可控型PCB快速断路-熔断器制造技术

本发明专利技术公开了一种可控型PCB快速断路-熔断器，包括上面部分和下面部分，上面部分和下面部分固定连接；上面部分包括第一基层，第一基层上覆盖有第一铜布线层，铜布线层包括第一电极，第一基层和第一电极上设有第一导孔；下面部分包括第二基层，第二基层的正面和反面分别设有第二铜布线层和第三铜布线层，第二铜布线层和第三铜布线层上设有第二电极，第二电极上设有插座连接器和第二导孔；第二基层中部设有贴片电阻，贴片电阻与上面部分之间设有空腔，空腔的外圆周上设有凹槽，凹槽上方设有传输线，空腔上方设有中间电极。结构简单，更换方便、成本低廉，既具备了工业快速熔断器的性能，解决了工业熔断器不能集成的问题，具备了断路器可控的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气工程继电保护的
，具体涉及一种可控型PCB快速断路-熔断器，基于印刷电路板（PCB）为主要材料的工业断路器和保险丝，集成继电器和熔断器的功能于一体，可用于电力电子装置中对故障电路和器件进行保护和隔离。
技术介绍
近年来，虽然电能转换装置可靠性在不断的提高，但功率电力电子元器件本身及其控制电路依然是故障率最集中的部分，可以占到总故障率的93%。针对电力系统装置短路电流和短路负载电流常见的过流故障，一般采用的保护方式就是将快速熔断器与需要保护的支路或功率器件串联，利用瞬间脉冲峰值电流将快速熔断器熔断，用于故障隔离、防止故障传播、保护电源等目的。而对于不能产生瞬间短路电流的电路而言，如果我们同样需要将故障单元隔离出来，如何控制熔断器使其熔断将成为实际面临的问题。另外，工业熔断器价格昂贵，不可控，不可集成化等一系列实际问题，制约了电力电子装置的小型化，集成化的快速发展。工业保险丝在电力系统里起着不可估量的电路保护作用，它性能的优劣直接影响整个电路系统的质量。传统的工业保险丝体积比较大，成本相对较高，对于一般中等功率的电能转换装置很难将其集成到主功率电路板中；特别是在实际故障电路中，由于故障诊断或故障预测单元的增加，需要在故障发生前就将故障单元隔离，但此时又没有短路支路形成大电流让熔断器熔断，这时就需要采用断路器通过外部信号将其关断，来达到预保护的目的。但现在的断路器或继电器体积同样比较大，更不可能达到集成化，加之其成本相对比较高，更换困难等，很难将电能转换装置在降低成本的前提下，同时兼顾集成性和可靠性。r>
技术实现思路
针对于如何为故障支路或故障器件提供经济、有效的保护问题，同时也为了满足电力电子装备在不增加成本的前提下，可以满足可控化、小型化，集成化的发展趋势，本专利技术提供了一种可控型PCB快速断路-熔断器，具备了断路器可控的优点，熔断器反应速度灵敏的优点，同时结构简单、可靠性高、易于更换、易于集成、成本低廉，在工作状态下有良好的性能表现。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种可控型PCB快速断路-熔断器，包括上面部分和下面部分，上面部分和下面部分由PCB印刷电路板制成，上面部分和下面部分固定连接；所述上面部分包括第一基层，第一基层上覆盖有第一铜布线层，铜布线层包括第一电极，第一基层和第一电极上设有第一导孔；所述下面部分包括第二基层，第二基层的正面和反面分别设有第二铜布线层和第三铜布线层，第二铜布线层和第三铜布线层上设有第二电极，第二电极上设有插座连接器和与第一导孔相对应的第二导孔；所述第二基层中部设有贴片电阻和与贴片电阻相连的铜布线，贴片电阻与上面部分之间设有空腔，空腔的外圆周上设有凹槽，凹槽上方的第一基层上设有传输线，空腔上方的第一基层上设有中间电极。所述第一基层和第二基层上均设有诊断铜布线，第一电极关于诊断铜布线对称设置，第二电极关于诊断铜布线对称设置，中间电极关于诊断铜布线对称设置。所述上面部分和下面部分通过穿过第一导孔和第二导孔的铜针焊接连接；上面部分的诊断铜布线和下面部分的诊断铜布线通过穿过第三导孔的铜针焊接连接；所述贴片电阻上放置有硝化纤维液体。所述中间电极的数量为2个，2个中间电极关于诊断铜布线对称，第一电极与中间电极之间设有传输线。所述第一基层为圆形，中间电极为半圆形，第一电极设有4个，每个第一电极与中间电极之间设有3个等间隔均匀分布的传输线，传输线为长方形。所述每个第一电极上均设有6个导孔，导孔等间距分布在第一电极上的外边缘侧。所述下面部分为矩形，下面部分上正反面均设有4个对称分布的第二电极；所述第二导孔位于第二电极的内侧，插座连接器位于第二电极的外侧。所述插座连接器为由8针管脚插座连接器，下面部分通过插座连接器与主功率电路板相连接。所述贴片电阻设有3个，贴片电阻成“品”字型排列于下面部分正面的中心位置，贴片电阻的两极通过铜布线引出到下面部分正面的上下边缘侧。所述第一铜布线层、第二铜布线层和第三铜布线层均是18μm的均匀铜布线层，第一铜布线层的额定熔断电流为25A，热积累I2T的值为200A2.s。本专利技术利用成本低廉的PCB印刷电路板为原材料，通过对PCB板上的铜布线层平面结构进行设计，实现了集断路器和熔断器为一体的功率器件和电路保护单元，且该断路—熔断器结构简单，可控性高，易于更换和集成化，可以满足可控化、小型化，集成化的发展趋势，对于电气设备实际运行中的故障隔离和电路保护可以表现出良好的工作特性。附图说明图1为本专利技术剖视的结构示意图。图2为本专利技术上面部分的主视图。图3为本专利技术上面部分的剖视图。图4为本专利技术下面部分的主视图。图5为本专利技术下面部分的剖视图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式描述一下本专利技术。