保护元器件的种类及工作原理
保护元器件可以分为三类:过流保护、过压保护及过流、过压保护。它们的基本工作原理如下。
1.过流保护
流保护元件是一种非线性正温度系数热敏电阻(PPTC),如图3所示。一旦有过流状态出现,过大的电流让保护元件发热使阻值发生变化,由低阻态跃变为高阻态,从而限制电流,使被保护的电路免受过流损坏;在过流故障排除后,保护元件冷却,自动由高阻态转变为低阻态,恢复正常工作。这种保护元件称为自复式过流保护元件,如泰科电子公司的PolySwitchTM元件。
2.过压保护
过压保护元器件并联在被保护的电路上(见图4)。在输入电压未过压时,过压保护元器件呈高阻态,其泄漏电流甚微;一旦输入电压过压时,过压保护元器件在瞬间提供低阻抗通路,并将电压钳位于安全的低电压,从而保护电路免受过压损害。当输入电压降落到正常工作电压时,过压保护元器件会自动恢复到高阻态。泰科电子公司的多层压敏电阻(MLV)及ESD保护元件PESD就是常用的过压保护元件。
3 过流、过压保护
过流、过压保护器件是过流保护元件与过压保护元件组成的模块(集成电路),如图5所示。它能在输入电压过压或由于短路造成过流故障时,保护电路不受损害。
泰科电子公司的PolySwitch元件就是常用的过流、过压保护器件。
便携式产品的保护元器件的特点
为满足便携式电子产品对保护元器件的要求,保护元器件应具有下述特点。
1 性能
● 响应时间要短;
● 自身的功耗要小,可延长电池寿命;
● 性能稳定,并且寿命长;
● 不影响被保护电路的性能;
● 满足对环境的要求(无铅,符合RoHs规范)。
2 封装及尺寸
● 贴片式(SMD)封装,满足SMT要求;
● 封装尺寸小(占PCB面积小)及剖面高度小。
3 其他
● 可以采用回流焊焊接工艺;
● 价格低,降低产品成本。