專利名稱：無(wú)芯片過(guò)壓吸收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元件、尤其是過(guò)壓吸收器。
即使在浪涌電壓中，漂游波、雜波、靜電干擾等對(duì)最新電子設(shè)備也有很大的不良影響，尤其是高壓脈沖波會(huì)造成電子設(shè)備的半導(dǎo)體器件的誤動(dòng)作，甚至損傷半導(dǎo)體或設(shè)備本身。采用過(guò)壓吸收器可以解決這樣的問(wèn)題。
過(guò)去的過(guò)壓吸收器是制作出一種具有絕緣性微小間隙的放電芯片或放電芯子(コア)、并將其密封在玻璃外殼內(nèi)。例如，三菱材料(マテリアル)株式會(huì)社制造的微間隙過(guò)壓吸收器，是在陶瓷芯子上生長(zhǎng)導(dǎo)電性薄膜，在該芯子的兩端安裝金屬帽型電極，然后用激光去除上述導(dǎo)電性薄膜表面形成窄縫即微小間隙。并且把這樣形成的放電芯片(放電芯子)安裝密封在玻璃管內(nèi)。所以，這種過(guò)去的芯片型過(guò)壓吸收器能根據(jù)上述微間隙(細(xì)縫狀溝槽)來(lái)決定放電電壓。
并且，過(guò)去已知的過(guò)壓吸收器是利用由微小溝槽分隔的導(dǎo)電薄膜來(lái)構(gòu)成的。這種過(guò)壓吸收器的工作電壓很難自由選擇。其適用范圍很有限。為了克服這種缺點(diǎn)，美國(guó)專利第4,727,350號(hào)公報(bào)公開(kāi)了這樣一種過(guò)壓吸收器，它具有由導(dǎo)電膜覆蓋的園筒形管芯，該導(dǎo)電膜具有交叉的微小溝槽，該管芯被密封在玻璃容器內(nèi)。
本專利申請(qǐng)人在特開(kāi)平8-306467中提出了解決上述原有缺點(diǎn)的過(guò)壓吸收器。該過(guò)壓吸收器是把管芯置于被封裝在外殼內(nèi)的一對(duì)電極棒之間，在其周圍的空氣室內(nèi)充入惰性氣體，因此，能夠吸收過(guò)去不能解決的高工作電壓。
然而，上述過(guò)去的過(guò)壓吸收器，都是采用這樣的結(jié)構(gòu)，即為了規(guī)定放電特性，首先要制作放電芯片或放電芯子(管芯)，然后將該芯片或芯子密封到外殼內(nèi)，所以其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且制造工序多，因此不能降低制造成本，尤其近幾年來(lái)為了保護(hù)電子設(shè)備內(nèi)部的元器件或適應(yīng)電源電壓變動(dòng)，必須安裝許多過(guò)壓吸收器。在此情況下，出現(xiàn)的問(wèn)題是由于大量使用過(guò)壓吸收器，造成設(shè)備整體成本提高。
并且，若采用過(guò)去提出的過(guò)壓吸收器則出現(xiàn)以下問(wèn)題即因?yàn)榉烹婋娏魍ㄟ^(guò)管芯流動(dòng)，所以，不能適應(yīng)1萬(wàn)伏等高工作電壓，并且，在吸收過(guò)壓時(shí)大能量的過(guò)電壓不能完全被吸收，其剩余電壓使電路內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)電流(由于剩余電壓而使被保護(hù)的電子設(shè)備中流過(guò)的電流)。另外，還出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，即在過(guò)去的過(guò)壓吸收器中由于管芯技術(shù)指標(biāo)不同而使工作電壓產(chǎn)生誤差。
本發(fā)明是針對(duì)上述存在的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，容易大量生產(chǎn)，而且能適應(yīng)于寬范圍的過(guò)電壓，能承受大過(guò)壓能量的過(guò)壓吸收器。
