精耕電源系統保護 TE專(zhuān)家分享電源設計經(jīng)典案例

　　PolyZen器件是一個(gè)聚合物增強型、精密的齊納二極管微組件。它包含了一個(gè)耦合至一個(gè)PPTC“熱敏開(kāi)關(guān)”的低電阻、精密的齊納二極管，齊納二極管能夠和內部的PPTC過(guò)流保護元件起協(xié)同保護作用。PolyZen器件所具有的優(yōu)點(diǎn)：首先，由于齊納二級管的存在，它能夠快速地幫助庇護下行電子元件不受瞬態(tài)過(guò)電壓的影響；其次，它通過(guò)PPTC動(dòng)作切斷阻止過(guò)電壓和反向偏壓源對自身和電路的破壞。由于PPTC動(dòng)作切斷的延遲性，使得PolyZen具有延時(shí)斷電保護功能，這可以防止由于電壓或電流毛刺尖峰等因素造成系統瞬態(tài)失電；另外，PPTC動(dòng)作的模擬性決定PolyZen切斷電源瞬間的電流變化較為平緩，可以最大限度的減少由于電流劇烈變化造成的上行感應尖峰電壓；同時(shí)新型PolyZen器件具有單一的元件布局和最小的元件尺寸，也有助于幫助在手機對尺寸要求非常高的場(chǎng)合也能使用。PolyZen器件除了具有瞬態(tài)過(guò)電壓的保護性能之外，它還具有長(cháng)時(shí)間過(guò)電壓的保護性能，過(guò)流保護性能，反向保護性能等。

　　TE公司的GDT氣體放電管可以并聯(lián)在電源線(xiàn)，電信線(xiàn)，信號線(xiàn)以及數據傳輸線(xiàn)等敏感設備的前端，以保護它們免受閃電和開(kāi)關(guān)操作引起的瞬間浪涌電壓的破壞。正常情況下，氣體放電管并不會(huì )影響信號的正常工作，在過(guò)壓情況下，GDT可以切換到低阻狀態(tài)，使得浪涌能量被旁路到氣體放電管從未保護敏感設備。 電源工程師們都知道由于氣體放電管的續流問(wèn)題，當電源線(xiàn)兩端電壓超過(guò)15V電壓時(shí)，不能直接并聯(lián)氣體放電管于電源線(xiàn)兩端，這種情況下可以將氣體放電管與壓敏電阻串聯(lián)后接入電路。由于氣體放電管的電阻較壓敏電阻大，所以輸入的電壓幾乎都分配在氣體放電管上，而壓敏電阻的壓降極小，所以平時(shí)工作時(shí)MOV不存在漏流。但當雷擊浪涌侵入時(shí)，因MOV的存在也不會(huì )使氣體放電管繼續工作，因此這樣即可避免產(chǎn)生工頻續流，又可以防止壓敏電阻因漏電流而自爆、老化，而且有保護器的殘壓低的優(yōu)點(diǎn)。當然TE公司也在研發(fā)可以直接用于高壓（比如超過(guò)15V）系統的氣體放電管。

　　AC 2Pro器件如何有效保護LED照明燈？

　　TE公司也關(guān)注到LED的快速發(fā)展，該公司研發(fā)出來(lái)的AC 2Pro器件就是可以有效地幫助LED照明燈在內部過(guò)流、瞬態(tài)浪涌以及長(cháng)時(shí)間過(guò)壓情況下的保護。AC 2Pro中的PPTC器件可以有效的實(shí)現LED電源管理系統過(guò)流保護，因為AC 2Pro中的PPTC 元件與電路串聯(lián)，因而無(wú)需額外的過(guò)電流保護，可幫助減少元件數目并優(yōu)化LED燈驅動(dòng)線(xiàn)路板空間。AC 2Pro中的MOV器件可以有效地實(shí)現瞬態(tài)浪涌保護，AC 2Pro可以實(shí)現8/20波形 2kV的雷擊浪涌。而且AC 2Pro通過(guò)特殊的架構集成可恢復PPTC器件和MOV器件，還能實(shí)現LED電源管理系統過(guò)熱以及失中線(xiàn)綜合保護。在LED交流電源發(fā)生零線(xiàn)丟失或者接觸不良時(shí)，這時(shí)候加在MOV上的電壓不再是220V，而是變成380V交流高壓，在這種情況下，電流會(huì )無(wú)限止上升，在MOV沒(méi)有保護的情況下，在MOV上面流過(guò)的能量很高，MOV極有可能損壞。然而TE的AC 2Pro器件便可以實(shí)現在零線(xiàn)丟失時(shí)保護MOV，由于A(yíng)C 2Pro™中集成的PPTC元件可以快速的感知MOV的溫度，當MOV溫度上升時(shí)PPTC的電阻也上升，并且進(jìn)入高電阻狀態(tài)以保護MOV。

