導(dǎo)電板及一絕緣包覆體；介電材料為由多晶半導(dǎo)體陶瓷材料制成的一板體，介電材料的兩相對側(cè)面上分別貼覆有一電極；導(dǎo)電板上鄰近其一端的部位以面接觸方式分別貼附至各電極，導(dǎo)電板的另一端作為一接腳，通過接腳電氣連接至電子設(shè)備供電端，導(dǎo)電板的中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積；絕緣包覆體包覆介電材料及導(dǎo)電板，僅使接腳外露在絕緣包覆體外。當(dāng)一極大的瞬間電流繼續(xù)通過突波泄放器而產(chǎn)生極高的溫度時(shí)，導(dǎo)電板的中段部位因該瞬間電流及其所產(chǎn)生的高溫而迅速斷開形成斷路，避免突波泄放器因大電流繼續(xù)通過、持續(xù)累積高溫而起火燃燒，進(jìn)而有效防止電子設(shè)備或其上電子線路、元件發(fā)生毀損。
【專利說明】一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種突波泄放器，尤指一種結(jié)構(gòu)簡單，且能在完全無需增設(shè)額外保險(xiǎn)元件的前提下，仍具備保險(xiǎn)元件特性的一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器，以有效防止突波泄放器因大電流繼續(xù)通過、持續(xù)累積高溫而發(fā)生起火燃燒的危險(xiǎn)。

【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)的電子設(shè)備在運(yùn)作過程中均可能遭遇突波沖擊，而發(fā)生損壞，其中，所謂“突波”亦可稱之為“高電壓(流)脈沖”，且依其產(chǎn)生來源尚可區(qū)分為“電路外部產(chǎn)生的突波”及“電路內(nèi)部產(chǎn)生的突波”兩種，一般而言，“電路外部產(chǎn)生的突波”多半因電子設(shè)備周圍環(huán)境發(fā)生雷擊，或其電路直接遭受雷擊所致，因此，又稱為雷突波(lightning surge);“電路內(nèi)部產(chǎn)生的突波”則多半為電子設(shè)備內(nèi)電子開關(guān)切換作動所伴隨產(chǎn)生的突波，因此，又稱為切換突波(switching surge)。
[0003]現(xiàn)今大多數(shù)電子設(shè)備中均設(shè)置有繼電器(relay)、電子開關(guān)(switch)或螺管線圈(solenoid)等切換控制元件，在該電子設(shè)備的運(yùn)作過程中，切換控制元件勢必會執(zhí)行大量的切換動作，以斷開及導(dǎo)通線路，且因此產(chǎn)生大量突波，進(jìn)而對該電子設(shè)備的運(yùn)作造成負(fù)面影響，如:造成電子設(shè)備誤動作等。為解決前述問題，傳統(tǒng)上，相關(guān)電子設(shè)備的業(yè)者均會在該類電子設(shè)備的供電端上設(shè)置一突波泄放器，以便在產(chǎn)生突波時(shí)，能透過該突波泄放器形成一放電路徑，將該突波導(dǎo)引至一接地端，進(jìn)而保護(hù)該電子設(shè)備不會因該突波而受到損害。
[0004]傳統(tǒng)上,金屬氧化物壓敏電阻(Metal Oxide Varistor,簡稱MOV)是一種用于制作傳統(tǒng)突波泄放器的介電材料，該介電材料一般由氧化鋅顆粒與少量其它金屬氧化物或聚合物混合燒結(jié)而成的多晶半導(dǎo)體陶瓷元件，在該介電材料內(nèi)，由于包含有極大量且雜亂的氧化鋅顆粒，且氧化鋅顆粒與其它氧化物的交界處，會形成晶界層，而發(fā)生二極體效應(yīng)，因此，整個(gè)介電材料相當(dāng)于大量背向相連的二極體的集合體，在低電壓的狀態(tài)下，僅有少部份的微小逆向漏電電流會通過該介電材料，然而，在遇到高電壓時(shí)，則會發(fā)生擊穿效應(yīng)(punch-through effect),使得高電壓的大電流能通過該介電材料,介電材料之所以會被廣泛地應(yīng)用于制作突波泄放器，主要是因其具備低電壓時(shí)高電阻、高電壓時(shí)低電阻的非線性電流-電壓特性。
[0005]雖然，長久以來，前述傳統(tǒng)突波泄放器確實(shí)能達(dá)成泄放突波的目的，然而，經(jīng)發(fā)明人長期研究及觀察后發(fā)現(xiàn)，該類傳統(tǒng)突波泄放器在設(shè)計(jì)上仍存在諸多待改進(jìn)的缺陷。
