便攜式電子產(chǎn)品的電路保護

　　圖12及圖13分別是USB2.0接口電路的保護電路設計及IEEE1394接口電路的保護電路設計。

PolyZenTM元件及其應用電路

　　PolyZenTM元件器件是由精密齊納二極管和聚合物正溫度系數（PPTC）元件組合而成的集成電路。它是用于防止感應尖峰電壓、瞬間高電壓、錯用電源適配器對電路產(chǎn)生過(guò)壓、過(guò)流危害的保護器件，內部結構如圖14所示。其典型應用電路如圖15所示。在圖15中，RLOAD為被保護的下游電路。

　　圖14 PolyZenTM元件內部結構

圖15 PolyZenTM元件典型應用電路

　　在正常工作時(shí)，VIN輸入電壓高于齊納二極管的擊穿電壓VZ，有IFLT電流經(jīng)齊納二極管到地，VOUT輸出穩定的電壓。有不正常的過(guò)壓輸入VIN時(shí)，則齊納二極管的IFLT會(huì )產(chǎn)生過(guò)流，當器件上有過(guò)流時(shí)，其電阻由低阻態(tài)瞬變到高阻態(tài)，使在其上的壓降大增，VOUT輸出基本不變，而流過(guò)齊納二極管的電流IFLT反而減小，如圖16所示。器件上電壓降的增大既保護了齊納二極管，又保護了下游的電路。另外，若被保護的下游電路中存在有局部短路或短路故障時(shí)，IOUT會(huì )增加，PPTC元件由低阻態(tài)變成高阻態(tài)，可使電路得到過(guò)流保護。

　　在正常工作時(shí)，VIN輸入電壓高于齊納二極管的擊穿電壓VZ，有IFLT電流經(jīng)齊納二極管到地，VOUT輸出穩定的電壓。有不正常的過(guò)壓輸入VIN時(shí)，則齊納二極管的IFLT會(huì )產(chǎn)生過(guò)流，當器件上有過(guò)流時(shí)，其電阻由低阻態(tài)瞬變到高阻態(tài)，使在其上的壓降大增，VOUT輸出基本不變，而流過(guò)齊納二極管的電流IFLT反而減小，如圖16所示。器件上電壓降的增大既保護了齊納二極管，又保護了下游的電路。另外，若被保護的下游電路中存在有局部短路或短路故障時(shí)，IOUT會(huì )增加，PPTC元件由低阻態(tài)變成高阻態(tài)，可使電路得到過(guò)流保護。

圖16 PolyZenTM元件工作時(shí)的電壓或電流變化

　　該器件的主要特點(diǎn)：保護下游電子元器件免受過(guò)壓及反向偏壓的損害（例如5V的適配器錯用了12V的適配器或極性接反）；由于PPTC元件的作用，減少了齊納二極管散熱的要求，減小占PCB的面積及降低成本；在過(guò)壓故障時(shí)，VOUT輸出基本不變；齊納二極管的耐受能量大，可達30W；小尺寸貼片或4mm×4mm封裝。
該器件主要應用于便攜式多媒體播放器（PMP）、GPS、5V和12V硬型驅動(dòng)器的總線(xiàn)保護、USB5V總線(xiàn)保護等。

　　該器件有9個(gè)品種，其電氣特性如表4所示。其中，ZEN132V230A16LS及ZEN056V075ALS是即將上市的新產(chǎn)品。

結語(yǔ)

　　由于電路保護元器件看起來(lái)是一些結構簡(jiǎn)單的元器件，往往不被人重視。在眾多電路書(shū)籍中，沒(méi)有介紹保護電路或僅介紹幾種老產(chǎn)品（如保險絲、氧化鋅壓敏電阻及TVS），這方面的技術(shù)書(shū)籍跟不上產(chǎn)品的發(fā)展的需要，所以資料的來(lái)源主要是電路保護元器件生產(chǎn)廠(chǎng)商的數據資料及應用指南。

　　由于篇幅所限，本文僅簡(jiǎn)單地介紹了泰科電子公司幾種應用在便攜式電子產(chǎn)品中的保護原器件。另外，保護元器件的應用范圍極寬，除便攜式電子產(chǎn)品外，還有通信、汽車(chē)、醫療儀器、家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域。