一种5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置及电路板

技术领域

本发明涉及告警防雷设备的技术领域，尤其涉及一种5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置及电路板。

背景技术

防雷器，也叫浪涌保护器(英文名：Surge protection Device，简称：SPD)，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

对于传统的防雷器而言，产品体积较大，可设计的空间较大，因此设计难度较低；但对于5G板载式防雷器而言，防雷器在具备大通流能力的同时，还需要具备微型化特点，则在设计各模块时，必须严格考虑空间问题，同时需要满足5G电源板载式防雷器的功能需求，因此对防雷器的设计提出了更高的要求。

本技术针对以上背景和问题，提出一种新型的5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置及电路板，通过精巧的堆栈式结构设计，在较小空间内实现较大防通流能力的防雷模块分布，同时采用压敏电阻+气体放电管或压敏电阻+放电间隙结构的混合方案，实现单点或多点触发脱扣模式，并兼具内置脱离器和远程告警等综合功能的板载式防雷器模块设计及应用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置及电路板，旨在解决现有技术中的堆栈式电源防雷装置体积大，其防雷击的电流小且无远程告警功能的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提出一种5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置，所述堆栈式电源防雷装置包括防雷盒体、多个防雷子单元堆叠形成的堆栈式防雷模块、电路板以及多个电极；其中，每个所述防雷子单元包括堆栈式子盒体和防雷电子元器件，所述防雷电子元器件位于所述堆栈式子盒体内，多个所述堆栈式子盒体堆叠设置在所述防雷盒体内，多个所述堆栈式子盒体内的防雷电子元器件通过所述多个电极和所述电路板进行电气连接，其中，所述多个电极伸出所述防雷盒体外。

进一步的，所述防雷子单元还包括远程告警组件，所述远程告警组件电连接所述防雷电子元器件。

进一步的，所述堆栈式子盒体包括子盒体围板和子盒体底板，所述子盒体底板将所述子盒体围板隔离成第一容腔和第二容腔；其中，所述第一容腔和所述第二容腔之间设有通孔；所述防雷电子元器件位于所述第一容腔，所述远程告警组件位于所述第二容腔，其中，所述防雷电子元器件的一引脚通过所述通孔与所述远程告警组件焊接。

进一步的，所述远程告警组件包括脱扣电极、脱扣弹簧、脱扣顶件和告警电极；其中，所述脱扣电极与所述防雷电子元器件的一引脚通过焊接形成一电极；所述脱扣弹簧套设在所述脱扣顶件上，所述脱扣顶件的一端固定在所述脱扣电极上，所述脱扣顶件的另一端抵所述告警电极；其中，所述告警电极的数量为两个，两个所述告警电极在所述堆栈式电源防雷装置失效时呈分开状态。

进一步的，所述电路板位于多个所述堆栈式子盒体的底部，多个所述防雷子单元的所述告警电极通过所述线路板进行电气连接。

进一步的，所述脱扣电极包括一体成型的第一脱扣电极、第二脱扣电极以及第三脱扣电极，所述盒体底板设有第一限位柱、限位挡板和限位卡板；其中，所述第一限位柱用于限位所述第二脱扣电极的弹开距离，所述限位挡板用于限位所述脱扣弹簧；所述限位卡板设置在所述盒体底板的侧边，用于限位并卡住所述第三脱扣电极。

进一步的，所述盒体底板设有第二限位柱和定位卡槽，所述第二限位柱用于限位所述告警电极，所述定位卡槽用于放置所述告警电极。

进一步的，所述盒体底板的侧边设有穿孔，所述穿孔用于多个所述电极穿过并伸出所述防雷盒体外。

进一步的，所述防雷电子元器件的数量为四个，其中，三个所述防雷电子元器件为限压型防雷电子元器件，一个所述防雷电子元器件为开关型防雷电子元器件。

为实现上述目的，本发明实施例还提出一种具有堆栈式电源防雷装置的电路板，其特征在于，所述电路板包括电路板主体和上述所述的堆栈式电源防雷装置，所述堆栈式电源防雷装置安装在所述电路板主体上。