[0006]請參閱圖1、圖2所示，為市場上最常見的傳統(tǒng)突波泄放器1，該傳統(tǒng)突波泄放器I包括一介電材料10、一第一導(dǎo)線(或?qū)щ姲?120、一第二導(dǎo)線(或?qū)щ姲?121及一絕緣包覆體13 ;其中，該介電材料10是由前述多晶半導(dǎo)體陶瓷材料制成的一板體，介電材料10的兩相對側(cè)面上分別貼覆有一第一電極(electrode) 110及一第二電極111 ;所述第一導(dǎo)線120上鄰近其一端的部位被焊接固定至所述第一電極110，第一導(dǎo)線120的另一端則作為一第一接腳1201，以通過該第一接腳1201電氣連接至一電子設(shè)備的供電端(圖中未示)；該第二導(dǎo)線121上鄰近其一端的部位被焊接固定至第二電極111，第二導(dǎo)線121的另一端則是作為一第二接腳1211，以通過第二接腳1211電氣連接至電子設(shè)備的供電端；絕緣包覆體13包覆在介電材料10、第一導(dǎo)線120及第二導(dǎo)線121上，僅使第一接腳1201及第二接腳1211外露在絕緣包覆體13之外。
[0007]在該傳統(tǒng)突波泄放器I中，所述導(dǎo)線120、121與介電材料10之間呈“線接觸”的連接關(guān)系，因此，在有限的焊接面積下，介電材料10與各導(dǎo)線120、121間的相互固接處必須承受極高的電壓與電流，極易發(fā)生崩裂；再者，由于該介電材料10的單位面積所需承受的電壓與電流亦極高，故，當(dāng)較高的瞬間電壓通過該介電材料10時(shí)，極可能在該介電材料10的電阻體上產(chǎn)生穿孔，導(dǎo)致更大的瞬間電流通過，并因電弧而產(chǎn)生高熱起火；此外，許多研究結(jié)果均顯示，該傳統(tǒng)突波泄放器I在遭受多次大電流沖擊后，即便沒有立即發(fā)生前述瞬間崩裂或起火燃燒的情況，過高的溫度也會加速介電材料10老化，使得介電材料10逐步發(fā)生低阻線性化之現(xiàn)象，而在介電材料10上產(chǎn)生若干脆弱點(diǎn)，故，當(dāng)更高的漏電流發(fā)生頻率增加，且漏電流集中流入至各脆弱點(diǎn)時(shí)，將使各脆弱點(diǎn)的材料融熔形成短路孔，此時(shí)，若后續(xù)的大電流灌入至各短路孔，則必然會產(chǎn)生高熱，進(jìn)而使傳統(tǒng)突波泄放器I起火燃燒。
[0008]有鑒于此，請參閱圖3所示，業(yè)者在將傳統(tǒng)突波泄放器I安裝至一電子設(shè)備2的一供電端Vi時(shí)，均會將其并聯(lián)在該供電端Vi與電子設(shè)備2的電路間，且在其中之一供電接腳上串聯(lián)一保險(xiǎn)元件3 (fuse)，以期在該介電材料10與各導(dǎo)線120、121間的相互固接處發(fā)生崩裂，或介電材料10的電阻體上產(chǎn)生穿孔的情形下，令所述保險(xiǎn)元件3內(nèi)的保險(xiǎn)絲能被瞬間通過的大電流及其所產(chǎn)生的高溫熔斷，成為斷路狀態(tài)，以避免持續(xù)供電而發(fā)生前述起火燃燒的危險(xiǎn)，進(jìn)而確保該電子設(shè)備不致因此而受損。
[0009]因此，增設(shè)保險(xiǎn)元件3不僅會增加制造成本，亦會增加線路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，并占用了電路空間，此亦為相關(guān)電路無法被設(shè)計(jì)成更為輕薄短小的主要原因。針對此，請參閱圖4所示，部分業(yè)者設(shè)想在圖1及圖2所示的傳統(tǒng)突波泄放器I內(nèi)增設(shè)一溫感保險(xiǎn)元件14 (thermal fuse),該溫感保險(xiǎn)元件14的一端141被焊接固定至所述第一電極110上,且連同所述介電材料10、第一導(dǎo)線120及第二導(dǎo)線121均被包覆在絕緣包覆體13內(nèi)，僅使第一接腳1201、第二接腳1211及溫感保險(xiǎn)元件14的另一端142外露在絕緣包覆體13之外，以期在溫感保險(xiǎn)元件14感測到第一電極110的溫度超過一預(yù)定臨界值時(shí)，溫感保險(xiǎn)元件14能成為斷開狀態(tài)，進(jìn)而驅(qū)使所述供電端中止繼續(xù)供電，然而，此設(shè)計(jì)及作法，除無法省略溫感保險(xiǎn)元件14的成本外，亦會增加傳統(tǒng)突波泄放器I本身的體積及其在電路上所占用的空間，且其整體電路尚因需被設(shè)計(jì)成能根據(jù)溫感保險(xiǎn)元件14的斷開，而適時(shí)中止供電，故使得整體電路變得更為復(fù)雜。
