[发明专利]包括多个变阻器晶片的过电压保护装置

说明书

一种过电压保护装置包括第一电极构件、第二电极构件和变阻器组件。所述变阻器组件包括：多个变阻器晶片，每个变阻器晶片由变阻器材料形成；以及至少一个导电互连构件，所述至少一个导电互连构件将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间。所述变阻器晶片轴向地堆叠在所述第一电极与所述第二电极之间。

发明领域

本发明涉及电路保护装置，并且更具体地，涉及过电压保护装置和方法。

背景技术

经常地，横跨向住宅和商业以及机构设施递送电力的服务线路所施加过大的电压或电流。例如，这样的过电压或电流尖峰(瞬态过电压和浪涌电流)可能是雷击造成的。在电信分配中心、医院和其它设施中，上述事件可能特别令人担忧，因为由过电压和/或电流浪涌造成的设备损坏以及所得的停机时间可能非常昂贵。

通常，可以使用电涌保护装置(SPD)来保护敏感电子设备免受瞬态过电压和电涌电流。例如，简要参考图1，图1是保护传统过电压和电涌保护的系统。过电压保护装置12可以安装在要保护的设备50的电力输入部，当所述设备发生失效时，通常保护所述设备免受过电流的影响。SPD的典型失效模式是短路。通常所采用的过电流保护是用以保护装置免受因泄漏电流增加而导致的过热的内部热断路器和用以保护装置免受较高故障电流的外部保险丝的组合。不同的SPD技术可能会避免使用内部热断路器，因为一旦出现失效，它们会将操作模式改变为低欧姆电阻。以这种方式，装置可能承受显著的短路电流。在这方面，可能不存在对内部热断路器的操作需要。除此之外，展现甚至更高短路耐受能力的一些实施例也可以仅由设备中的主断路器来保护，而不需要专用支路熔断器。

现在参考图2，图2是包括传统电涌保护的系统的框图。如所图示，三相线可以连接到一个或多个变压器66并且向其供应电能，变压器66又可以向主断路器68供应三相电能。三相电力可以被提供给一个或多个分配面板62。如所图示，三相电力的三条电压线可以被指定为L1、L2和L3，并且中性线可以被指定为N。在一些实施例中，中性线N可以导电地联接到大地。

一些实施例包括电涌保护装置(SPD)15。如图所示，SPD 15中的每个可以连接在L1、L2和L3中的相应一个与中性(N)之间。SPD 15可以保护装置中的其它设备，例如配电面板等。另外，在长期过电压的情况下，SPD可以被用于保护所有设备。然而，这样的状况可能会迫使SPD长时间传导有限的电流，这可能会导致SPD过热，并且可能导致其失效(取决于SPD能够吸收的能量承受能力以及过电压状况的水平和持续时间)。在本示例中，SPD 15的典型操作电压可以是大约400伏(针对690伏L-L系统)。在这方面，SPD 15将各自作为绝缘体执行，并且因此在正常操作状况下不传导电流。在一些实施例中，SPD 15的操作电压足够高于正常的线-中性电压，以确保即使在系统电压由于中性损耗或其它电力系统问题可能引起的过电压状况而增加的情况下，SPD 15仍将继续作为绝缘体执行。

在例如L1中出现浪涌电流的情况下，电力系统负载装置的保护可能需要为浪涌电流的过电流提供接地电流路径。浪涌电流可能在L1与N之间产生瞬态过电压。由于瞬态过电压显著超过SPD 15的操作电压，SPD 15将变得可导电，从而允许过量电流从L1穿过SPD 15流向中性N。一旦浪涌电流已经传导到N，过电压状况结束，并且SPD 15可能再次变为不可导电。然而，在一些情况下，即使是在低于SPD 15的操作电压的电压下，一个或多个SPD 15也可能开始允许传导泄漏电流。这样的状况可能发生在SPD劣化的情况下。

如上所提供，用于保护设备免受过电压或电流尖峰(瞬态过电压和浪涌电流)的装置可以包括变阻器(例如，金属氧化物变阻器(MOV)和/或碳化硅变阻器)。

发明内容

根据本发明的实施例，一种过电压保护装置包括第一电极构件、第二电极构件和变阻器组件。所述变阻器组件包括：多个变阻器晶片，每个变阻器晶片由变阻器材料形成；和至少一个导电互连构件，所述至少一个导电互连构件将所述变阻器晶片电并联连接在所述第一电极构件与所述第二电极构件之间。所述变阻器晶片轴向地堆叠在所述第一电极与所述第二电极之间。