并且，本發(fā)明還在于能提供這樣一種改進(jìn)的過(guò)壓吸收器；它能按寬范圍的工作電壓來(lái)吸收過(guò)電壓，而且，通過(guò)大幅度降低吸收過(guò)壓時(shí)的抗阻，而在瞬間吸收巨大能量，徹底消除過(guò)去在吸收過(guò)壓后所剩余的電壓、以及由該剩余電壓而產(chǎn)生的持續(xù)電流，進(jìn)一步通過(guò)任意設(shè)計(jì)過(guò)壓吸收器的各個(gè)部分，能夠?qū)Ψ烹婋妷?，放電速度和耐過(guò)壓能量(浪涌電流)進(jìn)行微調(diào)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于把具有引線端子的一對(duì)放電電極按規(guī)定間隔面對(duì)面地布置在外殼內(nèi)，一邊保持該規(guī)定間隔一邊熔化外殼，把外殼的兩端熔焊到電極或引線端子上。
一種無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于具有外殼；在該外殼內(nèi)互相面對(duì)面地布置、分別與引線或端子相連接的一對(duì)放電電極；以及設(shè)置在上述兩個(gè)放電電極之間的空氣室。
在上述空氣室內(nèi)充入清潔干燥空氣、或者清潔干燥空氣和惰性氣體或氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于充入到空氣室內(nèi)的清潔干燥空氣，其濕度為5％以下，其清潔度為99.99％(0.5μmDOP)，比過(guò)濾了普通空氣的清潔度好。
所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于在上述一對(duì)放電電極中至少有一個(gè)放電電極形成與空氣室相接觸的平放電面。
所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于在一對(duì)放電電極中至少在一個(gè)放電電極上設(shè)置了能誘發(fā)向與空氣室相接觸的面上放電的凸部。
本發(fā)明的特征在于在外殼內(nèi)按照規(guī)定間隔面對(duì)面地布置帶有引線端子的一對(duì)放電電極，一邊保持該規(guī)定間隔，一邊熔化外殼，把外殼的兩端熔焊到電極或引線端子上。
所以，若采用本發(fā)明，則能使一對(duì)放電電極在外殼內(nèi)準(zhǔn)確地按規(guī)定間隔保持對(duì)向狀態(tài)，一邊保持這種對(duì)向狀態(tài)，一邊對(duì)外殼加熱，利用該外殼來(lái)熔焊密封電極或引線端子，這樣即可任意選擇兩個(gè)放電電極之間的間隔，并且能很容易地正確調(diào)整間隔。
過(guò)去的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器的類型，例如石冢電子株式會(huì)社制造的氣體管式放電器。這種老式結(jié)構(gòu)是利用玻璃等絕緣體來(lái)使電極保持規(guī)定間隔，按對(duì)向進(jìn)行布置。然而，在這種氣體管式放電器中，對(duì)向電極之間的間隔由絕緣管的長(zhǎng)度來(lái)決定，絕緣管和電極被焊接在一起。但是，在采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，為了獲得不同種類，即不同間隔的對(duì)向電極，必須準(zhǔn)備多種長(zhǎng)度的絕緣管。實(shí)際上，要獲得適用于大范圍放電電壓和大的浪涌電流能量的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器是不可能的。并且，電極間隔取決于絕緣管長(zhǎng)度，所以，即使在由玻璃來(lái)形成絕緣管的情況下，若通過(guò)加熱來(lái)熔敷焊接絕緣管和電極，則關(guān)鍵的電極間隔發(fā)生變化，因而不能采用加熱熔敷焊接方法，而不得不采用絕緣管和電極面對(duì)面熔(焊)接的方法。因此，其缺點(diǎn)是在焊接時(shí)產(chǎn)生的助焊劑等造成空氣室內(nèi)嚴(yán)重污染，實(shí)際上嚴(yán)重影響放電性能。
另一方面，若采用本發(fā)明，則因?yàn)閮蓚€(gè)對(duì)向電極是在不接觸外殼，精密地保持兩者之間的位置的情況下對(duì)外殼加熱進(jìn)行熔敷焊接的，所以，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單準(zhǔn)確而且容易獲得多種電極間隔。