[0010]綜上所述可知，如何設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡單且不增加成本的突波泄放器，令其具備除泄放突波的特性外，尚能在完全無需增設(shè)額外保險(xiǎn)元件的前提下，仍具備保險(xiǎn)元件的特性，以在介電材料10與各導(dǎo)線120、121間相互固接處發(fā)生崩裂，或介電材料10的電阻體產(chǎn)生穿孔之情形下，使突波泄放器成為斷路，進(jìn)而有效避免發(fā)生前述起火燃燒的危險(xiǎn)及確保所述電子設(shè)備不致受損，即成為本實(shí)用新型在此亟欲探討的重要課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型所述的目的在于設(shè)計(jì)一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器，能大幅提高突波泄放器的安全性，進(jìn)而有效確保電子設(shè)備在使用上的安全。
[0012]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0013]一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器，包括一介電材料、一第一導(dǎo)電板、一第二導(dǎo)電板及一絕緣包覆體；其中，所述介電材料為由多晶半導(dǎo)體陶瓷材料制成的一板體，所述介電材料的兩相對側(cè)面上分別貼覆有一第一電極及一第二電極；所述第一導(dǎo)電板上鄰近其一端的部位以面接觸方式貼附至所述第一電極，第一導(dǎo)電板的另一端則作為一第一接腳，以通過上述第一接腳電氣連接至一電子設(shè)備的供電端，所述第一導(dǎo)電板上位于其兩端間的一中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積，以在所述中段部位承受一大電流，且其所產(chǎn)生的高溫超過一預(yù)定臨界值時(shí)，所述中段部位能被迅速熔斷，而產(chǎn)生相當(dāng)于保險(xiǎn)絲的作用；所述第二導(dǎo)電板上鄰近其一端的部位以面接觸方式貼附至第二電極，上述第二導(dǎo)電板的另一端則作為一第二接腳，以通過上述第二接腳電氣連接至電子設(shè)備的供電端，第二導(dǎo)電板上位于其兩端間的一中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積，以在所述中段部位承受一大電流，且第二導(dǎo)電板所產(chǎn)生的高溫超過一預(yù)定臨界值時(shí)，所述中段部位能被迅速熔斷，而產(chǎn)生相當(dāng)于保險(xiǎn)絲的作用；所述絕緣包覆體包覆在介電材料、第一導(dǎo)電板及第二導(dǎo)電板上，且包覆第一導(dǎo)電板及第二導(dǎo)電板的中段部位，僅使第一接腳及第二接腳外露在該絕緣包覆體之夕卜。如此，當(dāng)一沖擊電流流經(jīng)突波泄放器，且其高電壓造成導(dǎo)電板上鄰近其一端的部位分別自對應(yīng)電極上崩離，或其高電壓擊穿該介電材料，導(dǎo)致極大的瞬間電流繼續(xù)通過該突波泄放器，而產(chǎn)生極高的溫度時(shí)，各導(dǎo)電板的中段部位能因大電流及其所產(chǎn)生的高溫，而被迅速熔斷，形成斷路狀態(tài)，以避免所述突波泄放器因持續(xù)累積溫度而起火燃燒，進(jìn)而有效防止電子設(shè)備或其上電子線路或元件因此受損。
[0014]進(jìn)一步，所述導(dǎo)電板由導(dǎo)電金屬制成，所述導(dǎo)電金屬可為鋁、銀、錫、鋅或其合金，其熔點(diǎn)系低于銅，其阻抗則高于銅，且能在大電流通過各導(dǎo)電板的中段部位時(shí)，能因所述中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積，而在所述中段部位產(chǎn)生高溫，且使中段部位能因高溫而迅速被熔斷，形成斷路。
[0015]又，各導(dǎo)電板的中段部位開設(shè)有至少一槽孔，所述槽孔貫穿所述中段部位，以使中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積。
[0016]再有，所述槽孔形成在導(dǎo)電板的中段部位內(nèi)，以使該中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積。
[0017]另外，所述槽孔形成在導(dǎo)電板的中段部位的任一側(cè)，以使中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為傳統(tǒng)突波泄放器的分解示意圖；
