用于過電壓保護器的過載保護的布置的制作方法
【專利說明】用于過電壓保護器的過載保護的布置
[0001] 本發明涉及一種用于過電壓保護器的過載保護的布置，所述過電壓保護器具有至 少一個限壓元件和至少一個電壓開關元件，以及可選擇地具有熔斷器，其中限壓元件被構 造成壓敏電阻并且電壓開關元件被構造成火花間隙，并且這些元件串聯連接，這是專利權 利要求1前序部分的內容。
[0002] 已知在電氣系統中要使用過電壓保護器，以防止遭受未允許的高壓。過電壓保護 器通常具有電壓開關元件和限壓元件，以實現所需的電氣功能。
[0003] 然而，即使是防雷裝置或過電壓保護器，其自身也需要防止遭受可能的過載，例如 由于瞬態過程（如雷擊浪涌或開關浪涌）所引起的過載，但是也可能是由于所謂的暫態過 電壓（TOV)引起的過載。這里可使用外部熔斷器或內部熔斷器。
[0004] 在使用限壓保護元件，例如金屬氧化物壓敏電阻時，需要進行直接保護，原因在于 當限壓保護元件損壞時，其不僅會影響與過電壓保護器在空間上相鄰的組件，而且還存在 完全破壞設備和相應的外圍設備的風險。
[0005] 從DE 10 2008 022 794 Al中已知一種具有短路裝置的電氣保護元件，其由具有 兩個或三個電極的充氣過電壓放電器構成。在過電壓放電器的端部處分別設置有電極。另 外，保護元件還具有熱短路裝置。該熱短路裝置具有夾子，而該夾子則有至少兩個部分。夾 子的第一部分卡在過電壓放電器上。第二部分則至少部分包圍第一部分并且通過可熔元件 與第一部分間隔開。另一方面，第二部分在端部具有短路線夾（KurzschlussbUgel)。該短 路線夾在可熔元件熔化時電連接過電壓放電器的前述電極。
[0006] 在另一種實施形式中，過電壓放電器具有三個電極并且被構造成陶瓷空心體。第 三電極在這里將空心體分離成兩部分。中心電極伸出通過上述凹口，從而使得其直接接觸 可熔元件。
[0007] 可熔元件優選布置成，使得通過該可熔元件將短路線夾與外電極間隔開。當可熔 元件熔化時，夾子壓在過電壓放電器的外電極上并將其連接在一起。當存在具有附加中心 電極的過電壓放電器時，短路線夾將外電極與中心電極連接。
[0008] 通過前述解決方案，雖然可以保護該處的過電壓放電器自身免受過載，但是卻不 能立即實現對具有多個組塊的過電壓保護器內部的限壓元件進行保護。
[0009] 因此，基于前述內容，本發明的任務在于，提出一種經過進一步發展的用于過電壓 保護器的過載保護的布置。所述過電壓保護器具有至少一個限壓元件和至少一個電壓開關 元件，并且設置了熔斷器或與該熔斷器相連。限壓元件優選被構造成壓敏電阻（MOV)并且 電壓開關元件被構造成火花間隙或氣體放電管（GDT)。前述元件與熔斷器串聯連接。
[0010] 根據所述任務，如前所述應該對所有元件進行保護并且在過載時可以切斷過電壓 保護器。在這種情況下，應保護所述布置防止高脈沖電流過載，但是還應確保在未允許地過 度加熱限壓元件時提供保護。
[0011] 本發明的任務通過專利權利要求1的特征組合所述的布置得以實現，其中從屬權 利要求包括至少有利的實施形式和改進形式。
[0012] 因此，從用于過電壓保護器的過載保護的布置出發，所述過電壓保護器具有至少 一個限壓元件和至少一個電壓開關元件，并且所述布置可以另外具有熔斷器。限壓元件優 選被構造成壓敏電阻，并且電壓開關元件優選被構造成火花間隙或氣體放電管。前述這些 元件串聯連接。
[0013] 根據本發明，為了防止未允許的脈沖電流，將串聯連接的限壓元件與形成旁路的 監測火花間隙（Oberwachungsfunkenstrecke )并聯連接。
[0014] 此外，還設置了熱監測裝置，其在有老化效應、未允許的過高電源電壓和/或低能 量周期性的高頻過電壓時，對監測火花間隙和電壓開關元件進行橋接，以便觸發熔斷器以 保護組件。
[0015] 熱監測裝置在結構上與火花間隙相連并具有觸點，所述觸點短接由監測火花間隙 和電壓開關元件的火花間隙所構成的串聯連接。
[0016] 在一種優選的實施形式中，根據本發明的布置在電路板上（例如印刷電路板上） 構造，其中電路板容納限壓元件和電壓開關元件、熔斷器、監測火花間隙和熱監測裝置。
[0017] 如上所述，電壓開關元件被構造成氣體放電管并且限壓元件被構造成壓敏電阻。
[0018] 在本發明的又一種優選實施形式中，將熱監測裝置構造成焊料成型件 (Lotformteil)，其在氣體放電管的熱傳遞區域附近，其中施加彈簧力的線夾通過恪化的成 型件釋放以觸發或引起監測功能。
[0019] 在這方面可替代的解決方案中，一滑塊能夠接觸氣體放電管及其在電路板上的焊 料固定部，該滑塊在焊料固定部被熔化時會觸發或引起橋接功能。
[0020] 同樣，可以在焊料固定部的方向上向滑塊施加預緊力，這例如可借助彈簧來實現。
[0021] 在又一種優選的實施形式中，設置有卷簧（Schlingfeder)，其會產生所需的預緊 力并同時構成橋接的導電部分。
[0022] 在這種情況下，卷簧具有兩個彈簧端部和卷形體，其中第一彈簧端部支承在電路 板上并且第二彈簧端部支承在焊料成型件或滑塊上。
[0023] 卷簧固定在熔斷器上與之導電接觸。卷簧的尺寸優選構造成使得其周向包圍熔斷 器的殼體部分，其中在本例中是以熔斷器的圓柱形結構為基礎。
[0024] 在這方面可能的是，在電路板最窄的安裝空間上直接在限壓元件、電壓開關元件 和熔絲元件附近以實現必需的功能，而不需要額外的安裝空間。
[0025] 下面將借助實施例和附圖對本發明進行更詳細的描述。
[0026] 圖中示出：
[0027] 圖la、lb示出了布置的原理圖，所述布置被用于具有推拉短路線夾的過電壓保護 器的過載保護；
[0028] 圖2a、2b示出了監測裝置結構的原理圖，所述監測裝置具有可拉入或推入短路位 置的元件，以及
[0029] 圖3a至3c示出了過電壓保護器內在印刷電路板上實現的根據本發明的布置的透 視圖，其中為了更好地進行識別沒有示出外殼體部件。
[0030] 在圖la、b和2a、b的描述中，首先以被構造成壓敏電阻的限壓元件H為基礎，該限 壓元件是過電壓保護器的組成部分。壓敏電阻H與傳統的放電火花間隙B串聯連接。該串 聯連接還包括熔斷器I。
[0031] 根據本發明，壓敏電阻H與監測火花間隙A并聯連接，該檢測火花間隙被用于保護 壓敏電阻免于被高脈沖電流損壞。如果壓敏電阻H上的電壓降超過監測火花間隙A的響應 電壓，會觸發所述火花間隙。隨后，電流流過形成的旁路并