再者，本發(fā)明的特征在于其結(jié)構(gòu)包括外殼、在該外殼內(nèi)互相對(duì)向布置并分別與引線或端子相連接的一對(duì)放電電極、以及設(shè)置在上述兩個(gè)放電電極之間的空氣室，在上述空氣室內(nèi)充入清潔干燥空氣、或者清潔干燥空氣和惰性氣體或氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
所以，若采用本發(fā)明，則能使一對(duì)放電電極保持預(yù)定的空氣間隙封入外殼內(nèi)，向該空氣室內(nèi)充入清潔干燥空氣、或者該清潔干燥空氣和惰性氣體或氮?dú)獾幕旌蠚怏w。因此，其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，對(duì)高范圍的工作電壓的浪涌也能完全適應(yīng)。并且，空氣室內(nèi)絕緣放電時(shí)的氣體電阻顯著降低，因此在浪涌電壓對(duì)氣體擊穿時(shí)能提供極低的動(dòng)作電阻，從而高工作電壓的浪涌電流也能在瞬間被吸收，能有效地防止發(fā)生像過(guò)去那樣的剩余電壓。過(guò)去，單純地在電極之間設(shè)置空氣間隙的過(guò)壓吸收器是上述眾所周知的氣體管式放電器。本發(fā)明是把十分清潔而且干燥的空氣充入空氣室內(nèi)，在面對(duì)面的電極之間以穩(wěn)定的狀態(tài)來(lái)?yè)舸┛諝馐覂?nèi)的絕緣氣體，因此能穩(wěn)定地提供極為有用的過(guò)電壓吸收路徑。
再者，本發(fā)明的特征在于所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器中，充入空氣室內(nèi)的清潔干燥空氣，其濕度為5％以下，其清潔度為99.99％(0.5μmDOP)，是比對(duì)普通空氣進(jìn)行過(guò)濾后的清潔度好。
另外，所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于在上述一對(duì)放電電極中至少有一個(gè)放電電極形成與空氣間隙相接觸的平滑放電面。
本發(fā)明的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器的外殼是利用玻璃或塑料密封的容器。
充入本發(fā)明的空氣室內(nèi)的空氣如上所述不是通常的空氣，而是清潔干燥的空氣，其清潔度為99.99％(0.5μmDOP)，是比過(guò)濾了通?？諝獾那鍧嵍群茫⑶?，干燥度為5％以下的濕度，最好是3％以下。必要時(shí)例如，為了調(diào)整浪涌工作電壓，可以在充入空氣室內(nèi)的空氣中混入其他惰性氣體等。這種混合惰性氣體以采用氬、氖為宜。當(dāng)然也可以采用氮?dú)鈦?lái)代替這種惰性氣體。
上述無(wú)芯片過(guò)壓吸收器也能廣泛應(yīng)用于像大容量高速度計(jì)算機(jī)復(fù)位用的重要構(gòu)成部分這樣非常復(fù)雜的電子線路中。所以能有效地消除計(jì)算機(jī)顯示器或其他電子設(shè)備的頻繁開(kāi)關(guān)操作所產(chǎn)生的電涌峰值的影響。
另外，本發(fā)明的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器也能應(yīng)用于電話機(jī)、收音機(jī)、傳真機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、程控電話交換機(jī)等、與電話線相連接的裝置、或者放大器、收錄音機(jī)、汽車用無(wú)線電設(shè)備、無(wú)線電收發(fā)兩用機(jī)、傳感器信號(hào)線等、與天線、或信號(hào)線相連接的裝置、以及顯示器、監(jiān)視器等需要防止靜電的裝置、家用電器、由計(jì)算機(jī)控制的電子設(shè)備等。并且，也可以作為防止過(guò)電壓裝置使用。也就是說(shuō)，可以說(shuō)本發(fā)明的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器是消除靜電有害影響的有效電子元件。
本發(fā)明的積極效果如上所述，若采用本發(fā)明，則以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)把清潔干燥空氣、或者以該清潔干燥空氣為主的混合氣體充入到外殼內(nèi)的對(duì)面放電電極之間的空氣室內(nèi)，這樣，即可提供壽命長(zhǎng)、承受電流大，能廣泛用于各種電氣設(shè)備內(nèi)的過(guò)壓吸收器。
