專利名稱：一體型漏電斷路器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及漏電斷路器，特別是涉及一體化漏電檢出裝置及映像變流器的小型漏電斷路器及其制造方法。
背景技術(shù)：
漏電斷路器為在電設(shè)備的金屬外盒、金屬外殼等金屬部分因漏電或絕緣被破壞的情況下，如果所產(chǎn)生的接地電流超過一定值，則在指定的工作時(shí)間內(nèi)阻斷電設(shè)備的電路的裝置，主要設(shè)置在鍋爐、冷熱水器、焊接器、住宅用配電盤、空調(diào)、工業(yè)用電設(shè)備等，防止漏電所導(dǎo)致的火災(zāi)、觸電事故、設(shè)備故障等現(xiàn)象。
普通的漏電斷路器包括映像變流器、漏電檢出部及阻斷裝置，圖1為漏電斷路器的概略結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示，漏電斷路器包括在環(huán)狀鐵心上卷饒2線圈而形成的映像變流器10；接收映像變流器10的兩個(gè)線圈所產(chǎn)生的磁通量所產(chǎn)生的電流之差，以確認(rèn)是否有漏電的漏電檢出部12；及漏電檢出部12檢出漏電情況時(shí)，防止電源流到連接有漏電斷路器的電設(shè)備的斷路器14。
當(dāng)連接有漏電斷路器的電設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，流入到映像變流器10的線(line)電流、接地電流和從映像變流器10流出的線電流及接地電流都相等，因此斷路器14處于閑置狀態(tài)，但一旦發(fā)生接地事故，則通過映像變流器10的流入/流出電流發(fā)生與接地事故電流值相等程度的變化，漏電檢出部12則檢出該電流差而使斷路器14動作，防止電源流入到電設(shè)備。
圖2為普通漏電斷路器的具體電路圖。
如圖所示，漏電斷路器包括同時(shí)貫通由電設(shè)備輸出的線電流及接地電流，以感應(yīng)線電流及接地電流之差的映像變流器10；與映像變流器10的第1及第2線圈連接，接收第1線圈及第2線圈受到磁通量的影響而產(chǎn)生的電流差，以判斷是否有漏電情況的作為漏電檢出部的控制部12；電設(shè)備發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，根據(jù)控制部12的控制而運(yùn)行的開關(guān)16；發(fā)生漏電時(shí)，利用開關(guān)16向跳閘線圈(TC)輸入電壓，并根據(jù)跳閘線圈(TC)的磁力來關(guān)閉(off)的斷路器14。
除了映像變流器10，該漏電斷路器還包括控制部12；開關(guān)16；用于將電設(shè)備輸出的交流電流變換為直流電流的橋式二極管(bridge diode)18等能動部件；及電阻部件(R1、R2、R3)、電容部件(C1、C2、C3、C4、C5)等手動部件，因此，電路的大小變大，漏電斷路器的小型化受到一定的限制。
也就是說，映像變流器和電子控制電路各自獨(dú)立制作，因此，其大小和體積的縮小受到很多限制，特別是漏電斷路器裸露設(shè)置在外部環(huán)境(氣象變化等)，因此，如果為了保護(hù)漏電斷路器不受到外部環(huán)境的影響，設(shè)置一個(gè)外殼，則其體積會更加變大。
并且，為了調(diào)解映像變流器的特性和電子控制電路的特性，需執(zhí)行特殊的調(diào)解過程，因此生產(chǎn)性被降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種小型的漏電斷路器，將漏電檢出裝置以裸芯片(bare chip)狀態(tài)制作于小型印刷電路板上，調(diào)解裸芯片狀態(tài)的漏電檢出裝置的特性和將適用該檢出裝置的映像變流器的特性后，將漏電檢出裝置和映像變流器連接結(jié)合而設(shè)置在一個(gè)殼體內(nèi)，以解決上述缺點(diǎn)及問題點(diǎn)。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于，通過將映像變流器和漏電檢出裝置進(jìn)行一體化，避免受到外部的影像，從而可以防止出現(xiàn)誤操作，可消除漏電斷路器的安裝空間上的限制。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種漏電斷路器，其特點(diǎn)在于，包括本體；設(shè)置于該本體上的映像變流器；與該映像變流器相隔一定距離設(shè)置的插槽；設(shè)置于該插槽中且包括電源輸入端、接地端及第1及第2線圈連接端，根據(jù)該映像變流器輸出的電流量之差確認(rèn)有無漏電情況，發(fā)生漏電時(shí)向外部輸出電源供應(yīng)阻斷信號的漏電檢出裝置；以及與該本體連接的殼體，該本體還包括有延長連接有該映像變流器的第1及第2線圈，并各自與該第1及第2線圈連接端接觸的第1及第2接觸部；及將該電源輸入端及接地端裸露于外部所需的第1及第2槽。