[0019]圖2為傳統(tǒng)突波泄放器組裝完成后的局部剖面示意圖；
[0020]圖3為傳統(tǒng)突波泄放器的安裝線路示意圖；
[0021]圖4為另一傳統(tǒng)突波泄放器組裝完成后的局部剖面示意圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型第一實(shí)施例組裝完成后的局部剖面示意圖；
[0023]圖6為本實(shí)用新型第二實(shí)施例組裝完成后的局部剖面示意圖。
[0024]圖1?圖4中，1，傳統(tǒng)突波泄放器；10，介電材料；110，第一電極；111，第二電極；120，第一導(dǎo)線；1201，第一接腳；121，第二導(dǎo)線；1211，第二接腳；13，絕緣包覆體；14溫感保險(xiǎn)元件；141，溫感保險(xiǎn)元件一端；142，溫感保險(xiǎn)元件另一端；2，電子設(shè)備；3，保險(xiǎn)元件；Vi，供電段。
[0025]圖5?圖6中，5,突波泄放器；50，介電材料；510，第一電極；520，第一導(dǎo)電板；5201，第一接腳；5202，中段部位；5211，第二接腳；53，絕緣包覆體；A、B，槽孔。

【具體實(shí)施方式】
[0026]為便于對本實(shí)用新型目的、技術(shù)特征及其功效做更進(jìn)一步的認(rèn)識與了解，舉實(shí)施例配合附圖，詳細(xì)說明如下:
[0027]參見圖5，本實(shí)用新型提供一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器，該突波泄放器應(yīng)用至一電子設(shè)備供電端，，在本實(shí)用新型的第一較佳實(shí)施例中，所述突波泄放器5包括一介電材料50、一第一導(dǎo)電板520、一第二導(dǎo)電板(圖中未不)及一絕緣包覆體53 ;其中,所述介電材料50為由多晶半導(dǎo)體陶瓷材料制成的一板體，該介電材料50的兩相對側(cè)面上分別貼覆有一第一電極510及一第二電極(圖中未不)；所述第一導(dǎo)電板520上鄰近其一端的部位以面接觸方式貼附至第一電極510,第一導(dǎo)電板520的另一端則作為一第一接腳5201,以通過該第一接腳5201電氣連接至一電子設(shè)備之的供電端(圖中未示)，第一導(dǎo)電板520上位于其兩端間之一的一中段部位5202之的斷面積小于其它部位之的斷面積，以在所述中段部位5202承受一大電流，且其所產(chǎn)生的高溫超過一預(yù)定臨界值時(shí)，該中段部位5202能被熔斷，而產(chǎn)生相當(dāng)于保險(xiǎn)絲的作用；該第二導(dǎo)電板上鄰近其一端之的部位也以面接觸方式貼附至該第二電極，該第二導(dǎo)電板之的另一端則作為一第二接腳5211，以通過該第二接腳5211電氣連接至所述電子設(shè)備之的供電端，該第二導(dǎo)電板上位于其兩端間之一的一中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積，以在所述中段部位承受一大電流，且其所產(chǎn)生的高溫超過一預(yù)定臨界值時(shí)，中段部位能被熔斷，而產(chǎn)生相當(dāng)于保險(xiǎn)絲的作用；絕緣包覆體53包覆在介電材料50、第一導(dǎo)電板520及第二導(dǎo)電板上,且包覆各導(dǎo)電板520的中段部位5202,僅使第一接腳5201及第二接腳5211外露在絕緣包覆體53之外。
[0028]如此，當(dāng)一沖擊電流流經(jīng)突波泄放器5，且其高電壓造成第一導(dǎo)電板520上鄰近其一端的部位自對應(yīng)的第一電極510上崩離,或其高電壓擊穿介電材料50,導(dǎo)致極大瞬間電流繼續(xù)通過突波泄放器5，而產(chǎn)生極高溫度時(shí)，第一導(dǎo)電板520的中段部位5202能因所述極大的瞬間電流或極高的溫度而迅速斷開，形成斷路，以保護(hù)所述電子設(shè)備，避免突波泄放器5因持續(xù)累積溫度而起火燃燒，進(jìn)而有效防止電子設(shè)備或其上電子線路或元件因此受損。
[0029]再請參閱圖5所不,在所述第一較佳實(shí)施例中，第一導(dǎo)電板520 (和/或第二導(dǎo)電板)的中段部位5202開設(shè)有至少一槽孔A，所述槽孔A貫穿中段部位5202，以使中段部位5202的斷面積小于其它部位的斷面積，雖然，在所述第一較佳實(shí)施例中，所述槽孔A形成在第一導(dǎo)電板520 (和/或第二導(dǎo)電板)的中段部位5202內(nèi)。