以下參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明
具體實(shí)施例方式

圖1是涉及本發(fā)明的過(guò)壓吸收器的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖2是在本發(fā)明的放電電極上設(shè)置端子，并在放電電極表面上設(shè)置凸部的另一實(shí)施形態(tài)。
圖3表示在一個(gè)放電電極上設(shè)置凸部的另一實(shí)施形態(tài)。
圖4是在一個(gè)放電電極上設(shè)置園錐形凸部的圖。
圖5是表示一個(gè)放電電極整體呈園錐形狀的圖。
圖6是在兩個(gè)放電電極的表面上分別設(shè)置園錐形凸部的圖。
圖7是在兩個(gè)放電電極的表面上設(shè)置對(duì)向的園錐狀凸部的圖。
圖8是兩個(gè)放電電極分別整體呈園錐形狀的實(shí)施形態(tài)圖。
圖9是兩個(gè)放電電極都具有園錐狀凹部的實(shí)施形態(tài)圖。
圖10是表示兩個(gè)電極具有不同形狀的本發(fā)明實(shí)施形態(tài)圖。
圖11是表示為了能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明把絕緣體粘附在引線電極周圍的狀態(tài)的圖。
圖12是表示在圖11的絕緣體上制作一個(gè)切口，去除引線電極的一部分，形成空氣室的狀態(tài)的圖。
圖13是表示按圖12制成的具有空氣室的絕緣體被密封后的狀態(tài)的本發(fā)明的另一過(guò)壓吸收器實(shí)施形態(tài)14是表示設(shè)置了多個(gè)空氣室的圖13所示實(shí)施形態(tài)的變形例的圖。
圖15是表示本發(fā)明所用原浪涌波形的圖。
圖16是利用本發(fā)明吸收了圖15的浪涌電壓的狀態(tài)的特性圖。
圖1表示本發(fā)明的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器的良好實(shí)施形態(tài)。該無(wú)芯片過(guò)壓吸收器由外殼1(通常是玻璃容器)、放電電極2(例如杜美絲(dumet)電極)、分別與上述放電電極2相連接的2根引線3、或者2根無(wú)引線端子3(參見(jiàn)圖2)、以及上述放電電極之間的空氣室4構(gòu)成。本發(fā)明利用通過(guò)把電能變換成光能而消耗吸收電能的原理。它涉及能有效吸收高壓漂移波和浪涌脈沖的二極管。該過(guò)壓吸收器的反應(yīng)特性從本質(zhì)上看不同于從高亮度到光消失徐徐減弱光線的LED(發(fā)光二極管)和放電管的發(fā)光現(xiàn)象。
如上所述，若采用圖1所示的實(shí)施形態(tài)，則涉及本發(fā)明的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器是在外殼1內(nèi)互相對(duì)面布置的放電電極2之間形成空氣室，當(dāng)在兩個(gè)放電電極2之間施加浪涌電壓時(shí)，空氣室4的絕緣被擊穿，能吸收該浪涌電壓能量。
本發(fā)明的特征從圖1中可以看出沒(méi)有過(guò)去的放電芯片或放電芯子。如上所述，本發(fā)明的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器單是在外殼1內(nèi)對(duì)向布置一對(duì)放電電極2。實(shí)際上，為實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明是在外殼1的內(nèi)部面對(duì)面地布置一對(duì)放電電極2。在通常情況下，一個(gè)放電電極2被插入到設(shè)置在下側(cè)夾具上的孔內(nèi)，同時(shí)外殼落入該孔內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，在此狀態(tài)下選擇放電電極2的外徑使其比外殼1的內(nèi)徑稍大一點(diǎn)點(diǎn)，對(duì)于把放電電極2插入外殼1內(nèi)沒(méi)有任何影響。