退耦模块及电涌保护器的制作方法

本发明涉及电涌保护领域，具体涉及一种退耦模块及电涌保护器。

背景技术：

电涌是指在电气系统中产生的瞬时过电压、瞬间过电流，也称为瞬变脉冲电压、瞬态过电、突波等，是一种短暂的电流、电压波动，几乎所有用电设备和器件均会产生电涌现象，同时又受到电涌的危害。为了尽可能避免电涌所带来的损害损失，需要配置可以限制过电压、泄放电涌电流的保护部件，该保护部件能够为用电设备和器件提供安全防护。

现有技术中的电涌保护部件至少存在如下问题：

1、采用放电管(gasdischargetube，gdt)作为电涌保护部件。对于这种方式，放电管在固有放电过程中响应时间较长，故在进入实质性放电阶段前存在较高的放电电压，难以满足具备电压敏感元件的用电设备的防护需求。

2、采用放电管和瞬态二极管(transientvoltagesuppressor，tvs)作为电涌保护部件。放电管和瞬态二极管之间配置一个退耦元件，以便平衡放电管和瞬态二极管的时间响应特性和放电电压，所述退耦元件一般常用电阻或电感等。对于这种方式，一旦退耦元件出现劣化、过载等情况，则很可能会导致电涌保护器信号传输中断以及起火等。

技术实现要素：

本发明针对以上问题的提出，而提供一种具有自保护功能的退耦模块，同时还提供了一种具备该种退耦模块的电涌保护器。

本发明采用的一个技术手段是：提供一种退耦模块，包括：

退耦元件；和

开关部，被配置为对所述退耦元件进行短路或者不进行短路。

本发明采用的另一个技术手段是：提供一种电涌保护器，包括：

瞬态二极管，并联接在第一线路和第二线路之间；

放电管，并联接在第一线路和第二线路之间；和

所述的退耦模块；所述退耦元件一端连接所述瞬态二极管，另一端连接所述放电管。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的退耦模块及电涌保护器，所述退耦模块具有自我保护功能，可以有效避免退耦元件出现劣化、过载等情况时，所导致的电涌保护器信号传输中断以及起火等风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1和图2分别是一个实施例中电涌保护器的电路原理图；

图3、图4和图5是一个实施例中退耦元件处于第一状态时的退耦模块的结构示意图；

图6、图7和图8是一个实施例中退耦元件处于第二状态时的退耦模块的结构示意图；

图9是一个实施例中绝缘部件的结构示意图；

图10是一个实施例中状态指示部的结构示意图；

图11和图12是一个实施例中承载架和状态指示部的结构示意图；

图13是一个实施例中遥信报警部的结构示意图；

图14和图15是一个实施例中电涌保护器的结构示意图。

图中：1、瞬态二极，2、放电管，3、退耦模块，4、承载架，5、外壳，6、接地极，8、第一线路，9、第二线路，10、输入端，11、输出端，31、退耦元件，32、开关部，33、第一导电件，35、遥信报警部，36、电路板，41、支撑件，51、窗口，52、安装面，71、锁板，72、弹簧，311、引脚焊接点，321、导电连接部件，322、绝缘部件，323、弹性元件，324、柔性导线，325、热感应元件，341、第一颜色显示区域，342、状态指示片，343、第二颜色显示区域，351、第一遥信报警端子，352、第二遥信报警端子，321a、固定端，321b、弹性端，322a、绝缘板，322b、开口，322c、连接孔，322d、定位卡扣，342a、定位孔。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种退耦模块3，在一个实施例中，如图1和图2所示，所述退耦模块3可以包括：退耦元件31和开关部32；所述开关部32被配置为对所述退耦元件31进行短路或者不进行短路。所述退耦元件31可以为电阻等，例如金属氧化物电阻、石墨电阻等，所述开关部32可以为具备断开和闭合工作状态的部件。本实施例所述退耦模块3可以在所述退耦元件31出现异常、发生过载、过热、劣化等情况下，对所述退耦元件31进行短路切换，进而实现所述退耦模块3的自我保护功能，能够有效避免电涌保护失效问题，可以防止持续的热产生而导致的火灾风险。所述退耦元件31可以实现带载短路切换和无缝信号传输，从而不会产生线路信号中断，避免对待保护线路信号传输的影响。