如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种可控型PCB快速断路-熔断器，包括上面部分20和下面部分21，上面部分20和下面部分21由低廉的PCB印刷电路板制成。上面部分20和下面部分21通过铜针焊接进行固定并且导通连接。上面部分20包括第一基层3，第一基层3上设有第一铜布线层1，第一基层3和第一铜布线层1上设有第一导孔2。下面部分21包括第二基层17，第二基层17正面设有第二铜布线层18和第三铜布线层14，第二铜布线层18位于第二基层17的正面，第三铜布线层14位于第二基层17的反面。正反面铜布线层18和14包括第二电极15和诊断铜布线4，第二电极15上设有插座连接器13和与第一导孔2相对应的第二导孔19。上面部分20和下面部分21通过穿过第一导孔2和第二导孔19的铜针焊接连接，焊点分别在第一铜布线层1的第一导孔2和第三铜布线层14的第二导孔19位置。第一铜布线层1、第二铜布线层18和第三铜布线层14都是18μm厚度的均匀铜布线层，宽度和长度分别为0.5mm和1mm的长方形传输线7将熔断器的额定熔断电流限定为25A，热积累I2T的值为200A2.s，因此，作为熔断器的第一铜布线层1的额定熔断电流为25A，热积累I2T的值为200A2.s。第一铜布线层1包括第一电极8和诊断铜布线4，第一电极8关于诊断铜布线4对称设置。上面部分20包括对称的FUSE（保险丝）A和FuseB两部分，诊断铜布线4将FuseA和FuseB分隔开，且FuseA和FuseB关于诊断铜布线4对称。诊断铜布线4两端设有第三导孔10，上面部分20的诊断铜布线4和下面部分21的诊断铜布线4通过穿过第三导孔10的铜针焊接连接。第一基层3为圆形，中间电极6为半圆形，第一电极8设有4个，每个第一电极8与中间电极6之间设有3个等间隔均匀分布的传输线7。传输线7为长方形。中间电极6的数量为2个，2个中间电极6关于诊断铜布线4对称，第一电极8与中间电极6之间设有传输线7。鉴于FuseA与FuseB的平面结构相同并相互对称，以FuseA平面结构为例做如下权利说明：FuseA平面主体结构包括：与外电路连接的左右两个第一电极8，半圆形的中间电极6和两组耦合三个电极的长方形传输线7。每个第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控型PCB快速断路‑熔断器，其特征在于，包括上面部分（20）和下面部分（21），上面部分（20）和下面部分（21）由PCB印刷电路板制成，上面部分（20）和下面部分（21）固定连接；所述上面部分（20）包括第一基层（3），第一基层（3）上覆盖有第一铜布线层（1），铜布线层（1）包括第一电极（8），第一基层（3）和第一电极（8）上设有第一导孔（2）；所述下面部分（21）包括第二基层（17），第二基层（17）的正面和反面分别设有第二铜布线层（18）和第三铜布线层（14），第二铜布线层（18）和第三铜布线层（14）上设有第二电极（15），第二电极（15）上设有插座连接器（13）和与第一导孔（2）相对应的第二导孔（19）；所述第二基层（17）中部设有贴片电阻（12）和与贴片电阻（12）相连的铜布线（22），贴片电阻（12）与上面部分（20）之间设有空腔（11），空腔（11）的外圆周上设有凹槽（5），凹槽（5）上方的第一基层（3）上设有传输线（7），空腔（11）上方的第一基层（3）上设有中间电极（6）。

【技术特征摘要】
1.一种可控型PCB快速断路-熔断器，其特征在于，包括上面部分（20）和下面部分（21），上面部分（20）和下面部分（21）由PCB印刷电路板制成，上面部分（20）和下面部分（21）固定连接；所述上面部分（20）包括第一基层（3），第一基层（3）上覆盖有第一铜布线层（1），铜布线层（1）包括第一电极（8），第一基层（3）和第一电极（8）上设有第一导孔（2）；所述下面部分（21）包括第二基层（17），第二基层（17）的正面和反面分别设有第二铜布线层（18）和第三铜布线层（14），第二铜布线层（18）和第三铜布线层（14）上设有第二电极（15），第二电极（15）上设有插座连接器（13）和与第一导孔（2）相对应的第二导孔（19）；所述第二基层（17）中部设有贴片电阻（12）和与贴片电阻（12）相连的铜布线（22），贴片电阻（12）与上面部分（20）之间设有空腔（11），空腔（11）的外圆周上设有凹槽（5），凹槽（5）上方的第一基层（3）上设有传输线（7），空腔（11）上方的第一基层（3）上设有中间电极（6）。
2.根据权利要求1所述的可控型PCB快速断路-熔断器，其特征在于，所述第一基层（3）和第二基层（17）上均设有诊断铜布线（4），第一电极（8）关于诊断铜布线（4）对称设置，第二电极（15）关于诊断铜布线（4）对称设置，中间电极（6）关于诊断铜布线（4）对称设置。
3.根据权利要求1所述的可控型PCB快速断路-熔断器，其特征在于，所述上面部分（20）和下面部分（21）通过穿过第一导孔（2）和第二导孔（19）的铜针焊接连接；上面部分（20）的诊断铜布线（4）和下面部分（21）的诊断铜布线（4）通过穿过第三导孔（10）的铜针焊接连接；所述贴片电阻（12）上放置有硝化纤维液体。
4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦智峰，金楠，郑琦，和萍，邱洪波，弗雷德里克·理查多，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南;41