如上所述，本發(fā)明可以通過半導(dǎo)體組裝工藝制造小型、薄膜的漏電檢出裝置，并將該漏電檢出裝置與映像變流器設(shè)置在一個(gè)外殼內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)漏電斷路器的小型化，因此漏電斷路器的安裝不受到空間上的限制。
并且，同時(shí)對漏電檢出裝置和映像變流器進(jìn)行測試，可減少誤差，提高漏電感應(yīng)特性，從而可降低生產(chǎn)成本，簡化工藝過程。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本法明的具體實(shí)施例。


圖1為普通漏電斷路器的概略示意圖；圖2為普通漏電斷路器的具體電路視示意圖；圖3a至圖3g為本發(fā)明中漏電檢出裝置及其制造過程示意圖；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的一體型漏電斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a及5b為本發(fā)明另一實(shí)施例的一體型漏電斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中漏電檢出裝置一體型映像變流器制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖3a至3g為用于說明本發(fā)明中漏電檢出裝置及其制造方法的過程示意圖。
為了一體形成映像變流器和漏電檢出裝置，本發(fā)明以裸芯片狀態(tài)制作包含于漏電檢出裝置上的電子電路，并設(shè)置于印刷電路板上。從而，除了映像變流器，印刷電路板上設(shè)置有圖2線路圖上的所有電子電路，為了縮小電路，手動部件包含于控制部上。并且，印刷電路板上設(shè)置有包括手動部件的控制部、橋式二極管等交流-直流變換器及開關(guān)。
請參閱圖3a至3g，其中，圖3a是為了設(shè)置裸芯片而在基板上印刷電路的狀態(tài)示意圖，圖3b為在圖3a中的印刷電路板上完成鍍金的狀態(tài)示意圖。
完成電路印刷及鍍金后，如圖3c所示，設(shè)置裸芯片，執(zhí)行粘著工序，圖3d為粘著工序完畢后的狀態(tài)示意圖。
之后，為了防止裝置的變形及破損，保障可信度，執(zhí)行固化(curing)工序，通過引線接合執(zhí)行部件之間的連接(圖3e)。然后，為了確認(rèn)漏電檢出裝置是否正常運(yùn)行，執(zhí)行1次測試，測試完畢后進(jìn)行環(huán)氧密封(epoxy)，以實(shí)現(xiàn)部件的絕緣(圖3f)。最后，對密封裝置進(jìn)行固化及2次測試，并進(jìn)行壓縮后，切斷基板而完成漏電檢出裝置(圖3g)。
以上對將漏電檢出裝置制造成一個(gè)芯片的制造過程進(jìn)行了說明，為了在本發(fā)明中適用該漏電檢出裝置，在進(jìn)行引線接合及1次測試后，應(yīng)調(diào)節(jié)漏電檢出裝置和映像變流器的特性，映射(mapping)漏電檢出裝置和映像變流器后進(jìn)行密封。
圖4為用于說明本發(fā)明一實(shí)施例的一體型漏電斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖4中概略地圖示出漏電檢出裝置130的結(jié)構(gòu)，圖示了設(shè)置如圖3e中的裸芯片狀態(tài)的半導(dǎo)體部件后，引線接合的狀態(tài)。
如圖所示，映像變流器和漏電檢出裝置一體形成而構(gòu)成的漏電斷路器，包括本體100，其具有貫通有用于確認(rèn)有無漏電情況的兩根或三根電線的圓柱形電線貫通部300；裝設(shè)在本體100的電線貫通部300，在環(huán)狀鐵心上卷繞倆線圈而構(gòu)成的映像變流器110；與映像變流器110隔著一定距離而設(shè)置的插槽120；設(shè)置在插槽120中的漏電檢出裝置130；延長有映像變流器110的第1及第2線圈的導(dǎo)電型第1及第2線圈連接部150A、150B；第1及第2槽170、180；以及，與本體100連接而構(gòu)成一個(gè)殼體的蓋140。