在一个实施例中，如图1和图2所示，在所述退耦元件31处于第一状态的情况下，所述开关部32可以对所述退耦元件31不进行短路；在所述退耦元件31处于第二状态的情况下，所述开关部32可以对所述退耦元件31进行短路。所述退耦元件31被配置在所述电涌保护器中，所述第一状态可以指所述退耦元件31处于正常状态，在所述电涌保护器处于正常状态的情况下，所述退耦元件31处于正常状态，所述第二状态可以指所述退耦元件31处于过载状态，在所述电涌保护器处于劣化状态的情况下，所述退耦元件31处于过载状态。则所述退耦元件31处于正常状态时其不被所述开关部32短路，信号流经所述退耦元件31，在所述退耦元件31处于过载状态时其被所述开关部32短路，信号流经所述开关部32，进而完成信号电路的无缝转换，所述退耦元件31由于没有能量的输入而逐渐冷却到环境温度，从而可以避免火灾或信号电气故障等带来的风险。

在一个实施例中，参考图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，所述开关部32可以包括：导电连接部件321和绝缘部件322；所述导电连接部件321可以与所述退耦元件31的第一端电连接，并与所述退耦元件31的第二端电连接或电隔离；所述绝缘部件322可以将所述导电连接部件321与所述退耦元件31的第二端进行电隔离，此时，所述导电连接部件321未将所述退耦元件31进行短路；所述绝缘部件322也可以将所述导电连接部件321与所述退耦元件31的第二端进行电连接，此时，所述导电连接部件321将所述退耦元件31进行短路。进一步地，所述导电连接部件321可以采用弹性金属材料制成，例如，磷青铜、铍青铜，当然也可以选用其他弹性金属材料。为了电连接效果的更加优良，优选地，可以采用镀金或镀镍工艺对所述导电连接部件321进行处理，当然，具备导电特性的其他连接部件均可以作为导电连接部件321。进一步地，所述导电连接部件321可以具备固定端321a和弹性端321b，所述导电连接部件321的固定端321a可以与所述退耦元件31的第一端电连接，所述导电连接部件321的弹性端321b可以与所述退耦元件31的第二端电连接或电隔离。进一步地，所述退耦模块3还可以包括电路板36，用于安装所述退耦元件31，所述导电连接部件321的固定端321a可以锡焊在所述电路板36上，例如所述固定端321a与所述电路板36上的焊盘进行焊接，与所述固定端321a相连接的焊盘通过所述电路板36上的布线与与所述退耦元件31的第一端电连接。

在一个实施例中，参考图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，所述退耦模块3还可以包括：第一导电件33，用于与所述退耦元件31的第二端电连接；在所述退耦元件31处于第一状态的情况下，所述导电连接部件321与所述第一导电件33之间由所述绝缘部件322进行电隔离。

示例性地，进一步地，本实施例所述退耦模块3还可以包括电路板36，用于安装所述退耦元件31；所述第一导电件33可以为所述电路板36上与所述退耦元件31的第二端电连接的布线图形、焊盘等，当然，所述第一导电件33也可以是其他能够与所述退耦元件31的第二端电连接的导电部件。在所述第一导电件33为配置在所述电路板36上的焊盘时，所述第一导电件33可以通过所述电路板36上的布线如铜箔与所述退耦元件31的第二端电连接。进一步地，所述导电连接部件321可以具备固定端321a和弹性端321b，所述导电连接部件321的固定端321a可以与所述退耦元件31的第一端电连接，所述导电连接部件321的弹性端321b可以与所述退耦元件31的第二端电连接或电隔离。在所述退耦元件31处于第一状态时，所述绝缘部件322将所述导电连接部件321的弹性端321b与作为焊盘的第一导电件33绝缘隔离，在所述退耦元件31处于第二状态时，所述绝缘部件322发生位移离开之前进行导电连接部件321和第一导电件33绝缘隔离的位置，所述导电连接部件321的弹性端321b与作为焊盘的第一导电件33直接接触，所述导电连接部件321将所述退耦元件31短路。

在一个实施例中，参考图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，在所述退耦元件31由所述第一状态变化为所述第二状态时，所述绝缘部件322可以发生移动。

在一个实施例中，参考图5、图8和图9所示，在所述退耦元件31由所述第一状态变化为所述第二状态时，所述绝缘部件322可以从所述导电连接部件321与所述第一导电件33之间移走。

