過壓、過流保護器件的選型和應用
發布時間:2009-09-25 來源:電子元件技術網

隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的(de)更(geng)新(xin)換(huan)代(dai),電(dian)力(li)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)對(dui)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)安(an)全(quan)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu)日(ri)益(yi)提(ti)高(gao)。君(jun)不(bu)見(jian)電(dian)器(qi)漏(lou)電(dian),電(dian)腦(nao)主(zhu)機(ji)燒(shao)毀(hui),手(shou)機(ji)爆(bao)炸(zha)等(deng)問(wen)題(ti)困(kun)擾(rao)著(zhe)多(duo)少(shao)使(shi)用(yong)者(zhe),又(you)有(you)多(duo)少(shao)產(chan)品(pin)因(yin)為(wei)沒(mei)能(neng)通(tong)過(guo)安(an)規(gui)測(ce)試(shi)而(er)推(tui)遲(chi)上(shang)市(shi)。問(wen)題(ti)的(de)多(duo)樣(yang)化(hua)和(he)複(fu)雜(za)化(hua)導(dao)致(zhi)電路保護元件的高速發展,如今的保護器件已發展成為一個品類繁多的新興電子元件領域。
麵mian對dui這zhe樣yang一yi個ge複fu雜za多duo樣yang的de領ling域yu,我wo們men有you很hen多duo的de疑yi問wen。保bao護hu器qi件jian的de發fa展zhan趨qu勢shi怎zen麼me樣yang?應ying用yong工gong程cheng師shi該gai根gen據ju哪na些xie參can數shu來lai選xuan擇ze合he適shi的de保bao護hu器qi件jian?線xian路lu設she計ji中zhong應ying注zhu意yi哪na些xie因yin數shu?遇yu到dao壞huai機ji失shi效xiao分fen析xi如ru何he著zhe手shou?針zhen對dui這zhe些xie問wen題ti,電dian子zi元yuan件jian技ji術shu網wang特te邀yao保bao護hu器qi件jian專zhuan家jia講jiang述shu:小型熔斷器的十大要素、好的熔斷器應滿足的條件、影響熔斷器性能的六要素;TVS靜電保護及濾波器件的選擇,極間電容的選擇,大功率TVS的應用等等問題來解讀保護器件發展、選型、應用。同時還對社區內工程師實際遇到的電路保護熱點問題進行總結,對實際的應用也是很有幫助的。
保護器件的發展趨勢和挑戰
在各類電子產品中,設置過流、過壓保護元件的趨勢日益增強,其主要驅動來自以下幾個方麵:
1. IC的功能和集成度越來越強,需要加強保護;
2. 半導體元件和IC的工作電壓越來越低,其抗過電流/過電壓的能力需要滿足新的保護要求;
3. 消費類的電子產品都需要電池組件作為電源,在電池組件和電池充電器中都必須配置保護元件;
4. 高(gao)檔(dang)汽(qi)車(che)中(zhong)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)比(bi)一(yi)般(ban)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)更(geng)為(wei)惡(e)劣(lie),在(zai)為(wei)這(zhe)些(xie)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)配(pei)套(tao)的(de)電(dian)源(yuan)適(shi)配(pei)器(qi)中(zhong),一(yi)般(ban)都(dou)需(xu)要(yao)同(tong)時(shi)安(an)裝(zhuang)過(guo)電(dian)流(liu)和(he)過(guo)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian);
在電力/電子產品方麵,都需要防止雷擊及電源線與電話線的交擾,以保證正常通信和用戶人身安全。
伴(ban)隨(sui)著(zhe)產(chan)品(pin)的(de)需(xu)求(qiu)和(he)發(fa)展(zhan)。保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)的(de)結(jie)構(gou)也(ye)從(cong)最(zui)原(yuan)始(shi)的(de)引(yin)線(xian)式(shi)發(fa)展(zhan)到(dao)表(biao)麵(mian)安(an)裝(zhuang)再(zai)到(dao)器(qi)件(jian)集(ji)成(cheng)化(hua)。