一种小型化路灯防雷器及其电路结构

技术领域

本发明涉及防雷器领域，尤其涉及的是一种小型化路灯防雷器及其电路结构。

背景技术

随着LED的推广应用，包括通讯、消费性电子、汽车、照明、信号灯等，可大体区分为背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等几大领域，LED路灯具有节能、环保、使用寿命长、发出的光线能量集中度很高、响应时间非常快、显色性高，不会对人的眼睛造成伤害等特点。当前，照明能耗约占世界总能耗的20％左右，中国从2003年开始，就已经频频遭遇电力短缺的危机，由此也引发了社会对替代能源和新能源的思考。有统计数据显示，仅LED路灯节能一项，每年就能为中国节省约一座三峡大坝所发的电力。在全球能源危机紧张的今天，LED照明产品的节能优势则预示了其不可撼动的未来行业龙头地位。

由于LED照明路灯安装位置的特殊性，多装在空旷的街道上，其本身也易受到雷电自然灾害的影响，路灯电源极易遭受雷击损坏。为避免路灯受到雷击发生损坏，一般会将路灯与防雷器连接，以保护照明路灯。防雷器是连接在导线和地之间的一种防止雷击的设备，通常与被保护设备并联。防雷器又称避雷器、浪涌保护器、电涌保护器或过电压保护器，防雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而达到保护电力设备的作用。具体的，当被保护设备在正常工作电压下运行时，防雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，防雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。当过电压消失后，防雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电

现有技术中，随着LED照明路灯的集成化程度越来越高，LED照明路灯的体积也越来越小，由于市面上的防雷器结构设计不合理，体积较大，导致其无法装设在LED路灯的内壳中，只能将其外露在LED路灯上，当遇到雨天时，防雷器内部可能发生渗水，从而影响防雷器的正常使用。同时，在LED路灯广泛使用的单相防雷器，在其设计上都是电源线L、N分别内嵌一个防雷型压敏电阻模块，然而整只防雷器设计成导轨安装形式，这种设计结构复杂，制造成本高昂；另外，为降低防雷器的体积，市面上的防雷器一般只设置一个压敏电阻，利用压敏电阻作为防雷装置，当供电电源线上出现浪涌电流或者路灯受到雷击时，瞬时高压会使压敏电阻导通，通过压敏电阻将其短路，以防止高压对电子产品的损坏。由于压敏电阻在常态时并不是完全绝缘的，其两端会有细小电流流过，一方面会造成电能浪费，另一方面由于有电流存在，容易使压敏电阻发热损坏。而且，单独压敏电阻的静态电容量比较大，使用范围受到限制。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构设计合理、体积小巧、密封效果良好、生产制造成本低，防雷效果好的小型化路灯防雷器及其电路结构。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：一种小型化路灯防雷器，包括壳体、电路板、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻及气体放电管，所述电路板封装设于壳体内部；

所述电路板的顶面后侧设有未经过封装的第一压敏电阻，所述第一压敏电阻为贴片式电阻，所述第一压敏电阻的底部设有电极片，所述电极片与电路板焊接，所述第一压敏电阻的顶部设有引线端子；

所述电路板的顶面前侧设有三个接线焊点，三个所述接线焊点分别通过电源线与路灯连接；

所述接线焊点与第一压敏电阻之间焊接有气体放电管，所述气体放电管的左右两侧分别焊接有第二压敏电阻及第三压敏电阻，所述第二压敏电阻及第三压敏电阻均为立式电阻。

采用上述技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述壳体内设有空腔，所述电路板设于空腔内，所述壳体的前端设有盖板，三条电源线分别穿过盖板并与接线焊点连接。

采用上述各个技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述电源线包括电源火线、电源零线及电源地线，所述电源地线与位于电路板中部的接线焊点连接，所述电源火线与位于电路板左部的接线焊点连接，所述电源零线与位于电路板右部的接线焊点连接。

采用上述各个技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述壳体的空腔内灌封有环氧树脂。

采用上述各个技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述壳体的空腔内灌封有阻燃硅胶。

采用上述各个技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述气体放电管为陶瓷气体放电管、玻璃气体放电管或半导体放电管的其中一种。

