使電子電路免受損害的協(xié)同電路保護方案(一)

1前言

用于電路的元器件在它們的額定電壓和額定電流范圍內都應正常工作。但是，在工作過(guò)程中如果這些元器件超過(guò)他們的額定值范圍，就有可能造成永久性的損壞，致使電路不能正常工作。利用聚合物正溫度系數保護元件（PPTC）可以實(shí)現電路中過(guò)電流異常工作狀態(tài)的保護，使用時(shí)將PPTC保護元件和被保護電路或被保護器件串聯(lián)使用，一旦被保護電路或被保護器件出現過(guò)電流異常工作狀態(tài)，PPTC保護器件立刻由低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)，限制通過(guò)被保護電路或被保護器件的電流，從而實(shí)現對被保護電路或被保護器件的保護。

在電子電路的正常使用過(guò)程中交流電網(wǎng)上會(huì )出現浪涌電壓、振鈴電壓、火花放電等瞬態(tài)干擾信號，瞬態(tài)干擾的特點(diǎn)是作用時(shí)間極短，但電壓幅度高、瞬態(tài)能量大。瞬態(tài)干擾（瞬間干擾）會(huì )造成電子電路系統電源電壓的波動(dòng)，當瞬態(tài)電壓疊加在控制系統的輸入電壓上，使輸入電子電路系統的電壓超過(guò)系統內部器件的極限電壓時(shí)，便會(huì )損壞電子電路系統內部的設備，因此必須采用抑制措施。

同樣，針對被保護電路或被保護器件正常工作時(shí)出現的過(guò)電壓浪涌異常工作狀態(tài)，可以利用固態(tài)晶閘管過(guò)電壓保護器件來(lái)實(shí)現對被保護電路或被保護器件的過(guò)電壓浪涌保護。具體使用時(shí)可以將過(guò)電壓浪涌保護器件與被保護電路或被保護器件并聯(lián)連接，一旦被保護電路或被保護器件出現過(guò)電壓浪涌異常工作狀態(tài)，過(guò)電壓浪涌保護器件立即由高電阻狀態(tài)變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)，從而實(shí)現對被保護電路或被保護器件的保護。

2電子電路常用保護器件與工作特性

實(shí)用中，電子電路中出現的異常工作狀態(tài)主要有過(guò)電流和過(guò)電壓兩種，如處理不當會(huì )造成電子電路不正常工作，嚴重時(shí)會(huì )致使電子電路嚴重損壞，甚至造成有關(guān)的生命和財產(chǎn)損失。

能實(shí)現過(guò)電壓保護控制功能的器件有TVS二極管（瞬態(tài)電壓抑制二極管）、金屬氧化物可變電阻（MOV）和氣體放電管（GDT）、2Pro、PolyZen、PolySwitch、SiBar等器件。

在電子電路中出現過(guò)電壓浪涌異常工作狀態(tài)的主要原因有雷電、來(lái)自交流供電回路的過(guò)電壓、浪涌電壓和地電位漂移等。由于雷電而引起的浪涌過(guò)電壓可以直接通過(guò)電子電路而致使電信通信電路的電位迅速上升，影響電子電路的正常工作，甚至損壞電子電路。類(lèi)似由于雷電而引起的浪涌過(guò)電壓，由電子電路的交流供電線(xiàn)路也可以引起過(guò)電壓異常工作狀態(tài)，而致使電子電路和其中的有關(guān)元器件的地電位變化，所以在電子電路中添加有關(guān)過(guò)電壓保護顯得非常重要。

過(guò)電流保護元件通常有低阻抗特性，當電流達到它的過(guò)電流保護閾值以上時(shí)，轉換到高阻抗。相反，過(guò)電壓保護元件通常有高阻抗特性，當電壓達到它的過(guò)電壓保護閾值以上時(shí)，轉換到低阻抗。常用的保護元器件有TVS〔瞬態(tài)電壓抑制器（TransientVoltageSuppressor）〕、MOV（金屬氧化物可變電阻）、SiBar（半導體晶閘管浪涌保護器件）、PPTC（聚合物正溫度系數）、CPTC（陶瓷正溫度系數）、GDT（氣體放電管）等，他們的共同特點(diǎn)是可重置元器件，而非像保險絲為一次性非重置器件。非重置元件包括一次性的保險絲。