相对于现有技术，本发明提出的技术方案中，由多个防雷子单元堆叠形成的堆栈式防雷模块，其结构体积小，能够节约空间；该堆栈式电源防雷装置含有多个防雷子单元，防雷电流大；提高了堆栈式电源防雷装置的安全可靠性和使用寿命；通过精巧的堆栈式结构设计，在较小空间内实现较大防通流能力的防雷模块分布，同时采用压敏电阻+气体放电管或压敏电阻+放电间隙结构的混合方案，实现单点或多点触发脱扣模式，并兼具内置脱离器和远程告警等综合功能的板载式防雷器模块设计及应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置一实施例的外形结构示意图；

图2为图1中堆栈式电源防雷装置的分解结构示意图；

图3为图2中堆栈式电源防雷装置的组合结构示意图；

图4a为图2中防雷子单元的结构示意图；

图4b为图2中另一防雷子单元的结构示意图；

图5为图1中堆栈式电源防雷装置的电气原理图；

图6为本发明一种具有堆栈式电源防雷装置的电路板一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了更好的理解上述技术方案，下面结合附图对上述技术方案进行详细的说明。

请一并参阅图1至图5，图1为本发明一种5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置一实施例的外形结构示意图；图2为图1中堆栈式电源防雷装置的分解结构示意图；图3为图2中堆栈式电源防雷装置的组合结构示意图；图4为图2中防雷子单元的结构示意图；图5为图1中堆栈式电源防雷装置的电气原理图。

如图1至图3所示，本实施例的5G电源板载式防雷器的堆栈式电源防雷装置10主要应用在5G电源PCB上，该堆栈式电源防雷装置10包括防雷盒体200，多个防雷子单元100堆叠形成的堆栈式防雷模块、电路板300以及多个电极400。

每个防雷子单元100包括堆栈式子盒体110和防雷电子元器件120，防雷电子元器件 120位于堆栈式子盒体110内，多个堆栈式子盒体110堆叠设置在防雷盒体200内，多个堆栈式子盒体110内的防雷电子元器件120通过多个电极400和电路板300进行电气连接，其中，多个电极400伸出防雷盒体200外。

本发明提供的堆栈式电源防雷装置10由多个防雷子单元100堆叠形成的堆栈式防雷模块，其结构体积小，能够节约空间；该堆栈式电源防雷装置10含有多个防雷子单元100，防雷电流大；提高了堆栈式电源防雷装置10的安全可靠性和使用寿命。

本实施例中，多个防雷电子元器件100的数量为四个，其中，三个防雷电子元器件100为限压型防雷电子元器件，一个防雷电子元器件100为开关型防雷电子元器件。具体应用中，三个防雷电子元器件100为压敏电阻，一个防雷电子元器件100为气体放电管或者放电间隙结构。其中，三个防雷电子元器件100为压敏电阻的，可以为完全相同数值的压敏电阻，也可以为不同数值的压敏电阻，在此不做限定。另外，压敏电阻和气体放电管或者放电间隙结构为常见的电子元器件，其阻值和大小在此不做限定。其具体电气原理图参加图5。其四个防雷电子元器件100呈“田”字型堆栈式组合，形成两行两列堆栈式结构，节约一半的排列空间。每个防雷电子元器件100的框架结构基本相同，不同仅仅在于选择的电子元器件不同。本实施例中，两行堆栈式结构呈面对面设置，在其他实施例中，可以呈按顺序堆叠设置；其中，选择的压敏电阻和气体放电管或者放电间隙结构均为扁平状结构的电子元器件或者方形结构的电子元器件，适合放置于方盒内。

请参阅图4a、图4b，防雷子单元100还包括远程告警组件130，远程告警组件130电连接防雷电子元器件120。远程告警组件130用于当防雷子单元100失效时，起到远程告警作用。

进一步的，堆栈式子盒体110包括子盒体围板111和子盒体底板112，子盒体底板112 将子盒体围板111隔离成第一容腔113和第二容腔114；其中，第一容腔113和第二容腔114 之间设有通孔115；防雷电子元器件120位于第一容腔113，远程告警组件130位于第二容腔114，其中，防雷电子元器件120的一引脚通过通孔115与远程告警组件130焊接。子盒体围板111即为堆栈式子盒体110的四个侧边组成，侧边上可以设有台阶和阶梯槽，用于上下堆栈式子盒体110的堆栈和卡合。本实施例中，第一容腔113的容积不等于第二容腔 114的容积，可以是第一容腔113的容积大于第二容腔114的容积，大容积的第一容腔113 用于放置防雷电子元器件120(即压敏电阻等)，小容积的第二容腔114用于放置远程告警组件130。第一容腔113和第二容腔114之间设有通孔115，其通孔115的大小略大于防雷电子元器件120的引脚，方便防雷电子元器件120的引脚与远程告警组件130进行焊接连接。