采用上述各个技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述壳体的左右两侧分别设有连接耳板，所述连接耳板上设有若干个螺栓通孔。

采用上述各个技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述壳体的形状为矩形、球形或椭圆形的其中一种。

采用上述各个技术方案，所述的小型化路灯防雷器中，所述壳体采用塑料材质制成。

本发明的另一个目的，其实现的技术方案还公开了一种小型化路灯防雷器的电路结构：

一种小型化路灯防雷器的电路结构，包括第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、气体放电管及电源线，所述电源线包括电源火线、电源零线及电源地线，所述第一压敏电阻的第一端分别与第二压敏电阻的第一端、电源火线连接，所述第一压敏电阻的第二端分别与第三压敏电阻的第一端、电源零线连接，所述气体放电管的第一端分别与第二压敏电阻的第二端、第三压敏电阻的第二端连接，所述气体放电管的第二端与电源地线连接。

采用上述各个技术方案，本发明的防雷器在电路板上焊接未经过封装的第一压敏电阻，在气体放电管左右两侧分别焊接第二压敏电阻及第三压敏电阻，采用三个压敏电阻的设置，在提高防雷效果的同时，可有效降低整体的厚度，使防雷器体积更小，便于装配在路灯内壳使用；通过在壳体的空腔内灌封环氧树脂或阻燃硅胶，在增强防雷器绝缘性的同时，还可提高防雷器的密封性，防止外部渗水从壳体进入电路板上的电子元器件上，避免电子元器件发生损坏；同时，压敏电阻及气体放电管均采用焊接的方式固定在电路板上，减少了电路板上的焊接引脚，使整体电路的回路更短，从而降低防雷器的响应时间；另外，本防雷器采用三条电源线与所需保护的路灯线路相连的方式，避免了采用卡接型防雷器与所需保护设备脱离的情况出现；整体电路结构简单、体积小巧、容易制作生产、生产成本低，可推广使用。

附图说明

图1为本发明的电路板结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

如图1及图2所示，本实施例提供一种小型化路灯防雷器，包括壳体10、电路板20、第一压敏电阻31、第二压敏电阻32、第三压敏电阻33及气体放电管40，所述电路板20封装设于壳体10内部。本实施例中，本防雷器可与路灯连接，当路灯受到雷击时，第一压敏电阻31、第二压敏电阻32、第三压敏电阻33及气体放电管40可释放浪涌电流，以将高冲击电流导至大地，达到对路灯的保护作用。

所述电路板20的顶面后侧设有未经过封装的第一压敏电阻31，所述第一压敏电阻31为贴片式电阻，所述第一压敏电阻31的底部设有电极片，所述电极片与电路板20焊接，所述第一压敏电阻31的顶部设有引线端子311。本实施例中，第一压敏电阻31为贴片式电阻，且采用未经过封装的裸露结构，通过电极片及引线端子311与电路板20上的焊点连接的方式，可大大减少第一压敏电阻31的厚度，使防雷器体积更小，便于装配在路灯内壳使用。

所述电路板20的顶面前侧设有三个接线焊点201，三个所述接线焊点201分别通过电源线5与路灯连接。本实施例中，三个接线焊点201可与电源线5连接，以将电源线5与所需保护的路灯用电设备连接。

所述接线焊点201与第一压敏电阻31之间焊接有气体放电管40，所述气体放电管40的左右两侧分别焊接有第二压敏电阻32及第三压敏电阻33，所述第二压敏电阻32及第三压敏电阻33均为立式电阻。本实施例中，将第二压敏电阻32及第三压敏电阻32分别焊接在气体放电管40的左右两侧，可合理布置电路板20上的元器结构，从而减少电路板20的使用面积。同时，压敏电阻及气体放电管40均采用焊接的方式固定在电路板20上，减少了电路板20上的焊接引脚，使整体电路的回路更短，从而降低防雷器的响应时间。

