用于安防系統和火警的電路保護器件

　　安防和火警系統設計在特定電流和電壓范圍內工作。如果由于短路、瞬時(shí)過(guò)壓而導致電壓和電流超出了正常范圍，系統中的部件就會(huì )永久損壞，設備也因此不能發(fā)揮正常功能。供電和電路走線(xiàn)也必須進(jìn)行保護，以避免在安裝過(guò)程中或后備電池短路時(shí)發(fā)生故障。

　　安防系統中的調制解調器常常用于發(fā)生緊急情況時(shí)向消防部門(mén)或警察報警。這些電話(huà)線(xiàn)路必須進(jìn)行保護，以免被閃電、電力線(xiàn)搭線(xiàn)，或交流感應電流毀壞。告警系統也必須符合UL864標準，該標準要求焊裝的保險絲是不允許用在供電電路中進(jìn)行限流的。如果安防系統與電話(huà)線(xiàn)連接，在北美就必須符合UL60950和TIA968-A標準，在歐洲和其他地區也必須符合ITU K.21標準。

過(guò)流保護

　　在安防和告警系統中，保險絲通常用于過(guò)流保護。然而，UL864和UL90950對這些設備來(lái)講顯然要求過(guò)高了，它可能在某些測試條件下使設備發(fā)生疲勞。更重要的是，保險絲是一次性的器件，被燒毀后必須更換。

　　許多設備制造商更愿意使用可重復使用的聚合物正溫度系數（Polymeric Positive Temperature Coefficient：PPTC）器件來(lái)進(jìn)行電路保護，例如，PolySwitch器件。與保險絲不同，PPTC器件在發(fā)生短路故障后不用更換，并且允許在過(guò)流條件排除后重新上電使電路回到正常工作狀態(tài)。

　　PPTC器件由包括導電填充物在內的合成物構成，例如，碳黑填充物等，它們使整個(gè)器件可以導電。在常溫條件下，導電粒子在聚合物中形成很低的導通電阻。然而，如果溫度上升到器件的切換溫度（TSW），無(wú)論是由通過(guò)器件的大電流引起的，還是由環(huán)境溫度的驟然增加所引起的，都會(huì )導致聚合物中的微晶熔化并處于非結晶態(tài)。

　　在結晶體熔化階段，熔化的數量增加會(huì )將導電顆粒分離，從而使器件的導通電阻產(chǎn)生非線(xiàn)性增加。導通電阻通常會(huì )增加三個(gè)或更多數量級。導通電阻的增加使流過(guò)故障條件下的設備電流降低到一個(gè)很低的、穩定的值，因此有助于保護電路中的設備。

　　由于PPTC器件的導通電阻由低電阻轉換到高電阻狀態(tài)是基于溫度的變化的，所以這種器件可以實(shí)現過(guò)流和過(guò)溫保護。當電流流過(guò)PPTC器件時(shí)，根據功率消耗公式I2R，電流被轉換成熱功率，器件就被加熱。當加熱的溫度達到切換溫度時(shí)，PPTC器件就會(huì )“跳閘”，從而進(jìn)入高導通電阻狀態(tài)。

　　PPTC器件也可以放在某個(gè)需要進(jìn)行過(guò)熱保護的發(fā)熱器件旁邊或設備的結合處。如果設備的溫度達到了PPTC器件的切換溫度，PPTC器件就會(huì )轉換到高導通電阻狀態(tài)。通過(guò)這種方式，PPTC器件可以用于把電流降低到非常低的水平，或者作為設備超溫的系統指示?？刂葡到y然后可以決定采取哪種合適的動(dòng)作來(lái)保護設備或人員。

　　PPTC器件是串接到電路中的器件。與傳統保險絲相比，它們本身很小的體積有助于節省電路板空間。而傳統保險絲必須安裝在用戶(hù)可以觸到、可以更換的位置。由于PPTC器件是固態(tài)器件，所以它們能夠承受機械沖擊和震動(dòng)。

過(guò)壓保護

　　有許多種方法可以用于保護安防和火警系統免于因開(kāi)關(guān)或閃電所帶來(lái)瞬態(tài)過(guò)壓產(chǎn)生的故障。比較常用的兩類(lèi)過(guò)壓保護方式是采用電壓鉗位器件和電壓監視器件，或稱(chēng)之為“crowbar”的器件。鉗位器件，如金屬氧化物變阻器（Metal Oxide Varistors：MOV）和二極管起作用時(shí)允許高到一個(gè)特定鉗位電平的電壓通過(guò)負載。電壓監視器件，如氣體放電管（gas discharge tubes：GDT）和半導體閘流管浪涌抑制器在有超過(guò)關(guān)斷電壓的浪涌電壓發(fā)生時(shí)就會(huì )動(dòng)作。

　　在供電線(xiàn)路需要過(guò)壓保護的應用中，金屬氧化物變阻器可以承受大電流、吸收能量，而且響應迅速。把金屬氧化物變阻器和PPTC成對使用可以實(shí)現一個(gè)完整的電路保護方案，用于保護供電線(xiàn)路和控制板中的變壓器。