[发明专利]堆叠的充气电涌放电器

说明书

技术领域

本发明涉及电涌放电器，其包括堆叠的充气放电器单元。

背景技术

电涌放电器能够在电组件中被用于保护敏感组件电路免于电压或电流电涌（例如附近的雷击）或者其它不希望的放电。

堆叠的充气电涌放电器通常包括被充有气体（例如，诸如惰性气体）的放电器单元。当超过特定的火花放电（spark-over）电压的电压被施加于此类放电器单元时，则放电器单元的电阻率减小，并且放电器单元变成导通的。换句话说，放电器单元被激活。当施加到放电器单元的电压降低低于特定弧电压时，则电阻率再次增加，并且放电器单元再次变成隔离的；放电器单元被去激活。

电涌放电器通常将敏感电路连接到地。然而，如果在激活放电器单元之后敏感电路相对于地电位的电压电平超过放电器单元的弧电压，则放电器单元的电阻率不能增加，并且放电器单元停留在其导通状态。因此，放电器单元可以被堆叠（即，以串联配置来级联）以增加敏感电路的可能的操作电压。

然而，当放电器单元被堆叠时，则整个放电器堆叠在其处变成导通的火花放电电压也增加。结果，可能存在电压电涌，电压电涌将不被导向地并可能损害敏感电路。

为了保持电涌放电器的堆叠的激活电压为低，电涌放电器的每个级（即，每个单独的放电器单元）可以经由电容器电连接到电涌放电器的输入端子。

电容器的电阻率依赖于电流的频谱成分：I=I(t)。对于直流（DC）电流，电阻率无限大，并随着升高的频率而减小为有限电阻率。由于电压电涌包括高频性质，电容器变成导通的。

电容器和放电器单元可以经由焊接触点而连接。然而，由于在焊接步骤期间不同的热电容，把电涌放电器与电容器组装在一起可能是成问题的。

因此，本发明的目的在于提供易于组装的电涌放电器。本发明的另一个目的在于提供具有降低的维护成本的电涌放电器。另外的目的是提供用于制造此类电涌放电器的方法。

因此，提供了根据独立权利要求的电涌放电器和用于制造电涌放电器的方法。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。

发明内容

在一个实施例中，一种电涌放电器包括第一端子、第一节点和第二端子。所述电涌放电器进一步包括两个放电器单元：输入堆叠放电器单元和第一放电器单元。这些放电器单元被级联而形成堆叠的放电器。所述电涌放电器进一步包括第一电容器和第一弹性元件。所述第一节点被布置在第一端子和第二端子之间。所述第一节点可以电连接在输入放电器单元和第一放电器单元之间。所述输入放电器单元电连接在第一端子和第一节点之间。所述第一放电器单元电连接在第一节点和第二端子之间。所述第一电容器电连接在第一端子和第一节点之间。所述弹性元件在第一电容器和第一节点之间建立机械和电连接。

因此，提供了一种电涌放电器，其能够将电流电涌从第一端子导通到第二端子。所述第一端子可以电连接到敏感电路，并且所述第二端子可以电连接到地。对于DC电流，电容器的电阻率无限大，并且电涌放电器的激活电压（即，电涌放电器在其处变成导通的电压）近似为单个放电器单元的激活电压的二倍。

放电器单元可以包括充有气体（例如，惰性气体）的空心体。所述空心体可以包括陶瓷材料。

第一和第二端子可以包括用于将电涌放电器机械连接在外部电路的电路板上的装置。

然而，电容器的电阻率在高频处变为低，从而启动因此相对于输入放电器单元并联电连接的第一放电器单元。因此，与仅包括一个放电器单元的电涌放电器相比，对于电流电涌的激活电压不增加。

由于弹性元件建立第一电容器和第一节点之间的电连接，因此电涌放电器的组装被简化为不需要焊接触点。

此类电涌放电器的另一个优势在于以下事实：电容器能够在不需要断开焊接连接的情况下容易地与节点相分离。例如，如果堆叠或电容器必须被替代，则电容器能够容易地卸下。电容器能够被重连接到新的堆叠，或者堆叠能够被重连接到新的电容器。因此，电涌放电器的维护被改进，并且维护成本降低。

在一个实施例中，电涌放电器进一步包括第一和第二连接元件以及具有第一侧面的电路板。堆叠的放电器单元被布置在用于将电涌放电器与外部电路相连接的连接元件之间。所述连接元件分别电连接到第一和第二端子。电路板被布置在连接元件之间。第一电容器被布置在电路板的第一侧面上。第一弹性元件是将电路板与第一节点机械连接的金属夹。

因此，两个连接元件可以将堆叠保持在相对于电路板的固定位置。这使得金属夹容易以如下方式被布置在堆叠和板之间：即把力施加到放电器堆叠的节点上。两个连接元件可以包括均用于将电涌放电器机械和电连接到外部电路的杆状末端。