[发明专利]一种具保险及示警机制的突波洩放器

说明书

技术领域

本发明涉及一种突波洩放器，尤指一种结构简单，能在完全无需增设额外保险元件的前提下，具备保险功能及示警效果的突波洩放器，以有效防止突波洩放器因大电流继续通过、持续累积高温而发生起火燃烧的危险，同时，能显示该突波洩放器是否已毁损。

背景技术

现今大多数电子设备中均设有继电器(relay)、电子开关(switch)或螺管线圈(solenoid)等切换控制元件，在电子设备的运作过程中，该切换控制元件必然会执行大量的切换动作，以断开及导通线路，且因此产生大量突波，进而对电子设备的运作造成负面影响，如：造成电子设备误动作等。为解决前述问题，传统上，相关电子设备的业者均会在该电子设备的供电端上设置一突波洩放器，以便在产生突波时，能透过该突波洩放器形成一放电路径，进而保护电子设备不会因该突波而受到损害。

目前市场上最常见的习用突波洩放器1，请参阅图1、图2，包括一介电材料10、二导线12及一绝缘体13；其中，介电材料10由多晶半导体陶瓷材料制成的一板体，由于该多晶半导体陶瓷材料内包含极大量且杂乱的氧化锌颗粒，且氧化锌颗粒与其他氧化物的交界处，会形成晶界层，而发生二极体效应，因此，整个介电材料相当于大量背向相连的二极体的集合体，在低电压的状态下，仅有少部份的微小逆向漏电电流会通过介电材料。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介电材料，介电材料之所以会被广泛地应用于制作突波洩放器，主要是因其具备低电压时高电阻、高电压时低电阻的非线性电流-电压特性，介电材料10的两相对侧面上分别贴覆有一电极(electrode)11；各导线12上邻近其一端的部位被焊接固定至对应的电极11，各导线12上邻近其另一端的部位则作为一接脚121，以令习用突波洩放器1能透过接脚121，电气连接至一电子设备(图中未示)的供电端；绝缘体13包覆在介电材料10、电极11及导线12上，仅接脚121外露在绝缘体13之外。

在习用突波洩放器1中，导线12与介电材料10之间呈「线接触」的连接关系，因此，在有限的焊接面积下，介电材料10与各导线12间之相互固接处，必须承受极高的电压与电流，极易发生崩裂；再者，由于介电材料10的单位面积所需承受的电压与电流亦极高，故，当较高的瞬间电压通过介电材料10时，极可能在介电材料10的电阻体上产生穿孔，导致更大的瞬间电流通过，并因电弧而产生高热起火；此外，许多研究结果均显示，习用突波洩放器1在遭受多次大电流衝击后，即便没有立即发生前述瞬间崩裂或起火燃烧的情事，过高的温度也会加速介电材料10老化，使得介电材料10逐步发生低阻线性化的现象，而在介电材料10上产生若干脆弱点，当更高的漏电流发生频率增加，且漏电流集中流入至各脆弱点时，将使各脆弱点的材料融熔形成短路孔，此时，若后续的大电流灌入至各短路孔，则必然会产生高热，进而使传统突波洩放器1起火燃烧。

有鉴于此，请参阅图3所示，业者在将习用突波洩放器1安装至一电子设备2的一供电端Vi时，均会将其并联在供电端Vi与电子设备2的电路间，且在其中的一供电接脚上串联一保险元件3(fuse)，以期在介电材料10与各导线12间的相互固接处发生崩裂，或介电材料10的电阻体上产生穿孔的情形下，令保险元件3内的保险丝能被瞬间通过的大电流及其所产生的高温熔断，成为断路状态，以避免持续供电而发生前述起火燃烧的危险，进而确保电子设备2不致因此而受损。但是，增设保险元件3不仅会增加制造成本，亦会增加线路设计的複杂度，并占用了电路空间，此亦为相关电路无法被设计成更为轻薄短小的主要原因。

针对此，请参阅图4所示，部分业者乃考虑在图1、图2所示的习用突波洩放器1内增设一温感保险元件14(thermal fuse)，温感保险元件14的一端141被焊接固定至电极11上，且连同介电材料10、电极11及导线12被包覆在绝缘体13内，仅使接脚121及温感保险元件14的另一端142外露在绝缘体13之外，以期在温感保险元件14感测到电极11的温度超过一预定临界值时，温感保险元件14能成为断开状态，进而驱使供电端中止继续供电。然而，此一设计及作法，除无法省略温感保险元件14的成本外，亦会增加突波洩放器本身的体积及其在电路上所占用的空间，且其整体电路还因需被设计成能根据温感保险元件14的断开，而适时中止供电，故使得整体电路变得更为複杂。