[0030]但是，本實(shí)用新型并不局限于此，在本實(shí)用新型的第二較佳實(shí)施例中，請參閱圖6所示，槽孔B亦能被形成在第一導(dǎo)電板520 (和/或第二導(dǎo)電板)的中段部位5202的任一偵牝以使中段部位5202的斷面積小于其它部位的斷面積。
[0031]在本實(shí)用新型的前述較佳實(shí)施例中，第一導(dǎo)電板520(和/或該第二導(dǎo)電板)由導(dǎo)電金屬制成，該導(dǎo)電金屬可為鋁、銀、錫、鋅或其合金，其熔點(diǎn)低于銅，其阻抗值則高于銅，以在極大的瞬間電流通過第一導(dǎo)電板520的中段部位5202時(shí)，能因所述中段部位5202的斷面積小于其它部位的斷面積，而在中段部位5202產(chǎn)生高溫，使該中段部位5202能因高溫而迅速被熔斷，形成斷路。
[0032]此外，在本實(shí)用新型的其它較佳實(shí)施例中，第一導(dǎo)電板520 (和/或第二導(dǎo)電板)上鄰近其一端且貼附至第一電極510的部位的表面積，大于第一導(dǎo)電板520上其它部位的表面積，以增加所述第一導(dǎo)電板520與對應(yīng)的第一電極510間的電氣導(dǎo)通面積。
[0033]如此，本實(shí)用新型即能在完全無需增設(shè)額外保險(xiǎn)元件的前提下，利用前述實(shí)施例中構(gòu)造簡單及成本低廉的架構(gòu)，量產(chǎn)制作出兼具保險(xiǎn)功能的突波泄放器，以在各電極510與各導(dǎo)電板520間相互固接處發(fā)生崩裂，或介電材料50的電阻體產(chǎn)生穿孔的情形下，使第一導(dǎo)電板520的中段部位5202能因大電流所產(chǎn)生的高溫而被迅速熔斷，進(jìn)而使突波泄放器5迅速成為斷路狀態(tài)，以避免發(fā)生現(xiàn)有技術(shù)中所述及的起火燃燒的危險(xiǎn)，并確保電子設(shè)備不致因此受損。
[0034]以上所述，僅為本實(shí)用新型的若干較佳實(shí)施例，因此，本實(shí)用新型所主張的權(quán)利范圍并不局限于此，但凡熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人員，依據(jù)本實(shí)用新型所公開的技術(shù)內(nèi)容，可輕易考慮到的等效變化，均應(yīng)屬不脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種具保險(xiǎn)機(jī)制的突波泄放器，其特征在于，包括: 一介電材料，由多晶半導(dǎo)體陶瓷材料制成的一板體，所述介電材料的兩相對側(cè)面上分別貼覆有一電極； 二導(dǎo)電板，導(dǎo)電板上鄰近其一端的部位以面接觸方式分別貼附至所述各電極，所述各導(dǎo)電板的另一端作為一接腳，所述各導(dǎo)電板通過所述接腳電氣連接至一電子設(shè)備的供電端，至少一導(dǎo)電板上位于其兩端間的中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積，以在所述中段部位承受一大電流，且其所產(chǎn)生的高溫超過一預(yù)定臨界值時(shí)，所述中段部位能被熔斷，而產(chǎn)生相當(dāng)于保險(xiǎn)絲的作用；及 一絕緣包覆體，包覆在所述介電材料及導(dǎo)電板上，且包覆各導(dǎo)電板的中段部位，僅使所述接腳外露在絕緣包覆體外。
2.如權(quán)利要求1所述的突波泄放器，其特征在于，所述導(dǎo)電板中段部位上開設(shè)有至少一槽孔，所述槽孔貫穿該中段部位，以使中段部位的斷面積小于其它部位的斷面積。
3.如權(quán)利要求2所述的突波泄放器，其特征在于，所述導(dǎo)電板槽孔形成在所述導(dǎo)電板中段部位內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的突波泄放器，其特征在于，所述導(dǎo)電板槽孔形成在所述導(dǎo)電板中段部位的任一側(cè)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的突波泄放器，其特征在于，所述導(dǎo)電板上鄰近其一端且貼附至所述電極部位的表面積，大于導(dǎo)電板上其它部位的表面積，以增加所述導(dǎo)電板與對應(yīng)電極間的電氣導(dǎo)通面積。
【文檔編號】H02H5/04GK204011334SQ201420243994
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】陳贊棋 申請人:陳贊棋