實(shí)際上，在下模內(nèi)一個(gè)放電電極2和外殼1是直立的。然后，把另一個(gè)放電電極2插入設(shè)置在上模上的孔內(nèi)，這樣由上模和下模定位緊密結(jié)合。在此狀態(tài)下另一個(gè)放電電極2的外徑也比外殼1的內(nèi)徑稍小一點(diǎn)。因此，在上下模密接的狀態(tài)下保持在上模內(nèi)的另一個(gè)放電電極2沿垂直方向落下在與另一個(gè)電極表面相接觸的狀態(tài)下定位。然后，把置于上模內(nèi)的另一放電電極2向上拉，使二者達(dá)到規(guī)定的間隔，保持這一位置。該上拉固定保持機(jī)構(gòu)可采用任意機(jī)構(gòu)，但根據(jù)要求的精度應(yīng)當(dāng)精密控制向上拉的距離。當(dāng)這樣準(zhǔn)備完畢后，兩個(gè)放電電極2之間的間隔就被準(zhǔn)確地調(diào)整到預(yù)先要求的數(shù)值。然后，把上下模置于高溫中，或者預(yù)先在高溫中進(jìn)行上述裝配準(zhǔn)備作業(yè)，放電電極2和外殼1與上下模一起被加熱。通常，在600℃的加熱狀態(tài)下使外殼1熔化，其兩端如圖1所示和兩個(gè)放電電極2牢固地熔焊固定。當(dāng)然，這時(shí)根據(jù)需要外殼1的兩端也可以不是與放電電極2而是與引線端子3焊接。總之，根據(jù)本發(fā)明經(jīng)過(guò)高溫加熱狀態(tài)然后冷卻時(shí)上下的放電電極2在夾具內(nèi)被準(zhǔn)確地定位，這樣在保持電極間隔的狀態(tài)下由外殼1進(jìn)行焊接，所以，可以理解若采用本發(fā)明，則如圖1所示可以達(dá)到非常準(zhǔn)確的放電電極間隔。并且，若采用本發(fā)明，則通過(guò)任意調(diào)節(jié)上下支承的放電電極的保持間隔，可以將該間隔調(diào)整到任一大小。它和過(guò)去的氣體管式放電器不同，能夠非常容易而且準(zhǔn)確地制作出寬范圍的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器。
本發(fā)明另一特征在于充入上述空氣室4內(nèi)的氣體是清潔干燥空氣、或者該清潔干燥空氣和惰性氣體或氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
空氣的清潔度，適宜的是通常清潔度為99.99％(0.5μmDOP)，其是比將通?？諝膺M(jìn)行過(guò)濾后的清潔度好，并且其干燥度保持在5％以下的濕度即可，最好能達(dá)到3％以下。
而且，在本實(shí)施形態(tài)中，使用的空氣是利用日本無(wú)機(jī)株式會(huì)社制造的空氣超凈ULPA過(guò)濾器對(duì)通常的空氣進(jìn)行過(guò)濾，能濾除0.05μm微粒子的99.9999％以上。利用這種清潔干燥空氣能使空氣室4的絕緣擊穿電壓非常穩(wěn)定。也就是說(shuō)，本發(fā)明絕緣擊穿是在兩個(gè)放電電極2之間所加的浪涌電壓超過(guò)規(guī)定工作電壓時(shí)，在圖1中與空氣室4相接觸的表面5的一部分上產(chǎn)生微小的絕緣擊穿的原因，該絕緣擊穿瞬間即發(fā)展到整個(gè)空氣室4。其結(jié)果，若采用本發(fā)明，則清潔干燥空氣的絕緣在極短的時(shí)間內(nèi)即被均勻地?fù)舸?，結(jié)果在兩個(gè)放電電極之間能流過(guò)大的絕緣電流。
如上所述，本發(fā)明的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器是在空氣室4內(nèi)布置對(duì)向放電電極，在放電電極之間沒(méi)有任何絕緣體，所以，能夠消除過(guò)去在放電時(shí)產(chǎn)生的銅分子附著在絕緣體表面上，使實(shí)際放電電極間隔減小等不利現(xiàn)象，能夠提供穩(wěn)定而壽命長(zhǎng)的過(guò)壓吸收器。
若采用本發(fā)明，則這種工作電壓、絕緣電流(浪涌電流)以及工作速度，主要取決于空氣室4的體積、放電電極2之間的間隙長(zhǎng)度、充入氣體的種類以及壓力，通過(guò)改變其中的某些因素，即可獲得任意寬度的浪涌工作電壓的過(guò)壓吸收器。在上述圖1所示的實(shí)施形態(tài)中能夠根據(jù)上述各種因素來(lái)選擇約50～13000伏的工作電壓。下表表示本發(fā)明的放電電極間隔和工作電壓的幾個(gè)代表例子。