进一步的，所述壳体10内设有空腔，所述电路板20设于空腔内，所述壳体10的前端设有盖板101，三条电源线5分别穿过盖板101并与接线焊点201连接。本实施例中，盖板101的设置，可提高本防雷器零件装配的便利性，从而提高生产效率。

进一步的，所述电源线5包括电源火线51、电源零线52及电源地线53，所述电源地线53与位于电路板20中部的接线焊点201连接，所述电源火线51与位于电路板20左部的接线焊点201连接，所述电源零线52与位于电路板20右部的接线焊点201连接。本实施例中，本防雷器采用电源线5与所需保护的路灯线路相连的方式，避免了采用卡接型防雷器与所需保护设备脱离的情况出现。

进一步的，所述壳体10的空腔内灌封有环氧树脂。本实施例中，环氧树脂具有良好的绝缘性能，通过在壳体10的空腔内灌封环氧树脂，使环氧树脂填充在空腔内，如此设置，在增强防雷器绝缘性的同时，还可提高防雷器的密封性，防止外部渗水从壳体10进入电路板20上的电子元器件上，避免电子元器件发生损坏。需要说明的是，用户还可在壳体10的空腔内灌封阻燃硅胶，相对比环氧树脂，阻燃硅胶在兼备绝缘性、低粘度及流动性的同时，还具有良好的阻燃性能，有效防止防雷器内部发生自燃。

进一步的，所述气体放电管40为陶瓷气体放电管、玻璃气体放电管或半导体放电管的其中一种。本实施例中，气体放电管40为陶瓷气体放电管。

进一步的，所述壳体10的左右两侧分别设有连接耳板102，所述连接耳板102上设有若干个螺栓通孔1020。本实施例中，连接耳板102的设置，可方便用户通过螺栓连接的方式，将本防雷器固定安装在LED路灯的内壳中。

进一步的，所述壳体10的形状为矩形、球形或椭圆形的其中一种。本实施例中，壳体10的形状为矩形。

进一步的，所述壳体10采用塑料材质制成。

基于上述技术方案的描述，如图3所示，本发明还涉及一种小型化路灯防雷器的电路结构，该电路结构包括第一压敏电阻RT1、第二压敏电阻RT2、第三压敏电阻RT3、气体放电管G及电源线，所述电源线包括电源火线L、电源零线N及电源地线PE，所述第一压敏电阻RT1的第一端分别与第二压敏电阻RT2的第一端、电源火线L连接，所述第一压敏电阻RT1的第二端分别与第三压敏电阻RT3的第一端、电源零线N连接，所述气体放电管G的第一端分别与第二压敏电阻RT2的第二端、第三压敏电阻RT3的第二端连接，所述气体放电管G的第二端与电源地线PE连接。

本实施例中，当与路灯连接的防雷器受到雷击时，电源火线L及电源零线N可分别通过第二压敏电阻RT2、第三压敏电阻RT3及气体放电管G释放浪涌电流，以将高电压的冲击电流导至电源地线PE，另外，也可通过第一压敏电阻RT1流至电源火线L及电源零线N，以达到保护路灯用电设备的效果。

采用上述各个技术方案，本发明的防雷器在电路板上焊接未经过封装的第一压敏电阻，在气体放电管左右两侧分别焊接第二压敏电阻及第三压敏电阻，采用三个压敏电阻的设置，在提高防雷效果的同时，可有效降低整体的厚度，使防雷器体积更小，便于装配在路灯内壳使用；通过在壳体的空腔内灌封环氧树脂或阻燃硅胶，在增强防雷器绝缘性的同时，还可提高防雷器的密封性，防止外部渗水从壳体进入电路板上的电子元器件上，避免电子元器件发生损坏；同时，压敏电阻及气体放电管均采用焊接的方式固定在电路板上，减少了电路板上的焊接引脚，使整体电路的回路更短，从而降低防雷器的响应时间；另外，本防雷器采用三条电源线与所需保护的路灯线路相连的方式，避免了采用卡接型防雷器与所需保护设备脱离的情况出现；整体电路结构简单、体积小巧、容易制作生产、生产成本低，可推广使用。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。