在一个实施例中，参考图5、图8和图9所示，所述绝缘部件322可以具有绝缘板322a和开口322b；在所述退耦元件31处于所述第一状态时，所述绝缘板322a置于所述导电连接部件321与所述第一导电件33之间；在所述退耦元件31处于所述第二状态时，所述开口322b置于所述导电连接部件321与所述第一导电件33之间。进一步地，所述绝缘部件322可以采用工程塑料、环氧板、pet等类似绝缘材料来制成。

在一个实施例中，参考图3、图4、图6和图7所示，所述开关部32还可以包括：定位部件和感应部件；所述定位部件与所述绝缘部件322相连接，用于对所述绝缘部件322进行定位；所述感应部件用于感应所述退耦元件31的所处状态并促使所述定位部件改变所述绝缘部件322的位置。

在一个实施例中，参考图3、图4、图6和图7所示，所述定位部件可以包括：第一定位件和第二定位件；所述第一定位件用于向所述绝缘部件322施加第一作用力，并且能够通过调整自身伸缩状态而改变所述第一作用力的大小；所述第二定位件用于向所述绝缘部件322施加第二作用力，所述第二作用力与所述第一作用力的施力方向相反；所述第二定位件能够在所述感应部件的作用下发生形变，进而改变所述第二作用力的大小。

在一个实施例中，参考图3、图6、图7和图9所示，所述第一定位件可以包括一端连接在所述绝缘部件322上的弹性元件323，所述弹性元件323另一端由承载架4固定；所述绝缘部件322上可以设置有用于供所述弹性元件323连接的连接孔322c。所述弹性元件323可以选用拉簧，当然也可以选用能够一端固定，另一端提供拉力的其他弹性元件323。当所述第二定位件松开对所述绝缘部件322的固定后，所述绝缘部件322在作为第一定位件的拉簧作用下实现移动，由对应退耦元件31第一状态即正常工况的位置移至对应退耦元件31第二状态即过载工况的位置。

在一个实施例中，参考图4和图7所示，所述感应部件可以包括：与所述退耦元件31处于热传导接触的热感应元件325；所述热感应元件325在所述退耦元件31处于第一状态时对所述第二定位件进行固定，在所述退耦元件31处于第二状态时不对所述第二定位件进行固定。通过所述热感应元件325可以实现对所述退耦元件31进行热监控和热响应。

在一个实施例中，参考图3、图4、图6和图7所示，所述第二定位件可以包括柔性导线324；所述绝缘部件322上设置有用于供所述柔性导线324穿过的定位卡扣322d；所述热感应元件325包括低温焊锡点。所述热感应元件325与所述退耦元件31存在热传导接触，所述退耦元件31上的热量能够传导给所述热感应元件325。

本实施例具体的热量传导方式以及热感应元件325的具体选择可以有多种，例如，将所述热感应元件325经由热传导部件与所述退耦元件31相接触，或者将所述热感应元件325放置在所述退耦元件31的热量释放区域等，所述热感应元件325能够有效地感应到所述退耦元件31上产生的热量即可，当所述热感应元件325采用低温焊锡点时，所述热感应元件325与所述退耦元件31的热传导接触方式，能够使得在所述退耦元件31处于第二状态时，所述热感应元件325吸收的热量可以使得所述低温焊锡点发生熔化。

本实施例仅对所述热传导接触的方式进行举例说明，例如，所述退耦模块3还可以包括电路板36，用于安装所述退耦元件31。所述电路板36上可以配置用于对所述柔性导线324进行焊接的焊盘，具体地，作为第二定位件的柔性导线324可以一端焊接在所述焊盘上，然后穿过在所述绝缘部件322上设置的定位卡扣322d，再焊接到所述低温焊锡点上。当所述退耦元件31有多个时，相应地，作为热感应元件325的低温焊锡点也可以配置多个，例如，每个退耦元件31对应一个热感应元件325，那么，作为第二定位件的柔性导线324则可以依次焊接到各所述低温焊锡点上，任一所述低温焊锡点发生熔化后，穿过所述定位卡扣322d的柔性导线324均会发生位置变化，进而所述绝缘部件322发生移动。进一步地，所述柔性导线324还可以兼顾信号传输的功能，例如用于传输遥信报警信号等。所述柔性导线324可以为柔性金属丝，例如铜丝、镀锡铜丝、漆包线等具有柔韧性的良好金属导体材料等。