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<p>本發(fā)明的特殊效果是利用清潔干燥空氣能顯著提高絕緣擊穿時(shí)空氣室內(nèi)的允許電流密度，這表示清潔干燥空氣在絕緣擊穿時(shí)的電阻低。
所以，若采用本發(fā)明，則可在瞬間就擊穿絕緣，而且，在放電電極2之間能允許的放電電流很大，因此，即使有大的浪涌電壓，也能在瞬間吸收其能量，能夠完全克服過(guò)去那種產(chǎn)生剩余電壓并因而出現(xiàn)一定持續(xù)電流等缺點(diǎn)。在本發(fā)明中，形成外殼1的容器宜采用例如內(nèi)徑0.66mm的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)DO-34型玻璃二極管容器，為適應(yīng)該內(nèi)徑，將兩個(gè)放電電極2插入容器兩端內(nèi)，該放電電極2采用杜美絲(デユメツト)電極，在上述組合狀態(tài)下進(jìn)行加熱，這樣能牢固地密封外殼1和放電電極2。該密封作業(yè)在清潔干燥空氣室內(nèi)進(jìn)行，其結(jié)果使清潔干燥空氣充入空氣室4內(nèi)。當(dāng)然，上述外殼1也可采用其他塑料或收縮塑料。
上述外殼，也可以采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)DO-35型(內(nèi)徑0.76mm)、DO-41型(內(nèi)徑1.53mm)。另外，大容量過(guò)壓吸收器還可以采用外徑3.1mm的玻璃二極管容器。而且，充入空氣室4內(nèi)的清潔干燥空氣中可以混入氬氣、氖氣、氦氣、氮?dú)猓ㄟ^(guò)適當(dāng)調(diào)整這些氣體的混合比例，能任意調(diào)整浪涌電壓、浪涌電流或反應(yīng)速度。
若采用本發(fā)明，則如上所述，在空氣室4內(nèi)充入清潔干燥空氣，因此，在通過(guò)上述數(shù)種因素條件的組合來(lái)改變浪涌特性時(shí)，例如一方面能從50伏到15000伏任意選擇浪涌電壓，另一方面能精密地控制和調(diào)整在各設(shè)定電壓下的動(dòng)作精度，其誤差為10伏左右。這表明由于采用清潔干燥空氣，空氣室4內(nèi)的空氣構(gòu)成分子分布極為均勻，所以，按照預(yù)定的空氣室4的體積、充入氣體的種類或壓力，即可使一旦設(shè)定的浪涌電壓極為穩(wěn)定。
再者，若采用本發(fā)明，則由于采用清潔干燥空氣，所以其絕緣時(shí)的電阻極低，其結(jié)果，可以增大在空氣室4絕緣擊穿時(shí)的允許浪涌電流，即使出現(xiàn)大的浪涌電壓也能夠在瞬間吸收浪涌能量。例如，上述原來(lái)的特開(kāi)平8-306467號(hào)公報(bào)所述，在浪涌電壓為6000伏的情況下，當(dāng)加上10500伏時(shí)，過(guò)壓吸收器中能流過(guò)1050安的浪涌電流。在浪涌電流被吸收后也還剩余4500伏的剩余電壓，其結(jié)果，電路內(nèi)產(chǎn)生450安的持續(xù)電流。在同樣條件下，若采用本發(fā)明的過(guò)壓吸收器，則能使剩余電壓和持續(xù)電流幾乎達(dá)到零。
圖2表示本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)。如上所述，該實(shí)施形態(tài)的特征在于在放電電極2的面向外部的端部上不是設(shè)置引線，而設(shè)置端子3。
并且，若采用第2實(shí)施形態(tài)(圖2)，則在兩個(gè)放電電極2面向空氣室4的表面5上分別設(shè)置了凸部6，當(dāng)加上浪涌電壓時(shí)采用該凸部6很容易引起空氣室4內(nèi)的絕緣擊穿。與該工作電壓不同，絕緣擊穿時(shí)的浪涌電流不應(yīng)當(dāng)取決于這一對(duì)凸部6，如上所述當(dāng)然是主要取決于空氣室4的體積(特別是放電電極的面積)、充入氣體的種類和壓力。
圖3是與圖2類似的實(shí)施形態(tài)，其詳細(xì)說(shuō)明從略。在圖3中，特點(diǎn)是凸部6僅設(shè)置在一個(gè)放電電極2的表面5上。若采用本實(shí)施形態(tài)，則僅利用一側(cè)的凸部6也能使空氣室4內(nèi)的絕緣擊穿，能設(shè)定穩(wěn)定的浪涌電壓。