在這里，漏電檢出裝置130的一面設(shè)置有包括根據(jù)輸入到映像變流器的電流量之差，確認(rèn)漏電情況的控制部；用于運(yùn)行根據(jù)控制部的有無漏電情況的確認(rèn)結(jié)果，驅(qū)動機(jī)械性地控制電源流入電設(shè)備的斷路器的開關(guān)；以及與開關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)交流-直流變換的橋式二極管等交流-直流(AD)變換器的部件，另一面具有絕緣性。并且，漏電檢出裝置130包括用以與映像變流器連接的線圈連接端160A、160B、接收外部電源電壓的連接端190及接地端200，裝設(shè)有部件的一面的各個(gè)端(160A、160B、190、200)上涂覆有導(dǎo)電性物質(zhì)。
將漏電檢出裝置130設(shè)置于插槽120的情況下，延長有第1線圈的第1線圈連接部150A與漏電檢出裝置130的第1線圈連接端160A接觸，延長有第2線圈的第2線圈連接部150B與漏電檢出裝置130的第2線圈連接端160B接觸，使得在映像變流器中發(fā)生的電流值之差輸入到漏電檢出裝置130中。
并且，電源輸入端190及接地端200通過第1槽及第2槽170、180與外部(例如跳閘線圈、斷路器等)連接。為了使電源輸入端190和接地端200與外部設(shè)備接觸，通過第1及第2槽170、180將電源輸入端190及接地端200露于外部，或者在電源輸入端190及接地端200各自通過焊接的方法連接導(dǎo)電性連接端，而該導(dǎo)電性連接端從各個(gè)端190、200一直延長到第1及第2槽170、180外側(cè)。無論適用何種方法，本體100背部的電源輸入端190及接地端200或與該端導(dǎo)電連接的接觸端都裸露于外部。通過第1及第2槽170、180將電源輸入端190及接地端200裸露于外部時(shí)，電源輸入端190及接地端200的長度大于第1及第2線圈連接端160A、160B的長度為佳。
在這里，本體100和殼體140由絕緣物質(zhì)制成，其連接方式可以為擠入固定等各種方式，本體100與殼體140通過此種方式中的一種方式相互結(jié)合。
圖5a及5b為本發(fā)明另一實(shí)施例的一體型漏電斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，漏電檢出裝置220具有與映像變流器類似的形態(tài)。在此種情況下，也利用在漏電檢出裝置220上設(shè)置如圖3e中所示的裸芯片形態(tài)的半導(dǎo)體部件后，引線接合(wire bonding)的狀態(tài)。
一體形成映像變流器和漏電檢出裝置的本發(fā)明另一實(shí)施例中的漏電斷路器如圖示，包括本體210，其具有貫通有用以確認(rèn)有無漏電情況的兩根或三根電線的圓柱形電線貫通部300；套設(shè)于本體210的電線貫通部300上，在環(huán)狀鐵心上卷繞倆線圈而構(gòu)成的映像變流器110；構(gòu)成為與映像變流器110相同大小的環(huán)狀，一面設(shè)置有檢出漏電情況的部件，另一面則具有絕緣性，以該具有絕緣性的另一面與映像變流器110接觸的方式套設(shè)于電線貫通部300的漏電檢出裝置130；延長有映像變流器110的第1及第2線圈的導(dǎo)電型第1及第2線圈連接部150A、150B；第1及第2槽240A、240B；以及，與本體210結(jié)合成為一個(gè)外殼的蓋230。在這里，第1及第2槽240A、240B具有能夠適合將電源輸入端190及接地端200裸露于外部的厚度，可以設(shè)置于殼體230上或者本體210及蓋230上。
為了將映像變流器110及漏電檢出裝置220套設(shè)于電線貫通部300，映像變流器110及漏電檢出裝置220的中心圓的直徑應(yīng)與漏電檢出裝置220的直徑D相比具有一定的余量(margin)α。并且，為了避免映像變流器110和漏電檢出裝置220受到外部影響而變形或者搖動的情況，也可以利用各種連接固定裝置組裝映像變流器110和漏電檢出裝置220，提高穩(wěn)固度。
環(huán)狀漏電檢出裝置220上設(shè)置有根據(jù)輸入到映像變流器上的電流量之差確認(rèn)有無漏電情況的控制部；根據(jù)控制部的漏電情況結(jié)果，驅(qū)動機(jī)械性地控制流入電設(shè)備的電源電流的斷路器的開關(guān)；與該開關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)交流-直流變換的橋式二極管那樣的交流-直流(AD)變換器等部件。并且，漏電檢出裝置220包括用以與映像變流器連接的連接端160A、160B；接收來自外部的電源電壓的電源輸入端190及接地端200，設(shè)置有部件的一面的各個(gè)端(160A、160B、190、200)上涂覆有導(dǎo)電性物質(zhì)，特別是第1及第2線圈連接端160A、160B上的導(dǎo)電性物質(zhì)如圖5b所示，一直涂覆到其背面。