本实施中，如图4b所示，远程告警组件130包括脱扣电极131、脱扣弹簧132、脱扣顶件133和告警电极134；其中，脱扣电极131与防雷电子元器件120的一引脚通过焊接形成一电极伸出防雷盒体200外；脱扣弹簧132套设在脱扣顶件133上，脱扣顶件133的一端固定在脱扣电极131上，脱扣顶件133的另一端在堆栈式电源防雷装置10有效时抵接告警电极134，在堆栈式电源防雷装置10在失效时远离告警电极134。具体实际应用中，防雷子单元100的压敏电阻或开关型防雷器件固定于堆栈式子盒体110的模块盒内，脱扣电极 131与压敏电阻焊接后；告警电极134、脱扣弹簧132、脱扣顶件133均固定于堆栈式子盒体110的模块盒内。

进一步的，告警电极134的数量为两个，两个告警电极134在堆栈式电源防雷装置10 失效时呈分开状态，在堆栈式电源防雷装置10在有效时呈接触状态。本实施例中，告警电极134由金属弹片制成，其中一个告警电极134呈直条形状，另一个告警电极134为弯折形状，脱扣顶件133的另一端在堆栈式电源防雷装置10有效时抵接呈弯折形状的告警电极134上，当堆栈式电源防雷装置10由于高电流失效时，脱扣电极131与防雷电子元器件120的引脚之间焊锡由于高温熔融进行进行分开，在脱扣弹簧132恢复弹力情况下，脱扣电极131带动呈弯折形状的告警电极134进行远离呈直条形状的告警电极134。具体实际应用中，脱扣电极131的一端与压敏电阻焊接，脱扣电极131的另一端固定于堆栈式子盒体110的模块内架上并将脱扣顶件133与脱扣弹簧132压缩；脱扣顶件133将两个告警电极134压迫接触连接，脱扣顶件133在被压缩的弹簧132作用下，对脱扣电极131形成受力件。

其中，电路板300位于多个堆栈式子盒体110的底部，即位于最底层的堆栈式子盒体 110的底部，多个防雷子单元100的告警电极134通过线路板300进行电气连接。本实施例中，线路板300为双层线路板；四个防雷子单元100的共8个告警电极134通过线路板300 进行电气连接。具体实际应用中，单个防雷子单元100模组的告警结构组件中脱扣电极 131一端与压敏电阻焊接，另一端固定于堆栈式子盒体110的模块内架上并将脱扣顶件133与弹簧132压缩；脱扣顶件133将两个告警电极134压迫接触连接；多个防雷子单元100 的模组堆栈后通过引线与电路板300连接，将多个防雷子单元100的模组的告警电极串联后由电路板上引出两个远程告警电极406。

请参阅图4，脱扣电极131包括一体成型的第一脱扣电极1311、第二脱扣电极1312以及第三脱扣电极1313，脱扣电极131由金属弹片制成，呈弯折形状具有弹性。盒体底板112设有第一限位柱1121、限位挡板1122和限位卡板1123；第一限位柱1121用于限位第二脱扣电极1312的弹开距离，限位挡板1122用于限位脱扣弹簧132；限位卡板1123设置在盒体底板112的侧边，用于限位并卡住第三脱扣电极1313。限位卡板1123和第三脱扣电极1313均呈“L”型直角形状，限位卡板1123设置在盒体底板112的侧边，直角形状既方便限位又较容易卡住第三脱扣电极1313，同时容易通过侧边从而将第三脱扣电极 1313引出防雷盒体200外。其中，第一脱扣电极1311用于与防雷电子元器件120的引脚进行焊接，当第一脱扣电极1311与防雷电子元器件120的引脚焊接处由于高电流熔融时，第一限位柱1121可以限位第二脱扣电极1312的弹开距离。