再者，因?yàn)橛缮鲜鐾共?引起空氣室4內(nèi)的絕緣擊穿，所以，能根據(jù)該凸部6的形狀或與另一個(gè)放電電極2的距離來(lái)決定工作電壓。并且，由一個(gè)電極吸收浪涌電流時(shí)的浪涌電流(承受量)取決于空氣室4的體積。與圖1所示的實(shí)施形態(tài)不同，在圖2的實(shí)施形態(tài)中在浪涌工作電壓較低的情況下也能提供充夠大的浪容電流。
圖4表示圖3的變形例，在圖3中從一個(gè)放電電極2中突出了園柱形狀的凸部6，在圖4中突出了園錐形狀的凸部6。
圖5表示另一種不同形狀的凸部6，一個(gè)放電電極2與空氣室相接觸的表面5本身整體呈園錐形狀，其頂點(diǎn)形成與另一電極最接近的凸部6。若采用這種實(shí)施形態(tài)，則在使凸部6的尖端接近另一側(cè)的放電電極2的情況下也能充分增大空氣室4內(nèi)的體積。其結(jié)果，優(yōu)點(diǎn)是能增大浪涌電流。并且在圖5的實(shí)施形態(tài)中，不同于圖2、3、4，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是凸部6容易加工。圖6、7的實(shí)施形態(tài)是把上述圖3、4的單側(cè)凸部用于兩側(cè)放電電極的實(shí)施形態(tài)，其結(jié)果，一邊充分增大空氣室4的體積，一邊縮小兩個(gè)凸部6的對(duì)面間隙長(zhǎng)度，這樣能獲得低的浪涌工作電壓。
圖8所示的實(shí)施形態(tài)表示把上述圖5的實(shí)施形態(tài)中的單側(cè)園錐形放電電極2布置在兩側(cè)的結(jié)構(gòu)。若采用本實(shí)施形態(tài)，則優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)使兩個(gè)放電電極2的園錐形頂點(diǎn)相接近，能降低浪涌工作電壓，同時(shí)通過(guò)增大空氣室4的體積，能減小過(guò)壓吸收器的靜電電容，并且能增大浪涌電流。
圖9所示的實(shí)施形態(tài)是兩個(gè)放電電極2分別具有園錐形凹部，其結(jié)果，具有使空氣室4幾乎與外部形成光學(xué)屏蔽的效果。也就是說(shuō)，若采用圖9的實(shí)施形態(tài)，則這種形狀能夠消除因外部光而使過(guò)壓吸收器浪涌電壓發(fā)生變化的所謂明暗光變效應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，外部光強(qiáng)時(shí)過(guò)壓吸收器的浪涌電壓呈上升趨勢(shì)，若采用本實(shí)施形態(tài)，則因?yàn)閺耐獠可淙肟諝馐?中的光較少，所以，外部光強(qiáng)時(shí)也能明顯減小過(guò)去的明暗光變效應(yīng)。
圖10表示上述圖5的變形例，若采用該變形例，則兩個(gè)放電電極2中有一個(gè)電極具有凸起的表面形狀，另一個(gè)電極具有與此相對(duì)應(yīng)的凹陷表面形狀。通過(guò)這樣選擇兩個(gè)放電電極2的表面形狀，就能夠任意選擇引起放電的間隙長(zhǎng)度和決定浪涌耐壓的空氣室4的體積。
圖11、12、13表示其他實(shí)施形態(tài)，它能使涉及本發(fā)明的過(guò)壓吸收器制造簡(jiǎn)單。首先，在圖11中，把絕緣體22覆蓋在使引線和電極一體化的引線20的周圍。該絕緣體22宜由塑料和石英粉的混合體形成，其結(jié)果，如圖11所示，絕緣體22被纏繞固定在引線20的周圍。在圖12中用切刀24切入上述絕緣體22的大體中央部位，形成26。其結(jié)果，如圖12的斷面圖所示，絕緣體22的一部分在包括引線20的狀態(tài)下被切割，在引線20的兩端部分分別形成電極部分28，由上述切刀24切入的部分形成本發(fā)明的空氣室30。所以，如圖13所示，用收縮塑料32來(lái)對(duì)已形成空氣室30的絕緣體22的周圍進(jìn)行密封，這樣即可使上述空氣室30完全密封，該密封作業(yè)在清潔干燥空氣內(nèi)進(jìn)行，從而把作為本發(fā)明特征的清潔干燥空氣密封到上述空氣室30內(nèi)。所以利用極簡(jiǎn)單的工序即可很容易地制成無(wú)芯片過(guò)壓吸收器。