將漏電檢出裝置220的另一面(具有絕緣性的一面)設(shè)置于映像變流器110上，則延長連接有第1線圈的第1線圈連接部150A與漏電檢出裝置130的第1線圈連接端160A接觸，延長連接有第2線圈的第2線圈連接部150B與漏電檢出裝置130的第2線圈連接端160B接觸，使得漏電檢出裝置130接收映像變流器所產(chǎn)生的電流值之差。因?yàn)榈?及第2線圈連接端160A、160B上的導(dǎo)電性物質(zhì)一直延長涂覆到其背面，因此可實(shí)現(xiàn)上述步驟。并且，電源輸入端190及接地端200通過第1槽及第2槽240A、240B與外部(例如跳閘線圈、斷路器等)連接。
本體210與蓋230由絕緣物質(zhì)制成，該本體210與蓋230相互之間通過擠入締結(jié)方式等多種締結(jié)方式中的一種而締結(jié)。
漏電檢出裝置的形狀并不限定在圖4及圖5中的實(shí)施例，只要是可以與映像變流器一體形成而實(shí)現(xiàn)小型化，則可以變形或應(yīng)用為其他形態(tài)。
具有上述結(jié)構(gòu)的漏電斷路器的制造方法如下。
圖6為本發(fā)明中漏電檢出裝置一體型映像變流器的制造方法流程圖。
首先，在為了裝設(shè)裸芯片而提前設(shè)計(jì)在印刷電路板上的設(shè)計(jì)圖印刷電路(S100)，對印刷電路板上的芯片安裝區(qū)域及布線部位進(jìn)行鍍金后，在相應(yīng)位置上安裝裸芯片(S110)。該被安裝的裸芯片包括與映像變流器連接而接收映像變流器輸出的電流值之差，判斷有無漏電情況，并包括漏電檢出裝置運(yùn)行所需的各種手動部件，起到控制部作用的裸芯片；根據(jù)控制部的輸出而被驅(qū)動，用以斷路電設(shè)備的起到開關(guān)部件(例如，半導(dǎo)體閘流管(thyristor))作用的裸芯片；及相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)交流-直流變換的橋式二極管的裸芯片。
之后，執(zhí)行粘著工序及固化步驟(S120)，該固化步驟可避免裝置的變形及破損，并保障可信度，通過引線接合實(shí)現(xiàn)部件之間的連接(S130)。并執(zhí)行1次測試，以確認(rèn)漏電檢出裝置是否正常運(yùn)行(S140)。
映像變流器通過與漏電檢出裝置不同的制作工藝而制成(S200)，連接1次測試結(jié)束的漏電檢出裝置和映像變流器，調(diào)節(jié)特性并進(jìn)行結(jié)合(S300)。結(jié)合完畢后，進(jìn)行密封(epoxy)而實(shí)現(xiàn)部件的絕緣性(S310)，對密封的漏電檢出裝置及映像變流器進(jìn)行固化及2次測試(S320)。
2次測試結(jié)束后，如圖4所示，將結(jié)合的漏電檢出裝置及映像變流器設(shè)置在本體100及插槽120，締結(jié)本體100與蓋140。從而，漏電檢出裝置130的控制部與映像變流器的線圈通過連接端及連接部150A-160A、150B-160B各自連接，而漏電檢出裝置130的電源輸入端190及接地端200裸露于外部。
由上可知，本發(fā)明中的漏電斷路器是在由本體100及蓋140構(gòu)成的外殼內(nèi)一體型地設(shè)置通過組裝映像變流器及半導(dǎo)體而構(gòu)成的小型、薄膜的漏電檢出裝置，從而可實(shí)現(xiàn)漏電斷路器的小型化。
當(dāng)然，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以不經(jīng)過變更本發(fā)明的技術(shù)方案或者必要特征，可直接獲得其他具體實(shí)施形態(tài)。因此，以上事實(shí)例僅為較佳實(shí)施形態(tài)，并不能限定本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的保護(hù)范圍主要呈現(xiàn)于后述的權(quán)利要求中，從權(quán)利要求范圍的意義、范圍及相等概念導(dǎo)出的所有變更或變形的實(shí)施形態(tài)都包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求
1.一種一體型漏電斷路器，其特征在于，包括本體；映像變流器，其設(shè)置于該本體上；插槽，其與該映像變流器相隔一定距離地設(shè)置；漏電檢出裝置，包括設(shè)置于該插槽中且涂覆有導(dǎo)電性物質(zhì)的電源輸入端、接地端及第1及第2線圈連接端，根據(jù)該映像變流器輸出的電流量之差確認(rèn)有無漏電情況，發(fā)生漏電時(shí)向外部輸出電源供應(yīng)切斷信號；以及與該本體連接的蓋，該本體還包括有延長連接有該映像變流器的第1及第2線圈，并各自與該第1及第2線圈連接端接觸的第1及第2接觸部；及將該電源輸入端及接地端裸露于外部所需的第1及第2槽。
