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常用的電路保護元件有哪些?

電子電路很容易在過壓、過流、浪涌等情況發生的時候損壞,隨著技術的發展,電子電路的產品日益多樣化和復雜化,而電路保護則變得尤為重要。電路保護元件也從簡單的玻璃管保險絲,變得種類更多,防護性能更優越。


電路保護的意義是什么?

在各類電子產品中,設置過壓保護和過流保護變得越來越重要,那么電路保護的意義到底是什么,今天就來跟大家聊一聊:

(1)由于如今電路板的集成度越來越高,板子的價格也跟著水漲船高,因此我們要加強保護。


(2)半導體器件,IC的工作電壓有越來越低的趨勢,而電路保護的目的則是降低能耗損失,減少發熱現象,延長使用壽命。


(3)車載設備,由于使用環境的條件比一般電子產品更加惡劣,汽車行駛狀況萬變,汽車啟動時產生很大的瞬間峰值電壓等。因此,在為這些電子設備配套產品的電源適配器中,一般要使用過壓保護元件。


(4)通信設備,通信場所對防雷浪涌有一定的要求,在這些設備中使用過壓保護、過流保護元件就變得重要起來,它們是保證用戶人身安全和通信正常的關鍵。


(5)大部分電子產品出現的故障,都是電子設備電路中出現的過壓或者電路現象造成的,隨著我們對電子設備質量的要求越來越高,電子電路保護也變得更加不容忽視。


那么電路保護如此重要,常用的電路保護元件有哪些?今天就給大家介紹幾種:

防雷器件:

1、陶瓷氣體放電管:

防雷器件中應用最廣泛的是陶瓷氣體放電管,之所以說陶瓷氣體放電管是應用最廣泛的防雷器件,是因為無論是直流電源的防雷還是各種信號的防雷,陶瓷氣體放電管都能起到很好的防護作用。其最大的特點是通流量大,級間電容小,絕緣電阻高,擊穿電壓可選范圍大。


2、半導體放電管:

半導體放電管是一種過壓保護器件,是利用晶閘管原理制成的,依靠PN結的擊穿電流觸發器件導通放電,可以流過很大的浪涌電流或脈沖電流。其擊穿電壓的范圍,構成了過壓保護的范圍。固體放電管使用時可直接跨接在被保護電路兩端。具有精確導通、快速響應(響應時間ns級)、浪涌吸收能力較強、雙向對稱、可靠性高等特點。


3、玻璃放電管:

玻璃放電管(強效放電管、防雷管)是20世紀末新推出的防雷器件,它兼有陶瓷氣體放電管和半導體過壓保護器的優點:絕緣電阻高(≥10^8Ω)、極間電容小(≤0.8pF)、放電電流較大(最大達3 kA)、雙向對稱性、反應速度快(不存在沖擊擊穿的滯后現象)、性能穩定可靠、導通后電壓較低,此外還有直流擊穿電壓高(最高達5000V)、體積小、壽命長等優點。其缺點是直流擊穿電壓分散性較大(±20%)。


過壓器件:

4、壓敏電阻:

壓敏電阻也是一種用得最多的限壓器件。利用壓敏電阻的非線性特性,當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實現對后級電路的保護。壓敏電阻的響應時間為ns級,比空氣放電管快,比TVS管稍慢一些,一般情況下用于電子電路的過電壓保護其響應速度可以滿足要求。壓敏電阻的結電容一般在幾百到幾千pF的數量級范圍,很多情況下不宜直接應用在高頻信號線路的保護中,應用在交流電路的保護中時,因為其結電容較大會增加漏電流,在設計防護電路時需要充分考慮。壓敏電阻的通流容量較大,但比氣體放電管小。


5、貼片壓敏電阻的作用:

貼片壓敏電阻主要用于保護元件和電路,防止在電源供應、控制和信號線產生的ESD。


6、瞬態抑制二極管:

瞬態抑制器TVS二極管廣泛應用于半導體及敏感器件的保護,通常用于二級保護。基本都會是用于在陶瓷氣體放電管之后的二級保護,也有用戶直接將其用于產品的一級保護。其特點為反應速度快(為 ps 級) ,體積小 ,脈沖功率較大 ,箝位電壓低等。其 10/1000μs波脈沖功率從400W ~30KW,脈沖峰值電流從 0.52A~544A ;擊穿電壓有從6.8V~550V的系列值,便于各種不同電壓的電路使用。


過流器件:

7、自恢復保險絲:

自恢復保險絲PPTC就是一種過流電子保護元件,采用高分子有機聚合物在高壓、高溫,硫化反應的條件下,攙加導電粒子材料后,經過特殊的工藝加工而成。自恢復保險絲(PPTC: 高分子自恢復保險絲)是一種正溫度系數聚合物熱敏電阻,作過流保護用,可代替電流保險絲。電路正常工作時它的阻值很小(壓降很小),當電路出現過流使它溫 度升高時,阻值急劇增大幾個數量級,使電路中的電流減小到安全值以下,從而使后面的電路得到保護,過流消失后自動恢復為低阻值。


靜電元件:

8、ESD靜電放電二極管:

ESD靜電放電二極管是一種過壓、防靜電保護元件,是為高速數據傳輸應用的I/O端口保護設計的器件。ESD靜電二極管是用來避免電子設備中的敏感電路受到ESD(靜電放電)的影響。可提供非常低的電容,具有優異的傳輸線脈沖(TLP)測試,以及IEC6100-4-2測試能力,尤其是在多采樣數高達1000之后,進而改善對敏感電子元件的保護。


9、電感的作用:

電磁的關系相信大家都清楚,電感的作用就是在電路剛開始的時候,一切還不穩定的時候,如果電感中有電流通過,就一定會產生一個與電流方向相反的感應電流(法拉第電磁感應定律),等到電路運行了一段時間后,一切都穩定了,電流沒有什么變化了,電磁感應也就不會產生電流,這時候就穩定了,不會出現突發性的變故,從而保證了電路的安全,就像水車,一開始由于阻力轉動的比較慢,后來慢慢趨于平和。


10、磁珠的作用:

磁珠有很高的電阻率和磁導率,他等效于電阻和電感串聯,但電阻值和電感值都隨頻率變化。 他比普通的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時呈現阻性,所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗,從而提高調頻濾波效果,在以太網芯片上用到過。



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