本实施例所述退耦元件31可以焊接在所述电路板36上，所述退耦元件31的引脚焊接点311与所述低温焊锡点可以分别位于所述电路板36的正面和反面且位置对应，即所述退耦元件31的引脚焊接点311与所述低温焊锡点在电路板36正面和反面上采用背靠背设置方式，同时，所述退耦元件31的引脚焊接点311的焊锡熔点高于所述低温焊锡点的焊锡熔点，进而，使得所述退耦元件31产生的热量经由其引脚焊接点311、电路板36充分有效地传导至作为所述热感应元件325的低温焊锡点上，由于所述退耦元件31的引脚焊接点311的焊锡熔点高于所述低温焊锡点的焊锡熔点，因此，在所述低温焊锡点发生熔化时，所述退耦元件31的引脚焊接点311不会出现熔化。所述电路板36的厚度可以在0.2mm～1.2mm。所述热感应元件325在所述退耦元件31处于第一状态时对所述第二定位件进行固定，例如，可以直接将作为第二定位件的柔性导线324焊接在作为热感应元件325的低温焊锡点上，在所述退耦元件31处于第一状态时，由于所述低温焊锡点未发生熔化，因此，作为第二定位件的柔性导线324被固定，在所述退耦元件31处于第二状态时，由于此时所述低温焊锡点吸收了所述退耦元件31的热量后发生熔化，则作为第二定位件的柔性导线324被松开固定。

在所述退耦元件31处于第一状态的情况下，作为第二定位件的柔性导线324在受力于第一定位件的绝缘部件322、作为热感应元件325的低温焊锡点的作用下处于绷紧情况，在所述退耦元件31处于第二状态的情况下，作为第二定位件的柔性导线324失去所述热感应元件325的约束后处于松动情况，进而释放所述绝缘部件322。

在一个实施例中，参考图10、图11和图12所示，所述退耦模块3还可以包括：状态指示部，用于对所述退耦元件31所处状态进行指示；在所述退耦元件31处于第一状态时，所述状态指示部显示第一颜色，在所述退耦元件31处于第二状态时，所述状态指示部显示第二颜色。优选地，所述第一颜色可以为绿色，所述第二颜色可以为红色。

在一个实施例中，参考图10、图11和图12所示，所述状态指示部可以包括：第一颜色显示区域341和状态指示片342；所述第一颜色显示区域341设置在承载架4侧壁上，用于显示第一颜色；所述状态指示片342上具有第二颜色显示区域343，所述第二颜色显示区域343用于显示第二颜色；在所述绝缘部件322发生移动的情况下，所述状态指示片342移动并将所述第一颜色显示区域341覆盖。当所述退耦元件31有多个时，任一退耦元件31处于第二状态时，均可以驱动所述状态指示片342的变换。

示例性地，参考图10所示，进一步地，所述状态指示片342上开设有定位孔342a，参考图11和图12所示，所述承载架4上设置有与所述定位孔342a适配连接的支撑件41，所述状态指示片342利用所述定位孔342a和所述支撑件41实现可移动的连接至所述承载架4上。参考图6所示，所述状态指示片342与所述绝缘部件322接触设置，在所述绝缘部件322发生移动后，所述状态指示片342被所述绝缘部件322顶住，进而克服所述承载架4的弹力发生位移而将所述第一颜色显示区域341覆盖。进一步地，所述定位孔342a可以为圆形孔或矩形孔。进一步地，所述状态指示片342可以采用柔性线路板、pet(涤纶树脂)柔性材料等制作。通过本实施例可以实现为所述退耦元件31、以及其可应用的电涌保护器配置带有劣化指示功能的短路切换模块，进而能够对所述退耦模块3的工作状况进行准确监控。

在一个实施例中，参考图1、图2和图13所示，所述退耦模块3还可以包括：遥信报警部35，用于在所述退耦元件31处于第二状态时进行遥信报警。本实施例可以实现所述退耦模块3的远程报警功能。参考图1和图2所示，所述遥信报警部35可以为与所述开关部32相连接的报警开关，所述报警开关在所述退耦元件31处于第一状态时是闭合的，在所述退耦元件31处于第二状态时是断开的。所述退耦模块3可以包括多个退耦元件31，任一退耦元件31出现异常均可以进行遥信报警。参考图13所示，示出了所述报警开关的两个遥信报警端子，分别为第一遥信报警端子351和第二遥信报警端子352。

