電路保護元件的發(fā)展與應用

作者：張力1，馬存云2

（1.清華同方股份有限公司，北京100084）（2.臨沂師范學(xué)院物理與電子科學(xué)系，山東臨沂276004）

1引言

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力/電子產(chǎn)品日益多樣化、復雜化,所應用的電路保護元件己非昔日的簡(jiǎn)單的玻璃管保險絲,而是己經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)門(mén)類(lèi)繁多的新興電子元件領(lǐng)域。2000年全球銷(xiāo)售額達到44億美元。例如,Littelfuse公司有15大類(lèi)產(chǎn)品,2000年銷(xiāo)售額達3.71億美元;美國AEM公司的宇航級高可靠熔斷器己廣泛用于歐、美、日的各種航天器和新一代電子產(chǎn)品的重要部位的電路保護中。Cooper/Bussmann、GCL、WickmannWerke、Schurter、Raychem、上海維安、上無(wú)十五廠(chǎng)、功得利、好利來(lái)、精科、興勤、雅寶等廠(chǎng)家研發(fā)生產(chǎn)各種特性的電路保護元件,供客戶(hù)選擇。隨著(zhù)電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代,對可靠性和安全性的要求日益提高,尤其是我國加入WTO之后,世界電子產(chǎn)品組裝業(yè)向中國轉移,人們對各種電路保護元件的發(fā)展和應用將更加關(guān)注。本文對此作簡(jiǎn)要介紹。

2電路保護元件的重要性日益增加

在各類(lèi)電子產(chǎn)品中,設置過(guò)電流保護和過(guò)電壓保護元件的趨勢日益增強,之所以如此,歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面的因素：

（1）隨著(zhù)電子產(chǎn)品發(fā)展的需求,IC的功能(集成度)也越來(lái)越強,其“身價(jià)”自然越來(lái)越高貴,因而需要加強保護。

（2）為了降低功耗、減少發(fā)熱、延長(cháng)使用壽命,半導體元件和IC的工作電壓越來(lái)越低,據SIA(美國半導體行業(yè)協(xié)會(huì ))統計,目前工作電壓在1.5V左右,到2004年將降到1.2V以下,因而其抗過(guò)電流/過(guò)電壓的能力需要適應新的保護要求。

（3）移動(dòng)式電子產(chǎn)品越來(lái)越多,如手持機、PDA、筆記本電腦、攝錄機、數碼相機、光盤(pán)機等,這些電子產(chǎn)品都需要電池組件作為電源,在電池組件和電池充電器中都必須配備保護元件。

（4）在現代豪華型汽車(chē)中,裝備的電子設備越來(lái)越多,而且工作條件比一般的電子產(chǎn)品更惡劣,如汽車(chē)行駛狀況和環(huán)境瞬息萬(wàn)變、汽車(chē)起動(dòng)時(shí)會(huì )產(chǎn)生很大的瞬間峰值電壓等。因此,在為這些電子設備配套的電源適配器中,一般都需要同時(shí)安裝過(guò)電流和過(guò)電壓保護元件。

（5）眾多電力/電子產(chǎn)品都需要防止雷擊以及電源線(xiàn)與電話(huà)線(xiàn)的交擾,以保證正常通信和用戶(hù)人身安全。所以,隨著(zhù)電力/電子產(chǎn)品的發(fā)展,過(guò)電流/過(guò)電壓保護元件的需求呈上升趨勢。

（6）據統計,在電子產(chǎn)品出現的故障中，有75％是由于過(guò)電流/過(guò)電壓造成的。IBM曾分析過(guò)計算機電源的故障原因,其中88.5％是由于過(guò)電流/過(guò)電壓造成的。隨著(zhù)人們對電子產(chǎn)品質(zhì)量的苛求,制造廠(chǎng)家為了提高市場(chǎng)競爭力,就必須大量采用電路保護元件。

3過(guò)電流保護元件

圖1金屬薄膜表面貼裝型熔斷器的結構和尺寸（Littelfuse公司）

圖2金屬薄膜表面貼裝型熔斷器的特性曲線(xiàn)（Littelfuse公司）

圖3高可靠厚膜固態(tài)熔斷器的結構（美國AEM公司）

圖4高可靠固態(tài)熔斷器（FM12型）特性曲線(xiàn)（美國AEM公司）

圖5疊層型陶瓷壓敏電阻器特性曲線(xiàn)（深圳順絡(luò )公司）