其中，限位挡板1122的数量为两个，分别位于脱扣弹簧132的两侧，两个限位挡板1122的形状呈“L”型面对面设置，两个限位挡板1122围合的容腔最大直径大于脱扣弹簧132的直径，两个限位挡板1122围合的容腔最小直径小于脱扣弹簧132的直径，用于抵接脱扣弹簧132使得脱扣弹簧132呈压缩状态；两个限位挡板1122围合的容腔最小直径又大于脱扣顶件133的直径，方便脱扣顶件133伸出并抵接至告警电极134。当第一脱扣电极1311与防雷电子元器件120的引脚焊接处由于高电流熔融时，脱扣弹簧132在恢复弹力的作用下，将脱扣电极131的第二脱扣电极1312进行弹开，进而使得两个告警电极134 也呈分开状态。

进一步的，盒体底板112设有第二限位柱1124和定位卡槽1125，第二限位柱1124用于限位告警电极134，定位卡槽1125用于放置告警电极134。其中，定位卡槽1125用于放置告警电极134，防止告警电极134放置不稳定，导致接触不良；第二限位柱1124用于限位直条形状的告警电极134，防止直条形状的告警电极134由于弯折形状的告警电极134 抵接接触从而偏离原有位置。

更进一步的，盒体底板112的侧边设有穿孔1126，穿孔1126用于多个电极400穿过并伸出防雷盒体200外。

本实施例中的防雷电子元器件120的数量为四个，其中，三个防雷电子元器件100为限压型防雷电子元器件，一个防雷电子元器件100为开关型防雷电子元器件。具体应用中，三个防雷电子元器件120为压敏电阻，一个防雷电子元器件120为气体放电管或者放电间隙结构。其中，三个压敏电阻的其中一个引脚通过金属弹片均伸出防雷盒体外，形成电极401、电极402、电极403，接火线；气体放电管的其中一个引脚通过金属弹片均伸出防雷盒体外形成电极404，接零线；三个压敏电阻和气体放电管的另一个引脚通过金属弹片连接形成电极405，接地线。三个压敏电阻和气体放电管的另一个引脚通过金属弹片或者引线连接形成告警电极134，告警电极134连接在外接设备的告警模块上进行远程告警。其中金属弹片或者引线由金属制成即可，因不同的结构设计，其形状各异，只需满足电子元器件之间引脚的电气连接即可，在此不做限定。

本发明提供的堆栈式电源防雷装置10由多个防雷子单元100堆叠形成的堆栈式防雷模块，其结构体积小，能够节约空间；该堆栈式电源防雷装置10含有多个防雷子单元100，防雷电流大；该堆栈式电源防雷装置10还设有有远程告警组件130，可以进行远程告警，且不占用多余的空间。总之，该堆栈式电源防雷装置10体积小，兼具远程告警；对地无漏电流、内置脱离器(脱扣电极131的设计)可以避免在使用过程中限压器件劣化而发生起火引发安全事故。

综上，本发明提供的堆栈式电源防雷装置10产品可以为低压电源系统提供防护决解方案，意在提高现有电涌保护器的安全可靠性和使用寿命。有如下特点：一、体积小，兼具远程告警；对地无漏电流、内置脱离器可以避免在使用过程中限压器件劣化而发生起火引发安全事故；二、通流容量大

三、全模式保护。另外，本装置采用线线间压敏电阻；线地间压敏电阻加气体放电管或压敏电阻加放电间隙结构的混合方案兼具内置脱离器和远程告警等功能，以满足日益小型化的需求。

请参阅图6，图6为本发明一种具有堆栈式电源防雷装置的电路板一实施例的结构示意图。

如图6所示，该具有堆栈式电源防雷装置的电路板1包括电路板主体11和堆栈式电源防雷装置10，堆栈式电源防雷装置10安装在电路板主体11上。其中，堆栈式电源防雷装置10的结构参见上文，在此不再赘述。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明提出的技术方案中，由多个防雷子单元堆叠形成的堆栈式防雷模块，其结构体积小，能够节约空间；该堆栈式电源防雷装置含有多个防雷子单元，防雷电流大；提高了堆栈式电源防雷装置的安全可靠性和使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明实施例的专利范围，凡是在本发明实施例的发明构思下，利用本发明实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明实施例的专利保护范围内。