在一个实施例中，参考图1、图2、图5和图8所示，所述退耦元件31可以有2个，每个所述退耦元件31对应有一个导电连接部件321，各所述退耦元件31的导电连接部件321共用一个所述绝缘部件322。每个所述退耦元件31可以对应有一个热感应元件325，各所述退耦元件31可以共用一个第一定位件和一个第二定位件。具体地，例如，任一所述退耦元件31发生过载情况时，产生的热量可以经由各自的热感应元件325传导给同一第二定位件，所述热感应元件325受热后解除对所述第二定位件的固定，所述第二定位件变得松动，进一步释放作为中间转换媒介的所述绝缘部件322的位移限制。即当退耦元件31存在多个时，它们可以共用一套第一定位件、第二定位件和绝缘部件322，针对每个退耦元件31分别配置相应的导电连接部件321和热感应元件325即可。

参考图1所示，所述退耦模块3应用在一路待保护线路中，所述一路待保护线路包括第一线路8和第二线路9，所述退耦模块3包括2个退耦元件31，分别置于第一线路8和第二线路9中，置于第一线路8中的退耦元件31两端分别连接放电管2的第一端和瞬态二极管1的第一端，置于第二线路9中的退耦元件31两端分别连接放电管2的第二端和瞬态二极管1的第二端。与退耦元件31的数量对应，相应地，导电连接部件321也有2个。

参考图2所示，所述退耦模块3也可以应用在两路待保护线路中，当然，所述退耦模块3还可以应用在两路以上的待保护线路中，实际应用时根据用户需要进行所述退耦模块3的配置即可。

本发明还提供了一种电涌保护器，在一个实施例中，参考图1至图15所示，所述电涌保护器可以包括：瞬态二极管1、放电管2、以及上述任一实施例所述的退耦模块3；所述瞬态二极管1并联接在第一线路8和第二线路9之间；所述放电管2并联接在第一线路8和第二线路9之间；所述退耦元件31一端连接所述瞬态二极管1，另一端连接所述放电管2。本实施例所述放电管2构成粗保护单元，所述瞬态二极管1构成精细保护单元，所述放电管2、瞬态二极管1和退耦模块3共同构成粗保护单元和精细保护单元相结合的电涌防护结构。本实施例所述瞬态二极管1还可以采用瞬态二极管1与二极管的组合来替代。所述放电管2可以采用三极放电管2。所述第一线路8和所述第二线路9可以为信号传输线路，例如，所述第一线路8可以为信号输入线路，所述第二线路9可以为信号输出线路。

本实施例所述电涌保护器可以应用于存在电涌保护需求的线路，例如信号传输线路、其他存在信号保护需求的线路等。所述电涌保护器各组成部分可以集成为整体式结构，安装至信号线路、用电设备和器件等以提供良好的安全防护。

在一个实施例中，参考图1至图15所示，所述电涌保护器还可以包括：承载架4和外壳5，所述承载架4用于承载所述瞬态二极管1、所述放电管2和所述退耦模块3；所述外壳5用于容置所述电涌保护器；所述外壳5上开设有窗口51。所述窗口51可以用于显示对所述退耦元件31所处状态进行指示的颜色，例如，将设置在承载架4侧壁上的第一颜色显示区域341或设置在状态指示片342上的第二颜色显示区域343露出。在所述退耦元件31由第一状态进入第二状态时，所述窗口51示出的颜色由第一颜色切换为第二颜色，例如从绿色显示变成红色显示，从而实现劣化指示告警，便于判断退耦元件31的工作状态。

本实施例容置在所述外壳5内的电涌保护器可以为至少1个，当电涌保护器有多个时，它们可以在外壳5内分列排布。每个电涌保护器可以配置一个输入端10和一个输出端11，用于与存在电涌保护需求的线路连接，进一步地，所述输入端10和所述输出端11可以采用弹簧72连接技术的pushin接线方式作为接线端子，以便接线快速完成，节省安装和维护成本。

在一个实施例中，参考图14和图15所示，所述外壳5具有安装面52；所述电涌保护器还可以包括：接地极6和可拆连接结构，所述接地极6设置在所述安装面52上；所述可拆连接结构设置在所述安装面52上，用于安装所述电涌保护器。进一步地，所述可拆连接结构包括：锁板71和与所述锁板71相连接的弹簧72。进一步地，通过所述可拆连接结构可以与外部滑动轨道接合和安装，具体地，所述锁板71可在弹簧72弹力下锁住所述外部滑动轨道；所述外部滑动轨道可以为th35型导轨，也可以是其他类型导轨。所述接地极6用于整个电涌保护器的接地，可以采用弹性材料制成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。