[实用新型]一种突波泄放器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种突波泄放器，具体涉及一种能有效提升电子设备使用安全性的突波泄放器。

背景技术

目前，随着各种微电子技术的高度发展，电子设备的设计愈来愈精密，因此，为使这些电子设备能正常运作，且避免流经其电路的突波导致这些电子设备损坏，一直是相关业者致力研发的重要课题之一。

一般情况下，突波也可称为高电压(流)脉冲，依其来源可区分为电路外部产生的突波和电路内部产生的突波，其中，电路外部产生的突波多半是因在电路周围发生打雷，或电路直接遭到雷击所致，因此又称为雷突波(lightning surge)；电路内部产生的突波，则多半是在电路内电子开关切换动作中所伴随产生的突波，因此又称为切换突波(switching surge)。

如前所述，若电子设备中设置了继电器(relay)、电子开关(switch)或螺管线圈(solenoid)等控制组件，则在电子设备运作的过程中，这些控制组件势必会进行大量的关闭及导通状态的切换动作，因此很容易产生大量的突波，进而对电子设备的电路产生影响，并造成电子设备误动作。为解决前述问题，传统上，相关电子设备的厂商会在这些电子设备的供电线路上设置一突波泄放器，以便能在突波产生时，通过该突波泄放器形成一放电路径，将突波导引至线路的一接地端，进而能保护电子设备不会因突波而受到损害。

传统上，金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistor，简称MOV)是一种用于制作突波泄放器的介电材料。最常见的MOV是由氧化锌颗粒与少量其它金属氧化物或聚合物混合烧结而成的多晶半导体陶瓷组件，在这些MOV内部，氧化锌颗粒与邻近氧化锌颗粒的其它氧化物的交界处，会形成晶界层并发生二极管效应。由于MOV中包含有极大量且杂乱的氧化锌颗粒，因此，整个MOV相当于大量背向相连的二极管的集合体。在低电压的状态下，仅有少部分的微小逆向漏电电流会通过MOV，然而，在遇到高电压时，则会发生击穿效应(punch-through effect)，使得高电压的大电流能通过MOV。MOV之所以被广泛地应用于制作突波泄放器的介电材料，即因为其具有在低电压时电阻高、高电压时电阻低的非线性电流-电压特性曲线。

虽然，利用氧化锌颗粒晶界层间所产生的非线性电流-电压特性，将MOV应用于制作突波泄放器，确实能达成突波泄放的目的。然而，经发明人的长期研究及观察后，发现传统的突波泄放器在设计上仍存在诸多待改进的缺陷。首先，由于传统突波泄放器的导线与MOV的间是呈“线接触”的连接关系，因此，在有限的固接面积下，MOV与导线间的相互固接处，单位面积所要承受的电压与电流极高，极易发生崩裂；再者，由于MOV的单位面积所要承受的电压与电流极高，较强的瞬时过电压通过MOV时可能使电阻体上产生穿孔，导致更大的电流瞬间通过并产生高热而起火，发生所谓“瞬时过电压破坏”；此外，研究结果表明，MOV多次受到大电流冲击时，即便没有发生瞬间的崩裂或直接起火，过高的温度也会加速MOV老化过程，使MOV逐步发生低阻线性化现象，并产生若干薄弱点，使得漏电流恶性增加且集中流入薄弱点，将薄弱点材料融化形成短路孔，此时，若再有较大的电流灌入短路点，则会产生高热而起火。

由此可知，传统突波泄放器的设计在相对较高电压的电流(如：切换突波)多次通过后，或是极大电压的电流(如：雷突波)通过后，皆可能使导线或MOV片造成不可恢复的损伤。因此，MOV本身不仅会在使用的过程中快速老化，且MOV与导线间的相互固接处亦可能发生崩裂，而突波泄放的功能消失。

对一般消费者而言，对于越精密、贵重的电子设备，消费者越会注重其防突波功能，以避免因这些电子设备受损，而对消费者带来莫大的损失。据调查，多数消费者皆认为，设置于电子设备的突波泄放器可以对电子设备提供完整的保护。然而，由于传统的突波泄放器具有前述的诸多缺陷，以致于无法长久持续地提供过电压保护。因此，当MOV老化或是MOV与导线间的相互固接处发生崩裂时，传统的突波泄放器便会丧失其突波泄放的功效，所以，在供电线路再次产生前述突波时，便会造成精密及贵重的电子设备严重受损，导致财产上的重大损失；此外，由于传统的突波泄放器的设计，无法避免高热对MOV产生的影响，尚可能导致MOV因高热而起火燃烧，因此可能带来引发火灾的危险。

综上所述，如何设计出一种突波泄放器，使突波泄放器具备能反复泄放突波的特性，以避免传统突波泄放器因MOV崩裂或烧毁而丧失其突波泄放的功效，致使所要保护的电子设备损坏，甚至因MOV烧毁而引发火灾等问题，即成为亟欲探讨的一重要课题。

发明内容