最(zui)新(xin)的(de)趨(qu)勢(shi)則(ze)是(shi)用(yong)類(lei)似(si)和(he)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)創(chuang)建(jian)成(cheng)小(xiao)體(ti)積(ji)的(de)多(duo)片(pian)陣(zhen)列(lie),陣(zhen)列(lie)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)使(shi)一(yi)塊(kuai)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)的(de)密(mi)度(du)成(cheng)倍(bei)增(zeng)加(jia),使(shi)元(yuan)件(jian)的(de)布(bu)局(ju)更(geng)加(jia)容(rong)易(yi),進(jin)而(er)節(jie)省(sheng)了(le)OEM包括選擇和安裝成本在內的使用單獨分立元件的成本。這些問題都在《電路保護元件設計和結構發展趨勢》一文中詳細論述。
如ru此ci種zhong類lei繁fan多duo的de保bao護hu器qi件jian,工gong程cheng師shi該gai如ru何he進jin行xing選xuan擇ze呢ne?麵mian對dui不bu同tong的de應ying用yong,又you該gai考kao慮lv哪na些xie參can數shu?如ru何he正zheng確que選xuan擇ze保bao護hu器qi件jian是shi很hen多duo工gong程cheng師shi麵mian臨lin的de挑tiao戰zhan。
如何選擇電子熔斷器
保bao護hu器qi件jian雖sui然ran種zhong類lei繁fan多duo,從cong功gong能neng上shang講jiang可ke以yi分fen為wei過guo流liu保bao護hu和he過guo壓ya保bao護hu。最zui重zhong要yao的de過guo流liu保bao護hu器qi件jian是shi熔rong斷duan器qi,也ye叫jiao保bao險xian絲si。它ta一yi般ban串chuan聯lian在zai電dian路lu中zhong,要yao求qiu其qi電dian阻zu要yao小xiao(功耗小),當電路正常工作時,它隻相當於一根導線,能夠長時間穩定的導通電路;由於電源或外部幹擾而發生電流波動時,也應能承受一定範圍的過載;隻有當電路中出現較大的過載電流(故障或短路)時,熔斷器才會動作,通過斷開電流來保護電路的安全,以避免產品燒毀的危險。
在熔斷器分斷電路的過程中,由於電路電壓的存在,在熔體斷開的瞬間會發生電弧,高質量的熔斷器應該盡量避免這種飛弧;在分斷電路後,熔斷器應能耐受加在兩端的電路電壓.熔斷器受脈衝損傷會逐步降低承受脈衝的能力,選用時需要考慮必要的安全餘量;這個安全餘量是指熔斷器的總熔斷(動作)時間,它是預飛弧時間和飛弧時間之和.
所以在選擇的時候需要留意它的熔斷特性和額定電流這個基本條件;另ling外wai安an裝zhuang時shi要yao考kao慮lv熔rong斷duan器qi周zhou邊bian的de環huan境jing,熔rong斷duan器qi隻zhi有you達da到dao本ben身shen的de熔rong化hua熱re能neng值zhi的de時shi候hou才cai會hui熔rong斷duan,如ru果guo是shi在zai環huan境jing較jiao冷leng的de狀zhuang況kuang下xia,它ta的de熔rong斷duan時shi間jian會hui變bian化hua,這zhe是shi使shi用yong時shi必bi須xu留liu意yi的de。電dian子zi元yuan件jian技ji術shu網wang將jiang近jin期qi於yu成cheng都dou舉ju辦ban的de電dian路lu保bao護hu與yu電dian磁ci兼jian容rong研yan討tao會hui上shang專zhuan家jia演yan講jiang進jin行xing了le總zong結jie,提ti煉lian出chu了le《電子熔斷器的選型要領》的精彩內容,希望能夠幫助工程師解決選型中遇到的實際問題。
過壓保護的重要作用
過壓保護器與過流保護所起的作用完全不一樣,它的作用主要是為了防止雷擊、工業浪湧電壓、靜電感應(ESD)。他們是按照釋放電荷的等級來分類的。據美國Insurance保險公司統計,通訊及數據傳輸處理設備損失比例,雷擊造成的損害高達13%;每年因靜電放電造成的直接經濟損失高達200多億美元。由此可見過壓保護的重要性。過壓保護器件的選擇有四個要點:
1. 關斷電壓Vrwm的選擇
一般關斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%
2. 箝位電壓VC的選擇
VC是指在ESD衝擊狀態時通過TVS的電壓,它必須小於被保護電路的能承受的最大瞬態電壓
3. 浪湧功率Pppm的選擇
不同功率,保護的時間不同,如600w(10/1000us);300W(8/20us)
4.極間電容的選擇
被保護元器件的工作頻率越高,要求TVS的電容要越小
這些分類與選擇的精彩內容出自研討會中專家演講的精彩總結《超快速相應半導體過壓保護器件》
電路保護問答精彩集錦
以上僅僅是選擇保護器件的時候要注意的問題,但是在運用的過程中碰到的問題更多。例如:
1.生產過程中遇到保險絲異常熔斷時怎麼辦?
2.什麼是自恢複保險絲,它有什麼好處?
3.熔斷器和熱繼電器有什麼不同之處?
4.請教在筆記本電腦上需要用到哪些保護器件?如何保護?
5.LED照明產品中使用保險絲主要是為了保護什麼?
電子元件技術網邀請到行業的專家對這些問題一一作答,精彩內容請看《電路保護問答精彩集錦》
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