圖13的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，上述引線的直徑選擇0.8mm,絕緣體22的外徑選擇4.5mm。
在上述圖13中把收縮塑料用于密封空氣室30，在本發(fā)明中也可把絕緣體22壓入硬質(zhì)塑料管內(nèi)進(jìn)行密封，以取代收縮塑料。
圖14是上述圖13的幾種不同的變形例，在該實(shí)施形態(tài)中，在絕緣體22上設(shè)置兩個(gè)切口、即空氣室30，而且把切入方向設(shè)定為相對(duì)于軸線呈相反方向。
其結(jié)果，能增加絕緣體22的強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)設(shè)定2個(gè)空氣室30能提高浪涌工作電壓。
當(dāng)然，在本發(fā)明中，在絕緣體22上形成的切口、即空氣室30的個(gè)數(shù)能設(shè)定為2以上的任意數(shù)，這樣，能制成對(duì)數(shù)萬(wàn)伏的高浪涌電壓也能有效工作的過(guò)壓吸收器。
圖15表示采用圖1所示的本發(fā)明的良好實(shí)施形態(tài)時(shí)的原浪涌波形，其浪涌電壓為11120伏。另外，圖16表示在圖1本發(fā)明的5000伏過(guò)壓吸收器上施加圖14所示的浪涌電壓時(shí)的放電電壓，在5280伏時(shí)啟動(dòng)浪涌電壓吸收作用，約經(jīng)過(guò)70毫秒電壓大體降到300伏，幾乎沒(méi)有剩余電壓，并且不產(chǎn)生持續(xù)電流。
權(quán)利要求
1．一種無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于把具有引線端子的一對(duì)放電電極按規(guī)定間隔面對(duì)面地布置在外殼內(nèi)，一邊保持該規(guī)定間隔一邊熔化外殼，把外殼的兩端熔焊到電極或引線端子上。
2．一種無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于具有外殼；在該外殼內(nèi)互相面對(duì)面地布置、分別與引線或端子相連接的一對(duì)放電電極；以及設(shè)置在上述兩個(gè)放電電極之間的空氣室，在上述空氣室內(nèi)充入清潔干燥空氣、或者清潔干燥空氣和惰性氣體或氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
3．如權(quán)利要求2所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于充入到空氣室內(nèi)的清潔干燥空氣，其濕度為5％以下，其清潔度為99.99％(0.5μmDOP)，是比過(guò)濾了普通空氣的清潔度要好。
4．如權(quán)利要求2或3所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于在上述一對(duì)放電電極中至少有一個(gè)放電電極形成與空氣室相接觸的平放電面。
5．如權(quán)利要求2或3所述的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器，其特征在于在一對(duì)放電電極中至少在一個(gè)放電電極上設(shè)置了能誘發(fā)向與空氣室相接觸的面上放電的凸部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、浪涌工作電壓范圍寬而且浪涌工作電壓穩(wěn)定的無(wú)芯片過(guò)壓吸收器,該無(wú)芯片過(guò)壓吸收器是一邊保持在外殼內(nèi)面對(duì)面布置的兩個(gè)放電電極之間的間隔,一邊用外殼熔焊固定放電電極而制成的,向空氣室內(nèi)充入清潔而干燥的空氣、或者以該空氣為主的混合氣體。
文檔編號(hào)H01C7/12GK1233870SQ9811711
公開(kāi)日1999年11月3日 申請(qǐng)日期1998年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月27日
發(fā)明者楊炳霖 申請(qǐng)人:楊炳霖