　　AC 2Pro的創(chuàng )新集成配置提供了超越目前用于低電流應用以幫助防止熱失控的傳統方案的優(yōu)勢，這些傳統方案包括使用帶保險絲的MOV，它們在熔斷后必須進(jìn)行更換；將分離的PPTC器件和MOV器件相互緊挨放置在電路板上，這會(huì )導致熱不穩定性和不可靠性；或者使用熱保險絲與MOV相結合的一次性使用解決方案，在斷開(kāi)后不可重置。然而，TE公司創(chuàng )新的帶有熱耦合組件的AC 2Pro是一個(gè)可恢復的器件，并且通過(guò)維持壓敏電阻表面溫度低于150ºC來(lái)提供穩定性。AC 2Pro器件可以幫助LED電源系統制造商滿(mǎn)足IEC60950和IEC60335標準，同時(shí)幫助電源系統在滿(mǎn)足IEC61000-4-5 標準規定的雷擊測試后仍能正常運行。

　　新能源汽車(chē)大勢所趨，TE MHP器件為電動(dòng)汽車(chē)保駕護航

　　新能源汽車(chē)無(wú)疑會(huì )成為汽車(chē)將來(lái)的發(fā)展方向，TE也非常重視新能源汽車(chē)的發(fā)展。對于電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)而言，和傳統汽車(chē)相比，電力驅動(dòng)以及控制系統是電動(dòng)汽車(chē)的核心，也是區別于內燃機汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。而最近美國純電動(dòng)汽車(chē)制造商特斯拉的異軍突起，也引爆了全球電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。

　　特斯拉所采用的電池就是一種鋰電池，而TE公司在電池保護領(lǐng)域有獨到的造詣，不僅在小功率的手機鋰離子電池有完善的保護方案，而且針對電動(dòng)汽車(chē)的高電壓大電流鋰離子電池也研發(fā)出來(lái)了MHP產(chǎn)品。這款MHP器件解決了市場(chǎng)上對高性?xún)r(jià)比電路保護器件的需求，可以取代或幫助減少在一些復雜IC/MOSFET電池保護設計中使用的場(chǎng)效應放電管和附屬的散熱器的數量。

　　這款新型混合保護器件將雙金屬保護器與PPTC器件并聯(lián)，提供了可復位過(guò)流保護，同時(shí)利用PPTC元件的低阻抗來(lái)幫助抑制雙金屬保護器在高電流下產(chǎn)生的電弧。在正常工作過(guò)程中，由于接觸電阻非常低，所以大部分電流將通過(guò)雙金屬片。當電池故障情況發(fā)生時(shí)比如過(guò)流情況下，電池電路中將產(chǎn)生很高的電流，這導致雙金屬片觸點(diǎn)打開(kāi)，這時(shí)電流會(huì )通過(guò)與雙金屬片并聯(lián)的PPTC，使得PPTC的電阻迅速上升，同時(shí)PPTC溫度也會(huì )上升對雙金屬片進(jìn)行加熱，使其保持在打開(kāi)狀態(tài)。直到故障消除以后，MHP器件又可以恢復正常工作狀態(tài)。

　　TE電路保護部研制出的可回流焊熱保護器件（RTP）同樣可以用于電動(dòng)汽車(chē)的保護。這款二級保護器件是與與汽車(chē)功率電子設計師合作開(kāi)發(fā)而成的，