【導(dǎo)讀】電子電路很容易在過壓、過流、浪涌等情況發(fā)生的時候損壞,隨著技術(shù)的發(fā)展,電子電路的產(chǎn)品日益多樣化和復(fù)雜化,而電路保護(hù)則變得尤為重要。電路保護(hù)元件也從簡單的玻璃管保險絲,變得種類更多,防護(hù)性能更優(yōu)越。
電路保護(hù)的意義是什么?
在各類電子產(chǎn)品中,設(shè)置過壓保護(hù)和過流保護(hù)變得越來越重要,那么電路保護(hù)的意義到底是什么,今天就來跟大家聊一聊:
(1)由于如今電路板的集成度越來越高,板子的價格也跟著水漲船高,因此我們要加強(qiáng)保護(hù)。
(2)半導(dǎo)體器件,IC的工作電壓有越來越低的趨勢,而電路保護(hù)的目的則是降低能耗損失,減少發(fā)熱現(xiàn)象,延長使用壽命。
(3)車載設(shè)備,由于使用環(huán)境的條件比一般電子產(chǎn)品更加惡劣,汽車行駛狀況萬變,汽車啟動時產(chǎn)生很大的瞬間峰值電壓等。因此,在為這些電子設(shè)備配套產(chǎn)品的電源適配器中,一般要使用過壓保護(hù)元件。
(4)通信設(shè)備,通信場所對防雷浪涌有一定的要求,在這些設(shè)備中使用過壓保護(hù)、過流保護(hù)元件就變得重要起來,它們是保證用戶人身安全和通信正常的關(guān)鍵。
(5)大部分電子產(chǎn)品出現(xiàn)的故障,都是電子設(shè)備電路中出現(xiàn)的過壓或者電路現(xiàn)象造成的,隨著我們對電子設(shè)備質(zhì)量的要求越來越高,電子電路保護(hù)也變得更加不容忽視。
那么電路保護(hù)如此重要,常用的電路保護(hù)元件有哪些?今天就給大家介紹幾種:
防雷器件:
1、陶瓷氣體放電管:
防雷器件中應(yīng)用最廣泛的是陶瓷氣體放電管,之所以說陶瓷氣體放電管是應(yīng)用最廣泛的防雷器件,是因為無論是直流電源的防雷還是各種信號的防雷,陶瓷氣體放電管都能起到很好的防護(hù)作用。其最大的特點是通流量大,級間電容小,絕緣電阻高,擊穿電壓可選范圍大。
2、半導(dǎo)體放電管:
半導(dǎo)體放電管是一種過壓保護(hù)器件,是利用晶閘管原理制成的,依靠PN結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導(dǎo)通放電,可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍,構(gòu)成了過壓保護(hù)的范圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護(hù)電路兩端。具有精確導(dǎo)通、快速響應(yīng)(響應(yīng)時間ns級)、浪涌吸收能力較強(qiáng)、雙向?qū)ΨQ、可靠性高等特點。
3、玻璃放電管:
玻璃放電管(強(qiáng)效放電管、防雷管)是20世紀(jì)末新推出的防雷器件,它兼有陶瓷氣體放電管和半導(dǎo)體過壓保護(hù)器的優(yōu)點:絕緣電阻高(≥10^8Ω)、極間電容小(≤0.8pF)、放電電流較大(最大達(dá)3 kA)、雙向?qū)ΨQ性、反應(yīng)速度快(不存在沖擊擊穿的滯后現(xiàn)象)、性能穩(wěn)定可靠、導(dǎo)通后電壓較低,此外還有直流擊穿電壓高(最高達(dá)5000V)、體積小、壽命長等優(yōu)點。其缺點是直流擊穿電壓分散性較大(±20%)。
過壓器件:
4、壓敏電阻:
壓敏電阻也是一種用得最多的限壓器件。利用壓敏電阻的非線性特性,當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實現(xiàn)對后級電路的保護(hù)。壓敏電阻的響應(yīng)時間為ns級,比空氣放電管快,比TVS管稍慢一些,一般情況下用于電子電路的過電壓保護(hù)其響應(yīng)速度可以滿足要求。壓敏電阻的結(jié)電容一般在幾百到幾千pF的數(shù)量級范圍,很多情況下不宜直接應(yīng)用在高頻信號線路的保護(hù)中,應(yīng)用在交流電路的保護(hù)中時,因為其結(jié)電容較大會增加漏電流,在設(shè)計防護(hù)電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大,但比氣體放電管小。
5、貼片壓敏電阻的作用:
貼片壓敏電阻主要用于保護(hù)元件和電路,防止在電源供應(yīng)、控制和信號線產(chǎn)生的ESD。
6、瞬態(tài)抑制二極管:
瞬態(tài)抑制器TVS二極管廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體及敏感器件的保護(hù),通常用于二級保護(hù)。基本都會是用于在陶瓷氣體放電管之后的二級保護(hù),也有用戶直接將其用于產(chǎn)品的一級保護(hù)。其特點為反應(yīng)速度快(為 ps 級) ,體積小 ,脈沖功率較大 ,箝位電壓低等。其 10/1000μs波脈沖功率從400W ~30KW,脈沖峰值電流從 0.52A~544A ;擊穿電壓有從6.8V~550V的系列值,便于各種不同電壓的電路使用。
過流器件:
7、自恢復(fù)保險絲:
自恢復(fù)保險絲PPTC就是一種過流電子保護(hù)元件,采用高分子有機(jī)聚合物在高壓、高溫,硫化反應(yīng)的條件下,攙加導(dǎo)電粒子材料后,經(jīng)過特殊的工藝加工而成。自恢復(fù)保險絲(PPTC: 高分子自恢復(fù)保險絲)是一種正溫度系數(shù)聚合物熱敏電阻,作過流保護(hù)用,可代替電流保險絲。電路正常工作時它的阻值很?。▔航岛苄。?,當(dāng)電路出現(xiàn)過流使它溫 度升高時,阻值急劇增大幾個數(shù)量級,使電路中的電流減小到安全值以下,從而使后面的電路得到保護(hù),過流消失后自動恢復(fù)為低阻值。
靜電元件:
8、ESD靜電放電二極管:
ESD靜電放電二極管是一種過壓、防靜電保護(hù)元件,是為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的I/O端口保護(hù)設(shè)計的器件。ESD靜電二極管是用來避免電子設(shè)備中的敏感電路受到ESD(靜電放電)的影響??商峁┓浅5偷碾娙?,具有優(yōu)異的傳輸線脈沖(TLP)測試,以及IEC6100-4-2測試能力,尤其是在多采樣數(shù)高達(dá)1000之后,進(jìn)而改善對敏感電子元件的保護(hù)。
9、電感的作用:
電磁的關(guān)系相信大家都清楚,電感的作用就是在電路剛開始的時候,一切還不穩(wěn)定的時候,如果電感中有電流通過,就一定會產(chǎn)生一個與電流方向相反的感應(yīng)電流(法拉第電磁感應(yīng)定律),等到電路運(yùn)行了一段時間后,一切都穩(wěn)定了,電流沒有什么變化了,電磁感應(yīng)也就不會產(chǎn)生電流,這時候就穩(wěn)定了,不會出現(xiàn)突發(fā)性的變故,從而保證了電路的安全,就像水車,一開始由于阻力轉(zhuǎn)動的比較慢,后來慢慢趨于平和。
10、磁珠的作用:
磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,他等效于電阻和電感串聯(lián),但電阻值和電感值都隨頻率變化。 他比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現(xiàn)阻性,所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗,從而提高調(diào)頻濾波效果,在以太網(wǎng)芯片上用到過。
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