2.一種一體型漏電斷路器，其特征在于，包括本體，其具有貫通設(shè)置有兩根或三根電線的圓柱形電線貫通部；映像變流器，其套設(shè)于該本體的電線貫通部；漏電檢出裝置，包括涂覆有導(dǎo)電性物質(zhì)的電源輸入端、接地端、第1及第2線圈連接端，根據(jù)該映像變流器輸出的電流量之差確認(rèn)有無漏電情況，如果發(fā)生漏電情況，則向外部輸出電源供應(yīng)切斷信號，并且外形與該映像變流器的大小相等，而套設(shè)于該本體的電線貫通部，其一面裝設(shè)有用以檢出漏電情況的部件，另一面具有絕緣性，該具有絕緣性的另一面與該映像變流器接觸；以及與該本體連接的蓋，該本體還包括延長連接有該映像變流器的第1及第2線圈，并各自與該第1及第2線圈連接端接觸的第1及第2接觸部；及將該電源輸入端及接地端裸露于外部所需的第1及第2槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體型漏電斷路器，其特征在于，該本體及該蓋由絕緣物質(zhì)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體型漏電斷路器，其特征在于，該電源輸入端通過該第1及第2槽裸露于外部，切斷電設(shè)備斷路器的動作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體型漏電斷路器，其特征在于，該電源輸入端及接地端上分別接觸有導(dǎo)電性連接端，該導(dǎo)電性連接端通過該第1及第2槽裸露于外部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體型漏電斷路器，其特征在于，該第1及第2槽設(shè)置于該蓋上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體型漏電斷路器，其特征在于，該第1及第2槽設(shè)置于本體及蓋上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體型漏電斷路器，其特征在于，該第1及第2線圈連接端上涂覆有絕緣物質(zhì)，并向該具有絕緣性的另一面延長一定長度。
9.一種一體型漏電斷路器的制造方法，其特征在于，在印刷電路板上設(shè)置漏電檢出裝置，并進(jìn)行引線接合的步驟，該漏電檢出裝置包括與映像變流器連接而接收映像變流器輸出的交流電流值之差，以判斷有無漏電情況的作為控制部的裸芯片；依據(jù)該控制部的輸出而運(yùn)行，用于輸出切斷電設(shè)備的信號的作為開關(guān)的裸芯片；及，連接于該開關(guān)與該交流電源之間，作為交流-直流變換器的裸芯片；結(jié)合該漏電檢出裝置與該映像變流器的步驟；密封該結(jié)合了的漏電檢出裝置的步驟；以及將該結(jié)合了的漏電檢出裝置及映像變流器裝設(shè)于具有第1及第2槽的一個(gè)外殼內(nèi)的步驟，該漏電檢出裝置包括電源輸入端、接地端、第1及第2線圈端，該外殼包括延長接觸有該映像變流器的第1及第2線圈的第1及第2線圈連接部，在結(jié)合該漏電檢出裝置和映像變流器的步驟中，該第1及第2線圈連接端和該第1及第2線圈連接部各自接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一體型漏電斷路器的制造方法，其特征在于，將該漏電檢出裝置與映像變流器結(jié)合后，該漏電檢出裝置的電源輸入端及接地端通過該第1及第2槽分別裸露于外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及漏電檢出裝置與映像變流器一體化的小型漏電斷路器及其制造方法。本發(fā)明中的漏電斷路器包括本體；設(shè)置于本體上的映像變流器；與映像變流器相隔一定距離的插槽；含設(shè)置于插槽中涂覆有導(dǎo)電性物質(zhì)的電源輸入端、接地端及第1及第2線圈連接端，根據(jù)該映像變流器輸出的電流量之差確認(rèn)漏電情況，發(fā)生漏電時(shí)向外部輸出電源供應(yīng)切斷信號的漏電檢出裝置；及與本體連接的殼體。本體還有延長連接有映像變流器的第1及第2線圈，并分別與第1及第2線圈連接端接觸的第1及第2接觸部；及將電源輸入端及接地端裸露于外部所需的第1及第2槽。本發(fā)明的漏電斷路器可實(shí)現(xiàn)漏電斷路器的小型化，降低生產(chǎn)成本，簡化工藝過程。
文檔編號H02H3/14GK1700547SQ20051007289
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者柳仁基, 樸利洛 申請人:柳仁基, 樸利洛